氧族元素Word格式文档下载.docx

氧族元素Word格式文档下载.docx

《氧族元素Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氧族元素Word格式文档下载.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

（3）氧族元素性质比较元素名称和符号氧（O）硫（S）硒（Se）碲（Te）核电荷数8163452通常状况下单质的色态无色气体黄色固体灰色固体银白色固体单质熔、沸点化合价2（无正价）2，4，62，4，62，4，6单质跟H2反应燃烧或爆炸加热时能化合加热时能化合不能直接化合氢化物（H2X）的对热稳定性很稳定，在1000以上少量分解300以上分解不稳定，加热时分解不稳定，0即分解氧化物无SO2、SO3SeO2、SeO3TeO2、TeO3最高价氧化物的水化物无H2SO4H2SeO4H2TeO4元素的非金属性（4）硫的性质黄色固体难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，在自然界既有以游离态存在，又有以化合态存在。

（5）臭氧的性质物理性质：

在常温、常压下，臭氧是一种有鱼腥臭味的淡蓝色气体，它的密度比氧气大。

O3主要集中在平流层（距地表面18km处）化学性质极强的氧化性；

aO32KIH2O=2KOHI2O2（O3也能使淀粉KI溶液变蓝）PbSO3=PbSO4O22Ag2O3=Ag2O2O2练2、在2KIH2OO3=I22KOHO2反应中氧化产物是_，还原产物是_。

氧化产物是I2，还原产物是KOH。

b漂白和消毒：

有些染料受到臭氧的强烈氧化作用会褪色，臭氧还可以杀死许多细菌，因此，臭氧是一种很好的脱色剂和消毒剂。

c制备：

（6）H2O2的性质及用途过氧化氢的化学式为H2O2，室温下为液态，其中氧元素为1价，H2O2表现为既有氧化性又有还原性，并且以氧化性为主。

H2O2溶液俗称双氧水，呈弱酸性。

当H2O2遇到还原剂时，表现出氧化性。

如：

SO2H2O2=H2SO4，2Fe2H2O22H=2Fe32H2O，H2O2作氧化剂时，其还原产物为H2O，不会引入新的杂质。

当H2O2遇到较强的氧化剂时，表现出还原性。

如，H2O2作还原剂，其氧化产物为O2。

H2O2的不稳定性：

H2O2的用途：

氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂、火箭燃料等。

（7）H2S的性质物理性质：

常温下为无色有臭鸡蛋气味的气体，有剧毒，溶于水，其水溶液称氢硫酸。

化学性质：

a可燃性b还原性练3、通H2S于下列溶液中指出实验现象，并写出有关反应的化学方程式。

（1）SO2溶液2H2SSO2=3S2H2O溶液变浑浊

（2）FeCl3溶液中2FeCl3H2S=2FeCl2S2HCl溶液变浑浊（3）浓H2SO4H2SH2SO4（浓）=SO2S2H2O溶液变浑浊（4）酸性KMnO4溶液中KMnO4溶液褪色（6）通入氯水中Cl2H2S=2HClS溶液变浑浊c不稳定性：

d水溶液呈弱酸性H2SHHSHSHS2H2SCuCl2=CuS2HClH2SPb（CH3COO）2=2CH3COOHPbS（黑色沉淀，H2S气体的检验方法）（7）H2S的实验室制法药品：

FeS（s）、稀盐酸或稀硫酸不能用氧化性的酸。

如浓H2SO4、浓、稀HNO3，因其强氧化性能将H2S氧化。

原理：

FeS2H=Fe2H2S装置：

启普发生器收集方法：

向上排空气法。

因H2S有剧毒，应在通风橱中进行。

检验：

湿润的醋酸铅试纸2、SO2

（1）SO2的实验室制法制备试剂：

Na2SO3粉末、浓H2SO4反应原理：

Na2SO3H2SO4（浓）=Na2SO4SO2H2O收集方法：

向上排空法因Na2SO3呈粉末状，故不能用启普发生器制备SO2。

SO2的检验：

用湿润的品红试纸或品红溶液检验。

练4、当用排空法收集下列气体时怎样用简易方法判断集气瓶中气体已收集满？

aCl2bH2ScNH3dSO2eCO2fO2gHCla化学性质具有酸性氧化物的通性SO2H2OH2SO3SO2CaO=CaSO3SO22NaOH=N2SO3H2OSO2NaOH=NaHSO3SO2H2ONa2S=Na2SO3H2S（酸性：

