第六章氧族元素環(huán)境保護(hù)

天星教育網(wǎng)，因你而精彩！版權(quán)所有，侵權(quán)必究！第六章 氧族元素 環(huán)境保護(hù)本章知識(shí)網(wǎng)絡(luò)第一節(jié) 氧族元素 考綱要求1 掌握氧族元素原子結(jié)構(gòu)特征及性質(zhì)的相似性和遞變規(guī)律2 掌握氧族元素單質(zhì)和化合物的遞變關(guān)系3 了解同素異形體的概念4 了解臭氧和過氧化氫5 通過氧族元素性質(zhì)遞變關(guān)系的分析，培養(yǎng)學(xué)生演繹思維能力 教材導(dǎo)讀一. 氧族元素概述1氧族元素原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)等元素統(tǒng)稱為 元素，它們位于元素周期表中的 族，其單質(zhì)和化合物的性質(zhì)具有相似性和遞變性：相似性： 氧族元素原子最外層均為 個(gè)電子，最低化合價(jià)為 ，其他常見化合價(jià)為+4，+6（氧除外）；大都有同素異形體如O2和O3；除Po外均能獲得2個(gè)電子作氧化劑。遞變性：從氧到碲隨原子序數(shù)遞增，電子層數(shù)依次 ，原子半徑依次 ，原子得電子能力依次 ，失電子能力依次 ，金屬性依次 ，非金屬性依次 ；單質(zhì)密度依次 ，熔沸點(diǎn)依次 ；單質(zhì)與H2化合依次 （Te通常不能直接與H2化合），氫化物（H2R）的穩(wěn)定性依次減弱，還原性依次 ； O2、S為非導(dǎo)體，Se為半導(dǎo)體，Te為導(dǎo)體。2與同周期鹵族元素性質(zhì)的比較在元素周期表中，氧族元素位于鹵族元素的左邊，其原子半徑比同周期鹵族原子的半徑 非金屬性比同周期的鹵族元素要 。硫與氯的非金屬性對(duì)比：請(qǐng)思考哪些反應(yīng)可以說明硫與氯的非金屬性強(qiáng)弱關(guān)系？（提示：可從置換反應(yīng)、與氫反應(yīng)的難易、與變價(jià)金屬如Fe、Cu反應(yīng)的產(chǎn)物等角度考慮）硫的化合物與X2（Cl2、Br2、I2）的反應(yīng)：H2S + X2 S+ 2HXSO2 + X2 + 2H2O H2SO4 +2HX二、氧族元素單質(zhì)及重要化合物的性質(zhì)1氧氣（1）物理性質(zhì)： （2）化學(xué)性質(zhì)：（注意反應(yīng)條件、反應(yīng)現(xiàn)象、應(yīng)用及有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作）（寫出化學(xué)方程式） 與非金屬反應(yīng)（C、S、P、N2、Si） 與金屬反應(yīng)（Na、Mg、Fe、Cu） 與化合物反應(yīng)（H2S、SO2、CO、Na2SO3、C2H2、C2H5OH、CH3CHO） （3）O2的制法：工業(yè)上主要采用分離液態(tài)空氣法來得到氧氣；實(shí)驗(yàn)室可利用KMnO4、KClO3和H2O2的分解反應(yīng)來制得氧氣。 2硫（1）物理性質(zhì)：硫通常是一種 色、松脆的固體，不溶于水，微溶于 ，易溶于CS2。（2）化學(xué)性質(zhì)：單質(zhì)硫是一種弱氧化劑，在反應(yīng)中既可以表現(xiàn)出氧化性又可以表現(xiàn)出還原性。（寫出相關(guān)的化學(xué)方程式）a氧化性 （與H2、Fe、Cu、Hg、KNO3和C反應(yīng)） b還原性與（與O2、HNO3、H2SO4反應(yīng)） c與堿溶液反應(yīng)（在強(qiáng)堿溶液中S可發(fā)生歧化，生成s2和SO32） （3）硫的用途：用于制黑火藥（KNO3、C、S）、火柴、焰火、H2SO4、農(nóng)藥、橡膠硫化劑。3雙氧水（1）物理性質(zhì)： 無色粘稠的 ，氧元素為 價(jià)。