高中化學(xué)氧族元素及其化合物的特殊性

1、氧族元素及其化合物的特殊性河北省宣化縣第一中學(xué)欒春武一、氧元素及其化合物的特殊性1.在氧族元素中，只有氧元素的單質(zhì)（。和O）在常溫常壓下是氣體。322.非金屬元素的單質(zhì)分子一般為非極性分子，但O 卻是極性分子。33. 氧元素只有在與氟元素形成的化合物中顯正化合價(jià)，如在二氟化氧（ OF ）中氧元素顯其最高 2 正化合價(jià)為 +2 價(jià)，其最高正化合價(jià)與其族序 數(shù)不相等。 1 價(jià)。 、 KO 等）中顯 4. 氧元素只有在過(guò)氧化物（如 HO 、 NaO2222225. 在氧族元素中，氧元素與氫元素能形成氧化物（ HO ）和過(guò)氧化物（ HO） 。2226.在氧族元素中，氧元素與金屬元素能形成氧化物（KO）

2、、過(guò)氧化物（KO）超氧化物（KO）。22227.在氧族元素中，氧元素的非金屬性最強(qiáng)， 其單質(zhì)（ O 和 O ） 的氧化性最強(qiáng)。 328. 在所有氣體中， 只有 O 能夠供人和動(dòng)植物呼吸。29. 在 O 層中，O 的含量雖然很小，卻可以吸收來(lái)自太陽(yáng)的大部分紫外線。因此，臭氧層被稱為33人類和生物的保護(hù)傘。10 在氧族元素的單質(zhì)中， O 的化學(xué)性質(zhì)最活潑（比O 還活潑）并且臭氧具有不穩(wěn)定、強(qiáng)氧化和23漂白能力這三大特性：（ 1 ）不穩(wěn)定性：臭氧不穩(wěn)定，在常溫下能緩慢分解生成氧氣，在高溫時(shí)可以迅速分解：= 3O2O 23（2）強(qiáng)氧化性：O 具有極強(qiáng)的氧化性，凡能與空氣或氧氣反應(yīng)的物質(zhì)都能與O 反應(yīng)；

3、 Ag 、 Hg33等在空氣或氧氣中不易被氧化的金屬也能與O 反應(yīng)： 3= = HgO + O 、 2Ag + 2O Hg + O + 2OAgO 233222 （ 3）漂白性：臭氧具有漂白性，實(shí)質(zhì)是染料受到。的強(qiáng)烈氧化作用而褪色。311.在氧族元素與氫元素形成的化合物中，只有HO 是強(qiáng)氧化劑。 HO 在酸性或堿性溶液中都具2222有強(qiáng)氧化性，其還原產(chǎn)物為 HO （氧元素由 1 價(jià)還原為 2 價(jià)） 。如： 2 += PbSO + 4HO 。并且使用 HO I +2HO 、 PbS + 4H OH + 2IO+ 2H 作氧化劑不會(huì)引入2222222422新雜質(zhì)，因此， HO 被稱為“綠色” 氧化

4、劑。 2212. 在氧族元素中的氫化物 （ HR） 中， HO 的沸點(diǎn)最高， 最穩(wěn)定， 且呈中性。22 二、硫元素及其化合物的特殊性1. 在氧族元素中， 硫元素與氫元素能形成硫化物 （ HS） 和過(guò)硫化物（ HS ） 。 2222. 在氧族元素中，硫元素與金屬能形成硫化物（NaS） 、過(guò)硫化物（NaS ）和多硫化物（NaS， x2222x 為大于 2 的正整數(shù)） 。3.硫元素只有在過(guò)硫化物（ HS、NaS、FeS）中顯1價(jià)。222224.金屬與非金屬之間越活潑，一 般越容易發(fā)生反應(yīng)。常溫下 O與Ag、Hg等金屬不反應(yīng)，但非2= Ag2Ag + SS、。弱的S在常溫下卻能與Ag 、 Hg 等金屬

