考點17氧族元素

1.復習重點                         

1.氧族元素的物理性質和化學性質的遞變規(guī)律;

2.硫單質、臭氧、過氧化氫、硫化氫的物理性質與化學性質;

3.重點是硫的化學性質及氧族元素性質遞變規(guī)律。

2.難點聚焦

(一)、氧族元素的原子結構及性質的遞變規(guī)律

元素

氧(O)

硫(S)

硒(Se)

碲(Te)

核電荷數(shù)

8

16

34

52

最外層電子數(shù)

6

6

6

6

電子層數(shù)

2

3

4

5

化合價

-2

-2,+4,+6

-2,+4,+6

-2,+4,+6

原子半徑


逐漸增大

密度


                       逐漸增大

與H2化合難易

點燃劇烈反應

加熱時化合

較高溫度時化合

不直接化合

氫化物穩(wěn)定性


                        逐漸減弱

氧化物化學式

――

SO2

SO3

SeO2

SeO3

TeO2

TeO3

氧化物對應水化物化學式

――

H2SO3

H2SO4

H2SeO3

H2SeO4

H2TeO3

H2TeO4

最高價氧化物水化物酸性


                          逐漸減弱

元素非金屬性


                           逐漸減弱

(二)臭氧和過氧化氫

臭氧和氧氣是氧的同素異形體,大氣中臭氧層是人類的保護傘

 

過氧化氫不穩(wěn)定分解,可作氧化劑、漂白劑。

歸納知識體系

一、硫及其化合物的性質

1、氧化性酸與酸的氧化性的區(qū)別

   酸根部分易得電子――有氧化性――氧化性酸

   酸的氧化性應包括H+的氧化性(酸所共有的)與酸根的氧化性(氧化性酸的特點)兩種類型

試題詳情

2、根據(jù)氯氣、硫等非金屬單質性質的學習,掌握非金屬單質性質的一般方法應從下列幾個方面分析:

   與氫氣的反應;與金屬的反應;與氧氣的反應;與非金屬的反應;與水的反應;與氧化物的反應;與堿的反應;與酸的反應;與鹽的反應;(與有機物反應)等。

試題詳情

3、掌握化合物性質的一般方法應從下列幾個方面分析:

  穩(wěn)定性;可燃性;酸堿性;氧化性和還原性;特殊性等。

 

3.例題精講

[例1]哪些實驗事實說明氯元素的非金屬性比硫元素強,并用原子結構知識加以解釋。

解析:目前,已學習過多種非金屬元素,通過鹵族、氧族元素的學習可得出,比較兩種非金屬元素的非金屬性相對強弱一般可根據(jù)以下幾方面的實驗事實:①非金屬單質與H2化合的難易以及氫化物的穩(wěn)定性大小;②最高價氧化物對應水化物的酸性強弱;③非金屬單質間的置換反應。

答案:可以說明氯元素非金屬性比硫元素強的主要實驗事實有:①氯氣與氫氣反應時光照可發(fā)生爆炸,反應劇烈,硫單質加熱變?yōu)檎魵獠趴膳cH2化合,且H2S不如HCl穩(wěn)定;②H2SO4的酸性不如HClO4強;③H2S與Cl2反應可生成硫單質;④鐵與Cl2反應生成FeCl3,而硫與鐵反應生成FeS。

S、Cl兩原子電子層數(shù)相同,但Cl原子最外層電子數(shù)較多,且Cl原子半徑比S原子小,最外層電子受原子核的引力較大,故氯元素非金屬性應比硫元素強。

點評:結構決定性質,本題意在運用以前所學的知識,來指導元素化合物知識的學習,以此來加深對原子結構和元素周期律知識的理解。

[例2]含有硒(Se)的保鍵品已進入市場,已知該元素與氧具有相同的最外層電子數(shù)。則下列關于硒的敘述中不正確的是

A.最高價氧化物的化學式為SeO3

B.單質Se是一種半導體材料

C.原子半徑比硫大,比溴小

D.單質的氧化性比氯氣弱,比溴強,比O3

解析:本題解題的關鍵在于搞清楚Se與O、S、Cl、Br等元素在元素周期表中的相對位置關系及Se單質和臭氧的特殊性質。如Se可作為半導體材料,臭氧是很強的氧化劑等。另外元素周期律的知識是判斷選項正誤的鑰匙。