（2）化學(xué)性質(zhì)：既有氧化性，又有還原性，以氧化性為主。有弱酸性。思考：請(qǐng)將下面的表格補(bǔ)充完整氧化性SO2+H2O2= Fe2+H2O2+ =還原性MnO4-+H2O2+ =不穩(wěn)定性用途：H2O2可用作氧化劑、漂白劑、消毒劑、脫氯劑等，也可以作為火箭燃料，及生產(chǎn)過氧化物的原料 要點(diǎn)解讀1臭氧（1）物理性質(zhì)： 常溫常壓下，有特殊臭味的淡藍(lán)色氣體r> r，比氧氣易溶于水。（2）化學(xué)性質(zhì)： 不穩(wěn)定性：2O3 3O2(升高溫度分解速率加快) 極強(qiáng)的氧化性：6Ag + O3 3Ag2O O3+2KI+H2O=2KOH+I2+O2 漂白和消毒：有些染料受到O3的強(qiáng)烈氧化作用會(huì)褪色，還可以殺死細(xì)菌，因此，O3是一種很好的脫色劑和消毒劑5、硫化氫（H2S）（1）物理性質(zhì)：無色、有臭雞蛋氣味、劇毒氣體，能溶于水（1:2.26），密度比空氣大。（2）化學(xué)性質(zhì)： a不穩(wěn)定性（受熱分解）b強(qiáng)還原性（與O2、SO2、X2、FeCl3、H2SO4（濃）等反應(yīng)）c弱酸性（與堿NaOH反應(yīng)、與鹽AgNO3、CuSO4、Pb（NO3）2反應(yīng)）d沉淀反應(yīng)：氫硫酸與某些重金屬鹽反應(yīng)生成有色沉淀（多為黑色），常用于檢驗(yàn)、鑒別H2S氣體或可溶性硫化物或除去某些氣體中的H2S雜質(zhì)?？捎脻駶櫟腜b(Ac)2試紙或Pb(NO3)2試紙檢驗(yàn)H2S。但是H2S與FeCl2、FeSO4等強(qiáng)酸鹽不反應(yīng)，這主要是因?yàn)镕eS的溶解度尚不夠小，可溶解于強(qiáng)酸中。CuS、AgS、PbS不溶于水，也不溶于稀酸。FeS不溶于水，但溶于酸。名題導(dǎo)思【例1】關(guān)于氧族元素性質(zhì)的敘述錯(cuò)誤的是（ ）。（A）隨著核電荷數(shù)的增加，氧、硫、硒、碲元素的金屬性逐漸加強(qiáng)（B）H2SO4的酸性比H2TeO4的強(qiáng)（C）H2S的還原性比H2Se弱（D）在OF2化合物中，氟元素顯+1價(jià)，氧元素顯2價(jià)解析：(A)、(B)、(C)三個(gè)選項(xiàng)的描述符合同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，而在(D)選項(xiàng)的OF2中，由于F是非金屬性最強(qiáng)的元素，所以F顯1價(jià)，而O應(yīng)表現(xiàn)+2價(jià)，所以(D)選項(xiàng)錯(cuò)誤。O在化合物中通常表現(xiàn)2價(jià)，但在其它某些含氧化合物中，O還可能表現(xiàn)出其它一些特殊價(jià)態(tài)，如Na2O2中O為1價(jià)，KO2中價(jià)，在OF2這樣的特殊含氧化合物中，O還能表現(xiàn)正價(jià)。處理這一類關(guān)于常見元素的化合價(jià)時(shí)問題，一定要具體情況具體分析，切忌想當(dāng)然。答案：選（D）【例2】清晨，松樹林中的空氣格外清新，是因?yàn)闃O少量的氧氣能夠變成臭氧（O3）,反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3O2 2O3，下列有關(guān)說法正確的是（ ）。（A）這是一個(gè)化合反應(yīng)（B）產(chǎn)生的臭氧可以填充“臭氧空洞”（C）這是一個(gè)氧化還原反應(yīng)（D）產(chǎn)生的臭氧與氧氣是氧的同素異形體【解析】由同種元素形成的不同單質(zhì)互稱為同素異形體。此反應(yīng)為同素異形體之間的相互轉(zhuǎn)換，反應(yīng)類型既不是化合也不是氧化還原反應(yīng)，且無論從O3的生成量或是在大氣中的位置看，都涉及不到“臭氧空洞”?！