H2SO3H2S）SO22NaHCO3=Na2SO32CO2H2ObSO2既有氧化性又有还原性但以还原性为主。

练5、将SO2通入下列溶液中写出反应的化学方程式或离子方程式。

（1）氯水SO2Cl2H2O=2Cl4HSO42

（2）Fe2（SO4）3溶液SO22F32H2O=2Fe2SO424H（3）Na2S溶液SO2H2ONa2S=Na2SO3H2S2H2SSO2=2H2O3S3、硫酸

（1）硫酸的性质物理性质H2SO4是高沸点的二元强酸。

纯净的硫酸为无色、油状液体，密度比水大（98%浓H2SO4，密度为1.84g/cm3），可以任意比例溶于水，溶解过程中伴随着放热现象，因此，浓H2SO4稀释时，只能将浓H2SO4沿玻璃棒注入水中，不可将水倒入浓H2SO4中。

强酸性下列反应均利用了H2SO4的强酸性实验室制H2S：

FeS2H=Fe2H2S实验室常用酸性KMnO4试剂检验某些物质的还原性：

2KMnO45H2O23H2SO4=K2SO4MnSO45O28H2O高沸点利用浓H2SO4的高沸点可制备HCl、HNO3等低沸点的酸。

NaClH2SO4（浓）NaHSO4HClNaNO3H2SO4（浓）NaHSO4HNO3二元酸Na2SO4H2SO4（浓）=2NaHSO4

（2）浓H2SO4的特性a吸水性浓H2SO4能吸附物质中游离的水分。

利用此性质，可用浓H2SO4作干燥剂，干燥一些不与浓H2SO4反应的气体，如：

O2、H2、CO2、Cl2、HCl、SO2，CO、CH4、C2H4、C2H2等气体。

浓H2SO2吸水性一般来说是物理变化。

b脱水性浓H2SO4按氢二、氧一的比例夺取有机物分子中化合态的水，这一变化属化学变化。

c氧化性冷的浓H2SO4遇铁、铝等金属产生钝化作用。

但热的浓硫酸氧化性较强，可将许多金属、非金属及一些还原性化合物氧化。

在这些氧化还原反应中，硫酸的还原产物一般为SO2。

（3）酸的氧化性和氧化性的酸酸的氧化性一般指酸中正一价的H离子具有得电子的能力而表现出来的性质，由于酸在水溶液中都能不同程度的电离出H，故酸的通性即H所表现出的性质。