5、反應(yīng)。金屬活潑性比 22= HgS.Hg + S5. 單質(zhì)硫與變價(jià)金屬一般生成低價(jià)金屬硫化物， 如硫與變價(jià)金屬 Fe、 Cu 反應(yīng)分別生成FeS、 CuS ；2 但 S 與變價(jià)金屬 Hg 反應(yīng)卻生成HgS 。6. 非金屬氧化物之間一般不發(fā)生反應(yīng)，但SO 卻能與 NO 反應(yīng)： 22= SO+ NO 。 SO+ NO 3 2 27. SO 和 Cl 都具有漂白性，但等物質(zhì)的量的 SO 和 Cl 混合卻使二者失去漂白性，這是因?yàn)槎?222= HSO + 2HC1。發(fā)生反應(yīng)生成無(wú)漂白性的物質(zhì)。SO+ Cl+ 2HO 422 228. SO和Cl都具有漂白性，Cl能使石蕊試液褪色， 但SO卻不能。22

6、229.濃HSO具有強(qiáng)氧化性， SO、CO和H都具有還原T但濃 HSO不能將SO、CO和H氧22422242化，這是因?yàn)?6價(jià)的硫 與+4價(jià)硫之間沒(méi)有中間價(jià)態(tài)，CO和H只有在高溫時(shí)才表現(xiàn)出還原性。因2此可用濃HSO干燥SO、CO和Ho 242210.濃HSO是一種酸性干燥劑，一般可用于干燥中性和酸性氣體，但不 能干燥HS、HBr、HI 224等具有還原性的酸性氣體。這是因?yàn)闈釮SO能將其氧化。42HSO （濃）+ HS SO+ 2HO、22 4S +2 =2=BrSO T + 2HO、HSO （濃）+ 2HBr 2222 4 +=ISO T + 2HOHSO （濃）+ 2HI222 4 + 2

7、11.酸與酸之間一般不反應(yīng)，但濃 HSO和亞硫酸能分別和氫硫酸反應(yīng)。42HSO （濃）+ HS SOT + 2HO、HSO+ 2HS 3HO。22 =2= 32S3 2 +422 += S =. 12.酸性氧化物與酸一般不反應(yīng)，但 SO與氫硫 酸能夠反應(yīng)。SO+ 2HS 2HO2S + =2=2 2313.強(qiáng)酸與弱酸鹽反應(yīng)可以制弱酸，弱酸一般不能與強(qiáng)酸鹽反應(yīng)制強(qiáng)酸。但有氫硫酸 與CuSO溶4 =HSO+ HS + CuS J。 液反應(yīng)可制的強(qiáng)酸。CuSO422 414.在實(shí)驗(yàn)室用濃 HSO與NaCl反應(yīng)制取HCl ,可以在強(qiáng)熱的條件下進(jìn)行反應(yīng)生成42NaSO ;但用濃HSO與NaNO反應(yīng)制取H

8、NO時(shí)，卻不能強(qiáng)熱，只能微熱生成 NaHSO。4322443HSO （濃）+ 2NaCl NaSO + 2HCl T 4 224NaHSO + HNO+ NaNO T。 （濃）HSO3 4 324BaSO卻無(wú)毒，可做“領(lǐng)餐”。領(lǐng)鹽一般有毒，但4.5 116.同素異形體之間的轉(zhuǎn)化一般屬于化學(xué)變化，如 O和O、白磷與紅磷、金剛石與石 墨之間的轉(zhuǎn)32化等均屬于化學(xué)變化；但斜方硫與單斜硫之間的轉(zhuǎn)化（S的組成及硫原子之間的化學(xué)鍵均未變化，只 8.是S分子大晶體里的排列方式不同）卻屬于物理變化。、817.活潑金屬與稀 HSO反應(yīng)，一般速率很快；但活潑金屬 Ca、Ba與稀HSO反應(yīng)時(shí)，由于生 4224成Ca