敬鸢福海―）。【例3】 在臭氧發(fā)生裝置中加入氧氣100mL，進(jìn)行放電處理，最后氣體體積變?yōu)?5mL（體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定），則混合氣體的密度是( ) 。(A)1.3 g/L (B)1.5 g/L (C)1.7 g/L (D)2.0 g/L解析：根據(jù)反應(yīng)前后氣體體積的變化可判斷氧氣部分轉(zhuǎn)變?yōu)榱顺粞?，反?yīng)后得到的是氧氣和臭氧的混合氣體，其質(zhì)量總和等于反應(yīng)前氧氣的質(zhì)量。總質(zhì)量一定的情況下，同溫同壓下氣體 ，標(biāo)況下氧氣的密度為d（O2）=，則反應(yīng)后混合氣體的密度為d（O2）= =1.5 g/L ?！敬鸢浮窟x（B）。點(diǎn)評(píng)：本題并不需要計(jì)算出反應(yīng)后混合氣體中O2和O3的體積后再進(jìn)行混合氣體密度的計(jì)算，如果能考慮到質(zhì)量守恒并能靈活運(yùn)用阿伏加德羅定律的推論，此題可迅速地求得答案。【例4】工業(yè)上從含硒廢料提煉硒的一種方法是用硝酸鈉與硫酸處理廢料，得到亞硒酸和少量硒酸再加鹽酸共熱，則硒酸轉(zhuǎn)化為亞硒酸。反應(yīng)是2HCl+H2Se04=H2Se03+C12+H20 再將二氧化硫通入亞硒酸溶液中出現(xiàn)單質(zhì)硒的沉淀。有關(guān)結(jié)論正確的是 ( ) AH2Se04的氧化性比氯氣強(qiáng) B二氧化硒的還原性比二氧化硫強(qiáng) C析出1 mol硒要用H2SeO3、S03各l mol DH2Se03的氧化性比H2Se04強(qiáng) 【解析】由題給反應(yīng)：2HCl+H2Se04=H2SeO3+C12+H20可知：H2Se04氧化性很強(qiáng)才能將HCl氧化為氯氣，H2Se04氧化性比氯氣強(qiáng)，從SO2將H2Se03還原為硒單質(zhì)(Se)可知：S02中+4價(jià)硫還原性強(qiáng)于+4價(jià)硒。由H2Se03+2SO2+H20=2H2S04+Se可知：生成1 mol Se需S02 2 mol。根據(jù)H2S03其氧化性比H2S04氧化性弱的規(guī)律遷移可知：H2Se03氧化性比H2Se04弱。 【答案】A【例5】 有一定質(zhì)量的鐵粉和銅粉組成的混合物，當(dāng)它跟足量氯氣反應(yīng)時(shí)，生成棕褐色產(chǎn)物的質(zhì)量是59.4g；當(dāng)它跟足量硫粉反應(yīng)時(shí)，生成黑色產(chǎn)物的質(zhì)量是33.5g；問此混合物中，鐵和銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)各是多少？ 【解析】根據(jù)化學(xué)方程式列方程組，設(shè)混合物中有鐵和銅物質(zhì)的量分別為x、y2Fe + 3Cl2 2FeCl3 Cu + Cl2 CuCl22 2 1 1 X x y yFe + S FeS Cu + S CuS1 1 2 1X x y 0.5y162.5g/mol x+134.5g/mol y=59.5g88g/mol x+0.5mol 159g/mol y=33.5解得 x=0.2mol y=0.2mol 此鐵銅混合物的質(zhì)量為：23.9g可求得鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：46.9% 銅為：53.1% 【答案】46.9%、53.1% 【例6】為了證明鐵和硫反應(yīng)產(chǎn)物中鐵的化合價(jià)，下面是某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過程的一部分: 