氧化性的酸则是指含氧酸中成酸元素在反应中表现出较强的得电子的能力。

常见的氧化性的酸是：

浓硫酸，浓、稀硝酸，HMnO4，H2CrO4。

既非氧化性的酸又非还原性的酸有：

H3PO4、H2CO3、稀硫酸。

（2）硫酸根离子的检验在不能断定溶液中是否存在Ag而肯定不存在离子时，则选用Ba（NO3）2和稀HNO3作试剂以检验离子。

若肯定溶液中不存在Ag但不能断定溶液中是否存在离子时，则选用“BaCl2和稀盐酸”作试剂以检验离子。

若无法确定溶液中是否含Ag、等离子时，则首先加盐酸、酸化溶液以排除对检验的干扰。

并判断溶液中是否含Ag，若产生白色沉淀则改用Ba（NO3）2稀HNO3作试剂检验，若无白色沉淀则加BaCl2溶液检验。

练6、3位学生设计了如下三个方案，并都认为，如果观察到的现象和自己设计的方案致_，即可确证试液中有离子。

试评价上述各种方案是否严密，并分别说明理由。

思路和分析：

从溶液中Ag、的存在对离子检验的干扰来分析。

答案：

甲方案不严密。

因为含有Ag而不含离子的无色溶液也会出现此方案的现象。

乙方案严密。

因为只有含的无色溶液才会出现此方案的现象。

丙方案不严密。

因为含离子而不含离子的无色溶液也会出现此方案的现象。

3、硫酸的工业制法接触法制硫酸的工业流程

（1）造气将硫磺或硫铁矿粉末分别放在专门设计的燃烧炉中利用空气中O2使其燃烧就可以得到SO2.典型设备：

沸腾炉（硫铁矿粉碎成细小矿粉后置入炉中，从下鼓入空气因反应剧烈而处于沸腾状，故得名）

（2）接触氧化经过净化、干燥的炉气（含SO2：

7%O2：

11%N2：

82%）进入接触室发生氧化反应生成SO3：

SO2接触氧化在什么条件下进行最为有利呢？

a温度：

400500b压强：

常压c过量空气d三氧化硫的吸收从接触室出来的气体主要是SO3、N2以及未转化的SO2和O2。

SO3和H2O化合生成H2SO4。

SO3（g）H2O（l）=H2SO4（l）；

H=130.3kJmol1由于SO3和H2O化合形成酸雾不利于SO3吸收为提高吸收效率工业上常用98.3%浓H2SO4来吸收SO3。

接触法制硫酸简单流程图：

练7、某化工厂每小时生产98（质量分数）硫酸at，为使硫充分燃烧，且在下一步催化氧化时不再补充空气，要求燃烧后的混合气体中含氧的体积分数为b。

若空气中氧气的体积分数为21，且不考虑各生产阶段的物料损失，则：

（1）该厂每小时消耗标准状况下空气的体积为_。

（2）为满足题设要求，b的下限等于_。

因为燃烧后混合气体中含O2的体积分数为b%，且反应前后气体体积不变，即反应后混合气体体积亦为原空气体积，剩余O2体积为V（空气）b%，共需O2体积为：

2.24105aLV（空气）b%，依题意列式：

（2）由SO2=SO22SO2O2=2SO34、环境保护

（1）大气污染的主要污染物颗粒污染物：

尘粒、粉尘、烟尘、雾尘、煤尘。

气态污染物：

含硫化合物（SO2、SO3、H2S）含碳化合物、碳氢化合物（烃、醇、酮、酯、胺等）、卤素化合物（HCl、HF、卤代烃等）。

（2）大气主要污染物的来源自然排放：

火山活动、沼泽中的生物作用、森林火灾、土壤中的细菌作用、生物腐烂等。

人类活动：

煤和石油的燃烧、化学过程污水、废物的处理、化工生产产生的尾气、含氟制冷剂的作用。

（3）大气污染形成的主要过程光化学烟雾排到大气中的氮氧化物和烃类，在阳光的照射下，产生一系列的复杂的光化学反应，生成一种具有刺激性的浅蓝色烟雾，称为光化学烟雾。

光化学烟雾刺激人的眼、鼻、气管和肺等器官，发生眼红流泪，气喘咳嗽等症状。

酸雨酸雨是pH小于5.6的降水（包括雨、雪、霜、雾、雹）。

酸雨中含有无机酸有有机酸，绝大部分是硫酸和硝酸，通常以硫酸为主。

煤、石油燃烧和金属冶炼中释放到大气里的二氧化硫，通过气相和液相反应而生成硫酸。

气相反应：

（催化剂大多是尘埃中的金属如铁、锰、铜等的化合物）液相反应：

SO2H2O=H2SO32H2SO3O2=2H2SO4高温产生的NO（如汽车排出的尾气）也会形成硝酸和亚硝酸。