Se位于元素周期表的第ⅥA族,最外層為6個電子,故最高價為+6價,最低價為-2價,因此最高價氧化物的形式為SeO3。再由于Se原子半徑較S原子的大,故體現(xiàn)部分金屬性質。硒可作為半導體材料。因此選項A、B都正確。

根據(jù)O、S、Cl、Br與Se在元素周期表中的相對位置關系,運用元素周期律的知識不難判斷出原子半徑大小關系為:Se>S、Se>Br;單質的氧化性的關系為O3>O2>S>Se、Cl2>Br2>Se,因此可判斷C、D兩選項中的部分判斷存在錯誤。

答案:CD

試題詳情

點評:在學習元素化合物知識時,應能利用結構     性質     用途之間的相互關系,類比同族中代表性元素,抓住同周期、同主族元素性質的遞變性來分析、推理未知的或不太熟悉的元素或化合物的性質,是學習元素化合物知識或解決部分信息遷移題的常見思維方法。

試題詳情

[例3]0.1 mol某單質跟足量的硫充分反應后,質量增加1.6 g,則組成這種單質的元素是

A.鐵                         B.銅                                C.鋁                                D.鉀

試題詳情

解析:充分反應后,質量增加的1.6 g必為參加反應的硫的質量,則n(S)=

試題詳情

,說明:n(單質):n(S)=0.1 mol∶0.05 mol=2∶1。分析四個選項,符合該反應物質的量之比(2∶1)的,只有Cu和K,2Cu+SCu2S,2K+SK2S。

答案:BD

點評:本題涉及到S單質的氧化性,是基礎知識,但由于其氧化性相對較弱,遇到一些變價金屬時,許多同學往往把握不準。通過此題,可以幫助學生掌握該知識點,同時也可培養(yǎng)學生思維的敏捷性和嚴密性。有助于同學們分析和定量處理所學化學反應能力的培養(yǎng)。

[例4]1995年諾貝爾化學獎授予致力于研究臭氧層被破壞問題的三位環(huán)境化學家,大氣中的臭氧層可濾除大量的紫外線,保護地球上的生物,氟利昂(如CCl2F2)可在光的作用下分解,產(chǎn)生Cl原子,Cl原子會對臭氧層產(chǎn)生長久的破壞作用(臭氧的分子式為O3),有關反應為:

試題詳情

O3            O2+O    Cl+O3====ClO+O2    ClO+O====Cl+O2

 

總反應:2O3====3O2

(1)在上述臭氧變成氧氣的反應過程中,Cl是

A.反應物                  B.生成物                         C.中間產(chǎn)物                       D.催化劑

(2)O2和O3之間的關系是                         。

因此,第1題的答案是選項D。

O3和O2都是單質,而且都是由氧元素構成的單質,只是它們的分子組成不相同,由此可見,O3和O2屬于“由同種元素構成的不同單質”這一基本特征,它們應屬于氧的兩種同素異形體。

答案:(1)D  (2)同素異形體

點評:本組試題是信息遷移試題。它引用了1995年諾貝爾化學獎授予的研究項目,并介紹了氟利昂破壞大氣臭氧層的反應機理。

題目的取材較新,而且是當前環(huán)境化學中被關注的焦點之一,但是,設問的情境卻不難,通過簡單的思考,就會正確回答。

[例5](1994年全國)下列反應適用于實驗室制備氧氣的是

①高錳酸鉀熱分解

試題詳情

解析:回答第1題時,要注意觀察總反應,此反應的反應物是O3,生成物是O2,顯然選項A、B都可以立即排除,又由于反應物中不含氯元素,氯原子顯然也不會是中間產(chǎn)物,因而選項C當然也不是本題答案。這樣可判斷,氯原子只能是催化劑。從給出的反應歷程看,第二、三兩步反應很明確地顯示了氯原子在反應前后組成與質量都不變的這一特征。

2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2

②硝酸銨熱分解

試題詳情

2NH4NO34H2O+2N2↑+O2

試題詳情

③過氧化氫催化分解2H2O22H2O+O2

試題詳情

④二氧化氮熱分解2NO22NO+O2

A.只有①                    B.①和②                    C.①和③                    D.①③④

解析:在本題所給出的4個反應中,除了高錳酸鉀熱分解反應是眾所周知的實驗室里氧氣的制法之外,過氧化氫催化分解也可以方便地用于實驗室制備氧氣。為此,可將二氧化錳置于一只燒瓶內(nèi),從分液漏斗中滴入過氧化氫立即有氧氣產(chǎn)生,并可用控制滴速的方法來調(diào)節(jié)產(chǎn)生氧氣的氣流量。