請(qǐng)回答以下問題： (1)混合粉末A中硫粉過量的原因是 (2)反應(yīng)在“惰氣環(huán)境”中進(jìn)行的原因是 ； (3)操作是用燒熱的玻璃棒點(diǎn)觸混合粉末反應(yīng)即可持續(xù)進(jìn)行說明 ； (4)操作的作用是 ，反應(yīng)方程式是 ，也可改用加入 ； (5)操作稀H2SO4煮沸的目的是 ； (6)為證明產(chǎn)物中鐵的價(jià)態(tài)對(duì)D溶液的實(shí)驗(yàn)操作最好是 。 【答案】(1)防止因鐵粉過量而使濾渣C中含鐵粉與H2S04反應(yīng)生成Fe2+干擾實(shí)驗(yàn)。 (2)防止環(huán)境中的O2參與反應(yīng)； (3)硫和鐵粉反應(yīng)是放熱的； (4)除去混合物中的硫粉；3S+6KOH=2K2S+K2SO3+3H20；CS2； (5)防止H2SO4溶解的氧氣氧化生成的Fe2+； (6)加入煮沸的KSCN溶液看是否變?yōu)檠t色溶液。隨堂演練1將48 g硫與02 mol 02充分反應(yīng)后的氣體總體積標(biāo)準(zhǔn)狀況下為：1.12L 2.24L C3.36 L D4.48 L 2下列對(duì)硒元素的有關(guān)敘述，正確的是 A硒化氫比硫化氫穩(wěn)定 B單質(zhì)硒在空氣中燃燒生成SeO2，和鈉反應(yīng)生成Na2Se CH2Se04的酸酐是Se03 D2Fe+3SeFe2Se3 過氧化氫與硫酸酸化的高錳酸鉀溶液進(jìn)行反應(yīng)生成硫酸鉀、硫酸錳、水和氧氣。如果過氧化氫中的氧原子是示蹤原子(180)，當(dāng)反應(yīng)完成后,含有示蹤原子的物質(zhì)是 A硫酸鉀 B硫酸錳 C氧氣 D水4已知下列物質(zhì)的名稱和化學(xué)式分別是：名稱硫代硫酸鈉 多硫化鈣過氧化鋇超氧化鉀化學(xué)式Na2S2O3CaSxBaO2KO2試綜合上述命名規(guī)律，分析思考后回答：K2CS3應(yīng)命名為：A三硫代碳酸鉀 B多硫碳酸鉀 C過硫碳酸鉀 D超硫碳酸鉀 5 在稀H2S04酸化的H202中，加入乙醚后液體分層，再加入少量的K2Cr2O7溶液并振蕩，在乙醚層中出現(xiàn)深藍(lán)色這是因?yàn)榉磻?yīng)生成的CrO5溶于乙醚所致。CrO5的結(jié)構(gòu)為： 0 OCrO O 0Cr2O72-+4H2O2+2H+=2CrO5+5H20根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)事實(shí)分析，下列敘述中正確的是ACr2O72-被氧化成CrO5 BH2O2被還原成H20 C該反應(yīng)不屬于氧化還原反應(yīng) D此反應(yīng)可用于檢驗(yàn)Cr2O72-，6 硒的化合物與硫的化合物性質(zhì)相似。則下法不正確的是 AH2Se有毒，能在空氣中燃燒 BH2Se通入SO2溶液中,無明顯現(xiàn)象 CSe02可被Na0H溶液吸收 DSe02既有氧化性，又有還原性。7在下列反應(yīng)中硫元素只顯氧化性的是A2Al+3SAL2S3 BH2SH2+SCS+2H2S04(濃) 2H20+3SO2 D3s+6Na0H=2Na2S+Na2S03+2H2O8CS2是一種有惡臭的液體，把它滴入硫酸酸化的高錳酸鉀溶液中，有硫析出，放出C02氣體，當(dāng)生成O.5 mol C02時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子為 A1 mol B2 mol C3 mol D4mol9. 