2NOO2=2NO22NO2H2O=HNO3HNO2酸雨影响水体的pH，当pH小于5.5时，大部分鱼类很难生存。

降到5以下时，各种鱼类和两栖动物、大部分昆虫将会消失，水草大量枯萎，浮游生物濒临灭绝。

酸雨使土壤酸化。

酸化的土壤会溶入对生物有害的铜等金属元素，微生物随之灭绝，土壤养分再生能力降低，使土壤贫瘠。

酸雨能伤害植物的新生芽，使叶绿素含量降低，光合作用受阻，作物产量下降，严重时会造成森林中的树木大面积枯萎致死。

酸雨对建筑石料和金属材料有腐蚀作用。

对金属的腐蚀程度比非酸雨区约大3倍。

酸雨能提高土壤的酸度和温度，放出更多的甲烷。

甲烷是一种能导致温室效应的气体，甚至比二氧化碳的作用更强。

对酸雨的防治有以下措施：

减少二氧化硫的排放量，如用烟气脱硫技术，用石灰浆和石灰石在烟气吸收塔内脱硫。

调整民用燃烧结构，实现燃料气体化，最好能做到城市集中供热。

减少烟道气中氮氧化物的排放量，如用铂、铜等金属作催化剂，以氢气、氨或甲烷作还原剂，把氮氧化物还原成氮气。

加强对汽车尾气的控制，如限制车速、改进发动机的结构和添加废气处理装置等。

（4）白色污染废弃的塑料制品对环境造成污染叫白色污染。

塑料制品在给我们带来方便的同时，也带来了污染。

由于塑料制品一般非常稳定，不易分解，大量的塑料积累在环境中会破坏景观、生态平衡和生活空间。

对于塑料的处理目前也没有好的方法，由于自身难以自然降解，又不能将其掩埋（影响土壤的透气性和水的流动），也不能将其焚烧（会产生大量的污染性气体，如二恶英）。

所以，白色污染已成为三大环境问题之一。

消除白色污染的理想方法是：

找到塑料的替代品，如开发研制使用可降解塑料。

（5）温室效应来自太阳辐射的短波辐射（波长在0.5m左右）很容易通过玻璃而晒热室内受热后辐射出的红外线（波长在41000m左右）却不易通过玻璃散射出去，这样太阳能的一部分以热能的形式保留在室内，由于辐射的能量输入大于输出，形成温室。

在大气中的二氧化碳具有这种玻璃的作用，可以让太阳的短波辐射透过射向地面，使地球的温度升高，同时地面的长波辐射被大气中的温室气体吸收，保存热量。

常见的温室气体有二氧化碳、甲烷、氧化二氮、氟里昂、臭氧、一氧化碳等。

在这些气体中，二氧化碳的含量最大，所以温室效应中起主要作用的是二氧化碳。

温室效应使地球表面的温度升高。

试验表明，如果不采取措施，到2030年，气温可能会上升3.54.2，海上浮冰将减少，海平面上升100cm左右，降水量会增加1117%，长期以来已适应的生物生长环境发生变化，就会破坏生物环境。

治理温室效应最根本的途径是减少CO2的排放量。

（6）臭氧层的破坏大气层中的O3可以和许多化合物发生反应，从而使臭氧层破坏，大量使用的氟里昂就是破坏臭氧层的主要元凶之一。

氟里昂性质稳定，扩散到臭氧层的氟里昂吸收紫外线发生光解，产生一个氯原子，剩下的碎片再和氧反应，产生新的含氯类物质。

ClO3ClOO2ClOOClO2总反应为：

上述是连锁反应，所以，每产生一个原子氯，可以分解很多臭氧。

对臭氧的分解有催化作用的还有氮氧化物，其机理为：

NOO3=NO2O2NO2O=NOO2总反应式：

O3O=2O2。

（7）水体和海洋污染水体的污染源需氧有机物、难降解的有机物、重金属、热污染、病原体污染、植物营养物质、酸、碱和一些无机盐、石油类。

水体的主要污染过程赤潮水体富营养化的结果向水中排放大量的生物所需的氮、磷等营养物质（如农业中使用的化肥、农药；

工业废水和生活污水），水中的浮游生物大量繁殖，使水中的含氧量急剧减少，使水变成红色，因此叫“赤潮”。

这些藻类有恶臭、有毒，鱼不能食用。

藻类遮蔽阳光，使水底植物因光合作用受到阻碍而死去，腐败后放出氮、磷等植物的营养物质，再供藻类利用。

这样年深月久，造成恶性循环，藻类植物大量繁殖，水质恶化而腥臭，造成鱼类大量死亡。

二、典例剖析例1、两份硫粉各ag，分别与H2、O2在一定条件下完全化合，将生成的气体混合并恢复至室温，有关叙述正确的是（）A析出2ag硫B析出C剩余0.5amol气体D剩余气体解析：