9、SO、BaSO沉淀物附于金屬表 面，致使反應(yīng)速率很慢。4418.在金屬活動(dòng)順序表中，位于氫后面的金屬與非氧化性酸一般不反應(yīng)，但Cu與氫硫酸可以反應(yīng)。=H T + CuS ； Cu + HS2 219.非金屬元素的單質(zhì)與其最高價(jià)含氧酸一般不反應(yīng)，但硫元素的 單質(zhì)與其最高價(jià)含氧酸濃硫酸=3SO T + 2HO可以反應(yīng)。2HSO （濃）+ S 222420.在非金屬元素的含氧酸中，只有濃硫酸具有吸水性、脫水性和強(qiáng)氧化性這三大特性。.吸水性：是指濃硫酸中的硫酸分子吸收游離態(tài)的水，跟水分子結(jié)合，生成一系列硫酸水合物。因?yàn)闈饬蛩嶂写嬖诖罅课措婋x的硫酸分子，能強(qiáng)烈地和水分子結(jié)合，生成穩(wěn)定的水合分子： HSO

10、 XHO 242 （x = 1、2、3、4）,故濃硫酸是一種良好的液態(tài)干燥劑，常用來(lái)干燥中性和酸性 氣體，如H、O、2 2CO 、 SO、Cl、HCl等，若將其敞口久置就會(huì)因吸水而稀釋。2222 : 1的數(shù)目脫.脫水性：是指濃硫酸能將有機(jī)化合物（特別是糖類）中的氫、氧原子按 去（相當(dāng)于水的組成），使某些有機(jī)物發(fā)生炭化而變黑如：OHCH T + HO、 CHOCHO12C + 11H 2 4221122212-53）.強(qiáng)氧化性：是指濃硫酸分子中 +6價(jià)的硫容易得到電子的性質(zhì)，即濃硫酸有很強(qiáng)的氧化性，這是由于硫酸分子中處于最高價(jià)態(tài)的+6價(jià)的硫元素引起的。在加熱的條件下，它能氧化許多金屬、少數(shù)非金屬

11、及某些具有強(qiáng)還原性的化合物，濃硫酸的還原產(chǎn)物一般為 SO。 2 ） CuSO + SO濃T + 2HOSOCu +2H（24224 .242222HO + 2SOT+CO C +2HSOT （濃）=I+ 濃）SO T + 2HO（2HI + HSO 22 24221.在常溫下，濃硫酸能使Fe、Al、Cr等金屬產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象。22 .給稀硫酸加熱蒸發(fā)水分，不能制的純硫酸，只能得到98.3%的濃硫酸。23 . NaHSO、KHSO等硫酸氫鹽，雖然屬于鹽，但具有酸的一些通性，如：44=NaSO+ FeSO+ HT、+ Fe 2NaHSO 24 24 42NaHSO+ NaCO 2NaSO+ CO T

12、+ HO 24 24 223= 三、硒、硫、針元素及其化合物的特殊性1 .在氧族元素的單質(zhì)中，只有硒是半導(dǎo)體。2 .在氧族元素中，硒元素是人體必需的一種微量元素。并且，硒元素被人們稱為“抗癌大王”（3 .元素的非金屬性越強(qiáng)， 其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性一般也強(qiáng)；而硒的非金屬性比硫弱，但硒酸（HSeO）的酸性比硫酸（HSO）強(qiáng)。42244.在氧族元素的單質(zhì)中，非金屬單質(zhì)硫能夠?qū)?電。在氧族元素的單質(zhì)中，確通常不能與氫氣直接化合，只能通過(guò)其他反應(yīng)間接制取硫化氫。5.硫化氫的還原性最強(qiáng)。在氧族元素的氫化物中，硫化氫最不穩(wěn)定，6.在氧族元素中，只有針為金屬元素。并且，針的原子序數(shù)最大、7.原子半徑