試管壁上附著的不溶于水的殘留物，能用酒精洗干凈的是 A做銅與硫反應(yīng)實(shí)驗(yàn)后殘留的硫 B做碘升華實(shí)驗(yàn)后殘留的碘 C用KCl03與MnO2共熱制02后殘留的黑色固體 D用H2還原CuO后的殘留物 10釙是原子序數(shù)最大的氧族元素，推測(cè)釙及釙的化合物最不可能存在的性質(zhì)是 A釙是能導(dǎo)電的固體 B釙的熔點(diǎn)較高C釙的氫化物很穩(wěn)定 D釙至少有兩種氧化物的水化物11硫元素的非金屬性弱于氯元素的事實(shí)是 A通常情況下硫?yàn)闇\黃色固體，而氯氣為黃綠色的氣體 B硫不溶于水而氯氣溶于水 C跟金屬或氫氣反應(yīng)時(shí)，硫被還原為-2價(jià)，而氯被還原為-1價(jià) D跟同一種金屬(如Cu或Fe)反應(yīng)時(shí)，金屬被硫氧化成低價(jià)態(tài)，而被氯氧化成高價(jià)態(tài)+712如圖裝配好裝置，待內(nèi)外空氣壓強(qiáng)不變時(shí)，標(biāo)注出水銀液面的刻度（用紅漆）。取下橡皮賽，在玻璃燃燒匙中加入硫粉，用酒精燈點(diǎn)燃迅速移入錐形瓶中并塞緊橡皮賽。硫粉安靜的燃燒，水銀柱推向左管。當(dāng)火焰熄滅后，靜置，水銀柱又慢慢回到原來標(biāo)定的刻度。簡要回答下列問題： (1)水銀柱推向左管說明什么? (2)硫粉未燃盡時(shí)火焰就熄滅了，說明 (3)根據(jù)水銀柱最后又回到原先標(biāo)定的刻度，可得到什么結(jié)論? (4)根據(jù)反應(yīng)方程式S+02=S02和上述結(jié)論又可推導(dǎo)出什么(或證明什么) 13甘蔗糖廠在生產(chǎn)過程中需要使用S02氣體，為此，需要在燃燒爐中燃燒 硫磺。在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)如下情況：當(dāng)液態(tài)硫表面上空3 mm左右空間的溫度為360380時(shí)，燃燒硫磺的火焰呈藍(lán)色；當(dāng)溫度超過450，火焰呈白色，此時(shí)硫磺消耗的速度加快，但SO2產(chǎn)率明顯降低，在輸送S02的管道中也隨之出現(xiàn)較嚴(yán)重的堵塞。試解釋其原因。14過氧化氫(H202)俗名雙氧水，醫(yī)療上可作外科消毒劑。 (1)向含有酚酞的Na0H溶液申滴加雙氧水，溶液由紅色褪至無色，主要原因是雙氧水的 性。 (2)將雙氧水加入經(jīng)酸化的高錳酸鉀溶液中，溶液的紫紅色消褪了，此時(shí)雙氧水表現(xiàn)出 性。(3)長期使用劣質(zhì)香粉使臉上易出現(xiàn)黑色的斑點(diǎn)，這是因?yàn)榱淤|(zhì)香粉中含有的白色鉛白中的鉛離子和蛋白質(zhì)中的硫元素形成黑色PbS所致。為除去這種黑斑，可用含極稀雙氧水的洗滌劑多次洗滌患處，將PbS轉(zhuǎn)化為難溶于水的白色化合物PbS04而除去。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 15(2001全國)在120時(shí)分別進(jìn)行如下四個(gè)反應(yīng)：A2H2S+02= 2H20+2S B2H2S+302=2H20+2S02 CC2H4+3022H20+2CO2 DC4H8+602=H20+4C02(1)若反應(yīng)在容積固定的容器內(nèi)進(jìn)行，反應(yīng)前后氣體密度(d)和氣體總壓強(qiáng)(p)分別符合關(guān)系式d前=d后和p前p后的是 符合關(guān)系式d前=d后和p前=p后的是 (請(qǐng)?zhí)顚懛磻?yīng)的代號(hào))。(2)若反應(yīng)在壓強(qiáng)恒定容積可變的容器內(nèi)進(jìn)行，反應(yīng)前后氣體密度(d)和氣體體積(V)分別符合關(guān)系式d前>d后和V前 V后的是 ；符合d前>d后和V前>V后的是 (請(qǐng)?zhí)顚懛磻?yīng)的代號(hào))。16. (2003年海淀高三第二學(xué)期期末練習(xí)理綜)將一定量混合均勻的鐵粉與硫粉在隔絕空氣的條件下共熱，充分反應(yīng)后冷卻至室溫，得到固體A。