有关反应为：

2H2SSO2=3S2H2O，因硫粉质量相同，故物质的量相同，所得H2S与SO2的物质的量亦相同，所以SO2剩余，同时生成，正确选项应为BD。

BD例2、在标准状况下，向100mL氢硫酸溶液中通入二氧化硫气体，溶液pH变化如图所示，则原氢硫酸溶液的物质的量浓度为（）A0.5molL1B0.05molL1C1molL1D0.1molL1解析：

由图知pH=7说明发生反应为：

2H2SSO2=3S2H2O2mol22.4L0.01mol0.112L答案：

D例3、含8.0gNaOH的溶液中通入一定量H2S后，将得到的溶液小心蒸干，称得无水物质量为7.9g，则该无水物中一定含有的物质是（）ANa2SBNaHSCNa2S和NaHSDNaOH和NaHS解析：

若0.2molNaOH全部转化为NaS，则m（Na2S）=0.1mol78gmol1=7.8g；

若0.2molNaOH全部转化为NaHS则m（NaHS）=0.2mol56gmol1=11.2g，现为7.9g，易知该7.9g可能是Na2S和NaHS组成Na2S和NaOH组成。

因NaHS不可能和NaOH共存，故选A。

A例4、研究性学习小组进行SO2的制备及性质探究实验。

（1）根据反应Na2SO3（固）H2SO4（浓）=Na2SO4SO2H2O，制备SO2气体。

用下列简图（如图所示），画出制备并收集SO2的实验装置（含试剂）示意图。

实验过程中，使用分液漏斗滴加浓硫酸的操作是_。

（2）将SO2气体分别通入下列溶液中：

品红溶液，现象是_；

溴水溶液，现象是_；

硫化钠溶液，现象是_。

（3）有一小组在实验中发现，SO2气体产生缓慢，以致后续实验现象很不明显，但又不存在气密性问题。

请你探测可能的原因并说明相应的验证方法（可以不填满）。

原因_，验证方法_。

（1）打开分液漏斗上口的活塞，旋开分液漏斗的旋塞，缓慢滴加

（2）溶液褪色溶液褪色有浅黄色沉淀（或溶液变浑浊）（3）Na2SO3变质取待测试样于试管中，加适量蒸馏水配成溶液，先滴入量稀盐酸，再滴入BaCl2溶液若有白色沉淀生成，则证明该Na2SO3固体变质。

不是浓硫酸用洁净玻璃棒蘸取待测试样，涂白纸不变黑，则证明该溶液不是浓硫酸。

例5、将一定量的SO2和含0.7mol氧气的空气（忽略CO2）放入一定体积的密闭容器中，550时，在催化剂作用下发生反应：

。

反应达到平衡后，将容器中的混合气体通入过量NaOH溶液，气体体积减少了21.28L；

再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2，气体的体积又减少了5.6L（以上气体体积均为标准状况下的体积）。

（计算结果保留一位小数）请回答下列问题：

（1）判断该反应达到平衡状态的标志是_。

（填字母）aSO2和SO3浓度相等bSO2百分含量保持不变c容器中气体的压强不变dSO3的生成速率与SO2的消耗速率相等e容器中混合气体的密度保持不变

（2）欲提高SO2的转化率，下列措施可行的是_。

（埴字母）a向装置中再充入N2b向装置中再充入O2c改变反应的催化剂d升高温度（3）求该反应达到平衡时SO2的转化率（用百分数表示）。

（4）若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl2溶液，生成沉淀多少克?