硝酸銨的熱分解不能用于實驗室制氧氣。一方面因為溫度不同硝酸銨分解的產(chǎn)物不同,即使發(fā)生了題目所指出的反應,生成的是氮氣和氧氣的混合氣體,難以分離;同時,硝酸銨受熱易發(fā)生爆炸,因而缺乏可靠的安全性。

NO2的熱分解也顯然不能用于實驗室制備氧氣。氣體作為反應物不易控制,即使反應實現(xiàn)了,兩種氣體也不易分離,而且它們在常溫下還可能化合起來再生成NO2。

答案:C

點評:一般說來,物質的實驗室(尤其是在中學化學實驗室里)制法所要求的條件大致為:反應盡可能快一些,反應條件盡可能簡單,操作比較易行,盡量使制備的產(chǎn)物單一易于分離;而對反應物的成本、能耗,可以較少考慮,盡可能使用常用的儀器設備,如試管、燒瓶、燒杯等等,反應較為安全。

[例6]臭氧(O3)是一種有點腥氣味的淡藍色氣體,它具有比氧氣更強的氧化性。臭氧能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{,反應中有氧氣產(chǎn)生,這個反應的化學方程式是:              ,這個反應的氧化產(chǎn)物是                   ,還原產(chǎn)物是                     。

解析:由題干信息可知這是一個牽涉由臭氧(O3)與KI發(fā)生的氧化還原反應。淀粉碘化鉀試紙變藍,說明有單質(I2)產(chǎn)生,產(chǎn)物中還同時產(chǎn)生氧氣(O2)。由化合價分析,生成氧氣的O元素價態(tài)不變,即實際并沒有參加氧化反應,因此可推知起氧化作用的實際上是臭氧中的部分氧原子。被還原的氧原子在有水存在的情況下一般產(chǎn)物為OH,與K組成產(chǎn)物中的KOH,因此反應中還須有H2O參加反應,從而解決問題。

答案:方程式:O3+2KI+H2O====I2+O2+2KOH;氧化產(chǎn)物:碘單質(I2);還原產(chǎn)物:氫氧化鉀(KOH)。

點評:本題屬信息挖掘題,要善于挖掘分析題給信息,抓住“淀粉KI試紙變藍”這一特征(暗示有I2單質生成),充分利用氧化還原的規(guī)律來解決問題。

[例7](1999年廣東,25)針對以下A~D四個涉及H2O2的反應(未配平),填寫空白

A.Na2O2+HCl――H2O2+NaCl

B.Ag2O+H2O2――Ag+O2+H2O

試題詳情

C.H2O2H2O+O2

D.H2O2+Cr2(SO4)3+KOH――K2CrO4+K2SO4+H2O

(1)H2O2僅體現(xiàn)氧化性的反應是(填代號)                        。

(2)H2O2既體現(xiàn)氧化性又體現(xiàn)還原性的反應是(填代號)                

(3)H2O2體現(xiàn)弱酸性的反應是(填代號)             ,其理由為                                       。

解析:反應A是一個非氧化還原反應。鹽酸是為人熟知的強酸,它與Na2O2反應除了生成鹽以外還得到H2O2,按照“強酸可置換弱酸”的規(guī)律,在此反應中H2O2表現(xiàn)出弱酸的性質。

反應B中Ag2O變成單質銀,可見H2O2當是一種還原劑,其中的氧元素應合理地認為轉化成為氧氣。至于生成物中的水,其氧元素可認為從氧化銀而來。

過氧化氫的分解反應C,是一個自身氧化還原反應,H2O2既表現(xiàn)了氧化性,又表現(xiàn)了還原性。

答案:(1)D  (2)C

(3)A  這一反應可看作是強酸制取弱酸的反應

點評:本題以過氧化氫為素材,考查考生有關氧化還原的基礎知識以及思維的嚴密性,同時考查對具體問題的分析判斷能力。

 

4.實戰(zhàn)演練

試題詳情

一、選擇題?