將質(zhì)量為m的固體A加入到300mL2molL-1鹽酸中使之完全溶解。測(cè)得室溫下加入固體A的質(zhì)量與收集到氣體體積 (已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)的關(guān)系如圖所示(假設(shè)所得氫硫酸溶液飽和前無硫化氫氣體逸出)。 已知加入固體A的質(zhì)量m3.2g時(shí)，收集到的氣體為氫氣；當(dāng)m>32g時(shí)，收集到的氣體為H2和H2S的混合氣。 試分析與計(jì)算： (1)32g固體A中所含的物質(zhì)有 。 (2)32g固體A中各物質(zhì)的物質(zhì)的量分別為 。溶于上述鹽酸充分反應(yīng)所得溶液中氫硫酸的物質(zhì)的量濃度為(忽略溶液體積的變化) 。 (3)當(dāng)固體A全部溶于上述鹽酸，且A的質(zhì)量m>32時(shí)，收集到的氣體體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)V= (用含m的代數(shù)式表隨堂演練參考答案1D 2.BC 3.C 4.A 4.A 5.CD 6.B 7.A 8.B 9.B 10.C 11.D12(1)該反應(yīng)是放熱反應(yīng) 氣體受熱膨脹 (2)瓶內(nèi)氧氣已耗盡 (3)同溫同壓下，反應(yīng)消耗的氧氣與生成的SO2體積相同 壓強(qiáng)同 物質(zhì)的量同 (4)同溫同壓下，相同體積的氣體含有相同的分子數(shù)。13.溫度高，導(dǎo)致液態(tài)硫磺大量蒸發(fā)(沸點(diǎn)444.6) ，硫蒸氣來不及燃燒而隨部分產(chǎn)生的S02一同輸送出去，故硫磺消耗速度加快，S02產(chǎn)率反而降低。在輸送過程中，硫磺蒸氣冷凝成固體硫，嚴(yán)重堵塞輸送管道。14. (1)氧化 (2)還原 (3) PbS+4H202=PbSO4+4H20 15.B C D A16（1）Fe FeS (2)n(FeS)=0.03mol n(Fe)=0.01mol/L 0.1mol/L (3) 280mL-672(其他合理答案也給分)知識(shí)拓展1硫化氫有毒，如何防止及解除硫化氫氣體的毒害作用? 硫化氫是一種無色而有臭雞蛋氣味且有劇毒的氣體。吸入混有微量硫化氫的空氣人就會(huì)感到頭痛、頭暈和惡心，長時(shí)間吸入含有硫化氫的空氣會(huì)使人昏迷甚至 死亡。因此，制取或使用硫化氫時(shí)，必須在密閉系統(tǒng)或通風(fēng)櫥中進(jìn)行。 當(dāng)發(fā)生硫化氫中毒時(shí)，應(yīng)將患者抬離有毒區(qū)躺在新鮮空氣的地方。同時(shí)也可以讓其吸入微量氯氣以解除硫化氫中毒。即所謂的“以毒攻毒”C12+H2S=S+2HCl 2同素異形體的性質(zhì)不同 原因是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)不同。如金剛石和石墨是同素異形體，二者性質(zhì)不同，是因?yàn)槎叩慕Y(jié)構(gòu)不同，金剛石中碳原子相互結(jié)合，成為正四面體結(jié)構(gòu)，這些正四面體結(jié)構(gòu)向空間發(fā)展構(gòu)成一種堅(jiān)實(shí)的、彼此聯(lián)結(jié)的空間網(wǎng)狀晶體。因此它的硬度很大而石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)，每層內(nèi)，碳原子排成六邊形一個(gè)個(gè)六邊形排成平面的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。層與層之間距離較大且以范德華力相結(jié)合。因此片層之間容易滑動(dòng)且質(zhì)軟。 