13、最大。在氧族元素的單質(zhì)中，針的熔沸點(diǎn)最高，密度最大。8.四、例題分析 福建高考）（09【例題1】能實(shí)現(xiàn)下列物質(zhì)間直接轉(zhuǎn)化的元素是詼凡A.硅B.硫C.銅D.鐵解析：A項(xiàng)，SiO不與水反應(yīng)，錯(cuò)；B項(xiàng)，S與。生成SO,再與HO生成HSO ,可以與NaOH 322222生成NaSO, B項(xiàng)正確。C項(xiàng)中CuO, D項(xiàng)中FeO均不與HO反應(yīng)，故錯(cuò)。22433答案：B【例題2】（09年廣東高考）常溫下，往 HO溶液中滴加少量 FeSO溶液，可發(fā)生如下兩個(gè)反422應(yīng)：2+ + =3+ 3+ =2+ 下列說(shuō)法正確的是 O O+2H+ O T 2Fe 2Fe+ 2HO , 2Fe+ 2H2Fe+ H+ H 22

14、222 23+ 2+ 弱 強(qiáng)，其還原性比的氧化氫比.HOFeFeA22B.在HO分解過(guò)程中，溶液的 pH逐漸下降222+ 3+的總量保持不變 和分解過(guò)程中，F(xiàn)eFeC.在HO 222+生產(chǎn)過(guò)程要嚴(yán)格避免混入 FeD . HO22結(jié)合題給兩個(gè)方程式，比較規(guī)律可知，氧化性：是氧化劑大于氧由氧化還原反應(yīng)的強(qiáng)弱解析：3+強(qiáng)，還原劑H的氧化性比氧化產(chǎn)物FeO化產(chǎn)物，還原性：是還原劑大于還原產(chǎn)物，因此氧化劑HO 22222+強(qiáng)，所以A錯(cuò)誤；兩個(gè)方程式相疊加，即HO分解生成HO和O,由的還原性比還原產(chǎn)物為Fe22223+2+作催化劑，所以或 OH分解FeFeO于H呈弱酸性，所以隨著反應(yīng)進(jìn)行，pH升高，故B錯(cuò)

15、誤；22222+ 2+,故DFe也生產(chǎn)過(guò)程要避免混入H可導(dǎo)致O分解，所以HO正確；因?yàn)榭偭坎蛔儯虼薈Fe2222 正確。答案：C、D【例題3】（08年海南高考）下圖表示某固態(tài)單質(zhì) A及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系（某些產(chǎn)物和反應(yīng)條件已略去）。化合物B在常溫常壓下為氣體，B和C的相對(duì)分子質(zhì)量之比為 4 : 5,化合物D是重要的工業(yè)原料。反應(yīng)的化學(xué)方程式;（1）寫出A在加熱條彳下與 H2的化學(xué)方程式物反應(yīng)生成 A）寫出（2的化學(xué)方程式 ; 3）寫出一個(gè)由D生成B （ ii NaOH 溶液與10 mL 0.10 mol L （ 4）將5 mL 0.10 mol L溶液混合。的的 E ;寫出反應(yīng)的離子方程

16、式 ;反應(yīng)后溶液的pH 7 （填“大于”、“小于”或“等于"），理由是 o pH（填“增大”、“不變”或“減小”），理由是加熱反應(yīng)后的溶液，其 SO。E為H。D是HSO, A為固體SSO解析：由題意知：B和C分別是和SO322243w肛_ .加"肅 HCL j|O+ 3H = 3SJ S （寫成可逆反應(yīng)也正確）（2） HSO + 2HS （1） HH+S 222232（濃）C+2HSO （CO T+2SO T+2HO 3 42222ILila-tI（濃）或 CuSO +SO T + 2HO 等 Cu+ 2HSO 42242-2= SO+ 2 HO （4） HSO +2 OH

17、 22332 發(fā)生水解使溶液顯堿性。大于；NaSO溶液中SO323 NaSO溶液的水解。增大；升高溫度促進(jìn)32五、練習(xí)）放入一定體積氧氣的空氣（忽略CO08年江蘇高考）將一定量的 SO和含0.7mol【練習(xí)1】（22! lit k。（正反應(yīng)放熱）。反 C時(shí)，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：2SO+O 2SO的密閉容器中，550322再將剩余氣體通；氣體體積減少了將容器中的混合氣體通過(guò)過(guò)量NaOH溶液，21.28 L應(yīng)達(dá)到平衡后，（以上氣體體積均為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體L過(guò)焦性沒(méi)食子酸的堿性溶液吸收O,氣體的體積又減少了 5.6 2積）。（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）請(qǐng)回答下列問(wèn)題：。（填字母）（1）判斷該反應(yīng)達(dá)到平