1.(上海高考題)過氧化氫的沸點比水高,但受熱容易分解。某試劑廠先制得7%~8%的過氧化氫溶液,再濃縮成30%溶液時,可采用的適宜方法是

A.常壓蒸餾                                       B.減壓蒸餾?

C.加生石灰常壓蒸餾                         D.加壓蒸餾

試題詳情

2.下列敘述不正確的是

A.硒可以與鈉組成化合物Na2Se?

B.硒化氫水溶液的酸性比氫硫酸弱?

C.硒酸的酸性比硫酸的酸性弱?

D.硒化氫在空氣中完全燃燒時,生成二氧化硒和水

試題詳情

3.碲元素及其化合物不可能具有的性質是

A.碲的化合價有-2價、+4價、+6價?

B.碲的氧化物有TeO2和TeO3?

C.碲能與氫氣直接化合,且H2Te比H2Se穩(wěn)定?

D.單質碲呈銀白色,還原性比硒強

試題詳情

4.含有硒的保健品已開始進入市場,已知硒元素與鉀元素同周期,則下列關于硒的敘述不正確的是

A.原子序數(shù)為24?

B.氣態(tài)氫化物為H2Se?

C.非金屬性比溴弱?

D.最高價含氧酸為H2SeO4?

試題詳情

5.下列有關硫化氫性質的說法正確的是?

A.給盛硫化氫的容器加熱會產(chǎn)生黃色物質?

B.由于硫化氫不穩(wěn)定,所以久置的氫硫酸會變渾濁?

C.硫化氫具有強還原性,故氫硫酸在反應中只能作還原劑?

D.氫硫酸是弱酸,無法通過復分解反應制取強酸?

試題詳情

6.下列物質中既能與H2S反應,又能與溴水反應的是?

A.FeSO4溶液?

B.Na2S溶液?

C.CuSO4溶液?

D.氯水?

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7.同溫同壓下,燃燒20 mL H2S用去O2 16 mL,則充分燃燒的H2S與不充分燃燒的H2S的質量之比為?

A.1∶2                                              B.2∶3

C.7∶3                                              D.3∶7?

試題詳情

8.關于O3的說法中錯誤的是?

①O3具有刺激性臭味,因此被稱為“臭氧”?

②O2與O3是氧元素的同素異形體?

③O3比O2密度大,也比O2易溶于水?

④O3比O2穩(wěn)定,高溫下不易分解?

⑤臭氧有漂白和消毒作用?

⑥空氣中微量O3可以刺激中樞神經(jīng),加快血液循環(huán),因此空氣中O3含量越高越好?

⑦空氣中高壓放電、高壓電機和復印機工作都會有O3生成?

A.①②③                                               B.④⑤⑥?

C.④⑥                                                     D.⑤⑦?

試題詳情

9.下列能說明元素R一定為氧族元素的是?

A.R為非金屬元素,其氧化物對應水化物分子式為H2RO3?

B.R的單質與H2化合成H2R?

C.R的單質與鋁化合成Al2R3?

D.R的氫化物的水溶液呈酸性

試題詳情

10.R為短周期元素,其原子所具有的電子層數(shù)為最外層電子數(shù)的一半,它可能形成的含氧酸根離子有

試題詳情

①R2O  ②RO  ③R2O  ④RO,下列判斷正確的是?

A.當它形成①時,不可能形成②③?

B.當它形成②時,不可能形成③④?

C.當它形成①時,不可能形成④?

D.當它形成②時,可能形成④

試題詳情

二、非選擇題(共50分)?

11.過氧化氫(H2O2)俗名雙氧水,醫(yī)療上可作外科消毒劑。?

(1)向含有酚酞的NaOH溶液中滴加雙氧水,溶液由紅色褪至無色,主要原因是雙氧水具有                         性。?