3 臭氧空洞在高層大氣中(離地面15km一25km)由氧氣吸收太陽紫外線輻射而生成厚度約20km的臭氧層，O220，O+0203，臭氧能吸收波長在220nm330nm范圍內(nèi)的紫外線，從而阻止紫外線大量進(jìn)入地球表面，保護(hù)著地球上的生命。近年來一些還原性氣體如SO2、CO、H2S等及氮的氧化物(NO、N02)、氟利昂等鹵代烴進(jìn)入大氣的數(shù)量顯著增加，使臭氧層開始變薄乃至出現(xiàn)空洞。這種情況的出現(xiàn)意味著有更多紫外線到達(dá)地面，紫外線對(duì)生物極具破壞性，對(duì)人的皮膚、眼睛甚至免疫系統(tǒng)都會(huì)造成傷害。強(qiáng)烈的紫外線還會(huì)影響魚蝦類和其他水生生物的正常生存，乃至造成某些生物滅絕，會(huì)嚴(yán)重阻礙各種農(nóng)作物和樹木的正常生長，還會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)加劇。為了保護(hù)臭氧層免遭破壞，國際上于1987年簽了蒙特利爾議定書。即禁止使用氟利昂和其他鹵代烴的國際議定書。事實(shí)上，保護(hù)臭氧層僅靠一措施是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。第二節(jié) 二氧化硫考綱要求：1了解二氧化硫的物理性質(zhì)和污染2掌握二氧化硫的化學(xué)性質(zhì) 教材導(dǎo)讀一 二氧化硫1物理性質(zhì)二氧化硫是 色，有 氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易 沸點(diǎn)是-10)易溶于水，在常溫常壓下，1體積水大約能溶解40體積的二氧化硫。二主要化學(xué)性質(zhì)SO2是 氧化物，有 氧化物通性。 與H20反應(yīng)： (亞硫酸不穩(wěn)定，易分解，易被氧化成硫酸，是還原性的二元弱酸)。與NaOH作用： 與澄清石灰水作用： 現(xiàn)象為：通S02有 ，繼續(xù)通S02 。 既有氧化性又有還原性(二氧化硫中硫元素為+4價(jià)，是中間價(jià)態(tài)) 氧化性：2H2S+SO2=3S+2H20 還原性：與02反應(yīng)： 使溴水褪色： 使KMn04褪色： 漂白作用：可使 或其他有色物質(zhì)褪色(S02與某些有色物質(zhì)化合生成不穩(wěn)定的無色化合物，這種無色物質(zhì)受熱或光照時(shí)會(huì)分解，放出S02，恢復(fù)原來的顏色)。品紅溶液 CO2與S02的比較（寫出方程式）S02CO2色、態(tài)、味溶于水與堿的反應(yīng)氧化性還原性品紅制法 要點(diǎn)解讀1.亞硫酸鹽的性質(zhì) 亞硫酸鹽中硫的價(jià)態(tài)為+4價(jià)，是中間價(jià)態(tài)，因此，亞硫酸鹽既有氧化性又具有還原性，但主要表現(xiàn)的是還原性。 還原性：2Na2S03+02=2Na2S04 2CaS03+02 = 2CaS04 Na2S03+ Br2+H20= Na2S04+2HBr 氧化性： Na2S03+2Na2S+3H2S04=3Na2S04+3S+3H202.常見物質(zhì)的漂白原理 (1)S02和C12漂白原理、現(xiàn)象及漂白效果的比較氯氣的漂白原理是由于溶于水生成的HCl0具有強(qiáng)氧化性，將有色物質(zhì)氧化成無色物質(zhì)，褪色后不能恢復(fù)原來的顏色而S02是由于它溶于水生成的亞硫酸與有色物質(zhì)直接結(jié)合形成不穩(wěn)定的無色化合物，褪色后在一定條件下又能恢復(fù)原來顏色。例如： 另外S02能使溴水、氯水、KMn04溶液等褪色是因?yàn)镾02具有還原性的緣故，如：SO2+Br2+2Hz0=H2S04+2HBr，不是S02的漂白性。 