解析：

（1）平衡状态的特征是各组分含量保持不变其实质是VB（正）=VB（逆），据此易知b正确，a、d错误，由于该反应是一反应前后气体体积之和不等的可逆反应，所以压强不变也说明是平衡态，由气体质量守恒，容器体积又不变，所以密度从反应开始到平衡一直保持不变，不变不是平衡标志；

（2）欲提高转化率，即促使平衡右移，充入N2无影响，充入O2平衡右移，催化剂只改变反应速率，对平衡无影响，升高温度，平衡左移，所以选b；

例6、某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体M的成分，设计了如图所示装置。

倾斜A使稀硫酸（足量）与固体M充分反应，待反应停止后，B装置增重，C装置中溶液无变化，反应后进入量气管气体的体积为VmL（已折算成标准状况）由上述实验事实可知：

（1）固体M中一定有的物质是_（填化学式），理由是_。

其中一种物质的质量可以确定为_g（用代数式表示）。

（2）B装置的名称是_。

写出B装置中反应的离子方程式_。

（3）C装置的作用是_，如果实验中没有B装置，则C装置中产生的现象是_。

（4）稀硫酸和固体M反应后的溶液中还残留淡黄色固体，该固体是_，要分离出该固体，在实验操作中，除烧杯外还需要用到的玻璃仪器是_。

（5）通过进一步实验，测得固体M中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和，产生这种现象的原因可能是_。

aM中有未反应的铁和硫b测定气体体积时水准管的水面高于量气管的水面cA中留有反应生成的气体d气体进入D装置前未用浓硫酸干燥解析：

固体M是由Fe和S在隔绝空气条件下反应的生成物，且M和稀H2SO4反应生成的气体能被NaOH溶液吸收增重，说明固体M中一定含FeS，M和稀H2SO4发生了如下反应：

FeSH2SO4=FeSO4H2S，H2S气体通过盛有NaOH溶液的B装置后再通过盛有CuSO4溶液的C装置无现象，说明H2S已被NaOH溶液吸收完全，否则C装置中将有CuS黑色沉淀析出，最后在量气管中收集到的气体一定是H2，这是由于M固体中残余的Fe粉和稀H2SO4反应所致，由H2体积可求出Fe粉的质量：

FeH2SO4=FeSO4H256g22400mLVmL若与稀H2SO4反应后的溶液中残存有S，则可用过滤的方法将其除去，所需玻璃仪器有：

玻璃棒、漏斗，致于M中各成份质量之和小于Fe粉和S粉质量之和可能的原因是测定气体体积时，水准管水面高于量气管水面导致读数偏小，A中留有H2S气体未被NaOH溶液吸收。

（1）FeS、FeB装置由于吸收H2S而增重，故M中一定有FeS，量气管中气体只可能是H2，而H2只可能是Fe和稀H2SO4反应所至，故一定有Fe

（2）洗气瓶2OHH2S=2H2OS2（3）检验H2S已被完全吸收黑色沉淀（4）硫漏斗、玻璃棒（5）bc例7、将amolH2S与一定量O2在一容积可变的密闭容器中混合点燃反应完毕后，已知O2无剩余，恢复至反应前的状况（1.01105Pa，120），气体体积是反应前的b%。

（1）若b=70时，试配平下列表示反应前后体积关系的化学方程式：

H2SO2SSO2H2O

（2）写出b的取值范围：

_。

（3）若70b80，设参加反应的O2物质的量为mmol，则m的取值范围为_。

（用含a的式子表示）（4）若燃烧后平均相对分子质量为26，参加反应的O2为mmol，则m值可能为_。

（用含a的式子表示）（4）若反应后混合气体为H2S和H2O（g），则：

，则有：

2H2SO2=2S2H2O（g）2mm2ma2m=2m（因残留H2S体积等于水蒸气体积等于2m），故若残留混和气体为SO2和H2O（g），则：

，由知：

例8、二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大气的主要污染物。

综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。

（1）硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：

某温度下，SO2的平衡转化率（）与体系总压强（p）的关系如图所示。

根据图示回答下列问题：

将2.0molSO2和1.0molO2置于10L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10MPa。

该反应的平衡常数等于_。

平衡状态由A变到B时，平衡常数K（A）_K（B）（填“”“”或“=”）。

（2）用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。

例如：

CH4（g）4NO2（g）=4NO（g）CO2（g）2H2O