(2)將雙氧水加入酸化的高錳酸鉀溶液中,溶液紫紅色消褪,此時雙氧水表現(xiàn)出     性。

(3)久置的油畫,白色部分(PbSO4)常會變黑(PbS),雙氧水揩擦后又恢復原貌,有關反應的化學方程式為                                             。

試題詳情

12.(6分)今有五種硫的化合物①H2S  ②K2S  ③Al2S3  ④CuS  ⑤FeS,其中(填序號):

(1)不能由兩種單質化合而成,只能在溶液中由兩種離子反應而生成的是                        

(2)只能由兩種單質化合而成,不能在溶液中由兩種離子反應生成的是                        

(3)既能由兩種單質化合生成,又能在溶液中由兩種離子反應生成的是                         。

試題詳情

13.(4分)將a g硫粉隨機分成兩份,第一份與足量O2反應制得SO2,第二份先與足量鐵混合加熱,再將所得產(chǎn)物投入稀H2SO4中,得H2S。將SO2與H2S混合,結果得硫a/3。,求第一份的質量。

試題詳情

14.(1)將m g鐵粉和n。缌蚍劬鶆蚧旌希诿荛]容器中加熱到紅熱,冷卻后加入多少毫升b mol?L1的鹽酸就不再產(chǎn)生氣體?若把已放出的氣體收集起來,在標準狀況下的體積共是多少升??

試題詳情

(2)若把0.1 mol鐵粉和1.6 g硫粉均勻混合后,鋪在石棉網(wǎng)上用酒精燈加熱引燃,完全反應后將殘渣全部放入過量的稀H2SO4中充分反應,結果所產(chǎn)生的氣體體積在標準狀況下明顯少于2.24 L,簡述其原因。

試題詳情

15.(6分)已知硫和氧同族,性質相似,請用化學方程式解釋下列實驗現(xiàn)象:?

(1)CS2和Na2S水溶液一起振蕩,水溶液由無色變有色                         。

(2)P2S5溶于K2S水溶液中                                                 。

(3)Na2S2溶液中加稀HCl產(chǎn)生淺黃色沉淀                                     。

試題詳情

16.某待測溶液(陽離子為Na)中可能會有SO、S2、SO、Cl、Br、NO、CO、HCO中的一種或若干種。進行下列實驗(如下圖所示)(每次實驗所加試劑均過量):

試題詳情

回答以下問題:?

試題詳情

(1)待測液是否含有SO、SO?答:                         

(2)沉淀B的化學式為                                        。

(3)根據(jù)以上實驗,待測液中肯定沒有的離子是                       ,肯定存在的離子是                   。

試題詳情

17.(10分)取兩種鈉的正鹽A和B,溶于1 L 0.2 mol?L1的鹽酸溶液得淡黃色固體C和溶液D(溶液體積仍為1 L,下同)。過濾分離出固體C,經(jīng)洗滌、干燥后在空氣中燃燒,把生成的1/3量的氣體E導入溶液D又得固體物C(其質量和前一次得到的相同)和溶液F。F中氫離子濃度為0.01 mol?L1。向F中加A或B,或導入氣體E,均未見有固體物生成。

(1)A、B、C、E各為何物??

(2)溶液D、F中各含哪些物質?它們的物質的量濃度各為多少??

(3)寫出有關反應方程式。

 

試題詳情

一、1.解析:液態(tài)物質的沸點與壓強有關,減小壓強,能降低其沸點,這樣就能在溫度不變的情況下使水蒸發(fā)而H2O2又不會分解。?

答案:B?

2.B  3.C  4.A  5.AB  6.B  7.D  8.C  9.BC  10.A?

二、11.(1)氧化  (2)還原?

(3)PbS+4H2O2===PbSO4+4H2O?

12.(1)④  (2)②③  (3)①⑤?

13.g(H2S過量),g(SO2過量)?

14.(1)250 m/7 b L,0.4 m L?

(2)過量鐵粉被氧化為氧化物,與酸反應不再產(chǎn)生氣體,故產(chǎn)生氣體體積小于2.24 L。?

15.(1)CS2+Na2S===Na2CS3?

(2)P2S5+K2S===2KPS3?

(3) Na2S2+2HCl===2NaCl+S↓+H2S↑

16.(1)含有SO或SO中的一種,或兩種都有。

(2)BaCO3?

(3)Br、S2  CO、HCO (除SO或SO以外)

17.(1)A:Na2S  B:Na2SO3  C:S  E:SO2?

 (2)D中:NaCl 0.1 mol?L1,HCl 0.1 mol?L1,H2S 0.02 mol?L1

F中:NaCl 0.1 mol?L1,HCl 0.1 mol?L1

(3)2Na2S+Na2SO3+6HCl===6NaCl+3S↓+3H2O?

2Na2S+4HCl===4NaCl+2H2S

S+O2SO2?

2H2S+SO2===3S↓+2H2O

 


同步練習冊答案