18、衡狀態(tài)的標(biāo)志是百分含量保持不變 b. SOa. SO和SO濃度相等2 32的消耗速率相等 SO的生成速率與SOc.容器中氣體的壓強(qiáng)不變d. 23 .容器中混合氣體的密度保持不變e0 （填字母）2）欲提高SO的轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是（2a.向裝置中再充入Nb.向裝置中再充入 O 2 2c.改變反應(yīng)的催化劑d.升高溫度（3）求該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí) SO的轉(zhuǎn)化率（用百分?jǐn)?shù)表示）。2 （4）若將平衡混合氣體的5%通入過(guò)量的BaCl溶液，生成沉淀多少克？2解析：（1） b、c（2） b1 0.45 mol = mol）消耗的（3O5.6 L/22.4 L - -0.7 mol物質(zhì)的量：2.0.9 mol0

19、.45 mol X 2 = 生成的 SO 物質(zhì)的量： 3 10.95 mol21.28 L/22.4 L SO 和 SO 的物質(zhì)的量和： mol = 32 0.95 mol反應(yīng)前的 SO物質(zhì)的量：2 %= 94.7的轉(zhuǎn)化率：0.9 mol /0.95 molX100% SO 2 BaSO的質(zhì)量：BaSO （4）在給定的條件下，溶液呈強(qiáng)酸性，不會(huì)沉淀。因 此4310.485 g 0.05 = 0.9 mol X 233 g/mol X 答案：略年四川高考）過(guò)氧化氫是重要的氧化劑、 還原劑，它的水溶液又稱為雙氧水，常 】（09【練習(xí)2 III用作消毒、殺菌、漂白等。某化學(xué)興趣小組取一定量的過(guò)氧化氫

20、溶液，準(zhǔn)確測(cè)定了過(guò)氧化氫的含量，并探究了過(guò)氧化氫的性質(zhì)。I .測(cè)定過(guò)氧化氫的含量tarfl請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝褐?，加水填儀器名稱）10.00 mL密度為p g/mL的過(guò)氧化氫溶液至 250 mL（ （1）移至錐形瓶中，加入稀硫酸酸化，用蒸儲(chǔ)水稀稀釋至刻度，搖勻。移取稀釋后的過(guò)氧化氫溶液25.00mL釋，作被測(cè)試樣。）用高鎰酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定被測(cè)試樣，其反應(yīng)的離子方程式如下，請(qǐng)將相 關(guān)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量（2數(shù)及化學(xué)式填寫在方框里。-2+ + HH DMnO + + DMnO + O DHD + 24=2=2）滴定管中。滴定到達(dá)“堿式”（填）滴定時(shí)，將高鎰酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液注入 “酸式”或（3*。終點(diǎn)的現(xiàn)象是II,則原過(guò)氧化氫溶液中過(guò)氧化氫的標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL （4）重復(fù)滴定三次，平均耗用c mol/L KMnO 4 O質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（填“偏高”或“偏）若滴定前滴定管尖嘴中有氣泡，滴定后氣泡消失，則測(cè)定結(jié)果 （5低”或“不變”）。探究過(guò)氧化氫的性質(zhì)n .該化學(xué)小組根據(jù)所提供的實(shí)驗(yàn)條件設(shè)計(jì)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，分別證明了過(guò)氧化氫的氧化性和不穩(wěn)定性。H JI I V -（實(shí)驗(yàn)條件：試劑只有過(guò)氧化氫溶液、氯水、碘化鉀淀粉溶液、飽和硫化氫溶液，實(shí)驗(yàn)儀器及用 品可自選。）請(qǐng)將他們的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象填入下表：I實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象驗(yàn)證氧化性驗(yàn)證不穩(wěn)定性殘缺方程式配平首先確定缺什么，分析（2）1 （.【解析】I）根據(jù)題