注意：等物質(zhì)的量的SO2和C12混合后通人品紅溶液，不能使之褪色，（為什么？） (2)HCl0、Na202、03、H202、S02 、活性炭漂白性比較注意：CO2與S02的區(qū)別可采用：聞氣味；通KMn04溶液；通過溴水(或碘水)；通過紅溶液等方法根據(jù)不同的現(xiàn)象來區(qū)別。 4SO2的制取(1)工業(yè)制法 硫燃燒：S+02 SO2 煅燒硫鐵礦：4FeS2+11022Fe203+8S02 (2)實(shí)驗(yàn)室制法 原理：Na2S03+H2S04(濃)= Na2S04+SO2+H2O 裝置、收集；與制取氯氣相似(可不加熱)。 檢驗(yàn)是否收滿：用濕潤的藍(lán)色石蕊試紙放在集氣瓶口，若變紅證明已收滿。 尾氣吸收：通入NaOH溶液中。名題導(dǎo)思【例1】在BaCl2溶液中通入SO2氣體，溶液仍澄清；若將BaCl2溶液分盛兩支試管，一支加硝酸，另一支加燒堿溶液，然后再通入S02氣體，結(jié)果兩支試管都有白色沉淀.由此得出下列結(jié)論合理的是 ( )A氯化鋇有兩性B兩支試管的沉淀均是亞硫酸鋇CS02有還原性和酸性D升高pH使S02水溶液中S032-濃度增大 【解析】在BaCl2溶液中通入S02，溶液仍然澄清，這是實(shí)驗(yàn)事實(shí)。因?yàn)槿绻l(fā)生反應(yīng)，BaCl2+S02+H20=BaS03 +2HCl，一是出現(xiàn)弱酸H2S03制強(qiáng)酸鹽酸違反規(guī)律，二是即使生成BaS03沉淀它也溶于鹽酸，故S02和BaCl2溶液不反應(yīng)，溶液仍澄清。若將BaCl2溶液分成兩份，一份加硝酸，再通入S02，可能發(fā)生將S02或S032-氧化成SO42-，此時(shí)發(fā)生Ba2+S042-=BaS04；另一份加燒堿溶液，再通入S02，先發(fā)生S02+2Na0H=Na2S03+H20，再發(fā)生Na2S03+BaCl2=BaS03+2NaCl。綜上所述A、B不正確；C中S02能被硝酸氧化和與Na0H溶液反應(yīng)證明其有還原性和酸性，故C正確，D升高pH，可理解為加堿后，S02Na2S03，當(dāng)然SO32-濃度加大，故D正確?！敬鸢浮緾D【例2】下列實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明某無色氣體為S02的是 ( ) 能使澄清石灰水變渾濁 能使?jié)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙變紅能使品紅試液褪色，加熱后又顯紅色 能使溴水褪色，再滴加酸化的BaCl2溶液有白色沉淀產(chǎn)生A BC D【解析】能使澄滑石灰水變渾濁的氣體有S02、C02；能使?jié)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙變紅的氣體為酸性氣體(如：HCl、HBr、S02、C02等)；能使品紅褪色的氣體有Cl2、S02，但Cl2有顏色，褪色后加熱又顯紅色的只有S02；能使溴水褪色，再滴加酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成，只有S02氣體符合?！敬鸢浮緾【例3】用l L 1.0molL的Na0H溶液吸收0.8mol的二氧化硫，所得溶液中SO32-離子和HSO3-離子的物質(zhì)的量濃度之比最接近于 ( )A.2:1 B1：3 C3 ： 2 D2：3【解析】設(shè)1O mol Na0H和08 mo1 S02反應(yīng)可生成xmolNa2S03、y mo1 NaHS03和zmol H20，則可寫出該反應(yīng)的疊加化學(xué)反應(yīng)方程式：即 1.0Na0H+0.8S02=xNa2S03+yNaHS03+zH20 根據(jù)Na+、硫原子在反應(yīng)前后物質(zhì)的量守恒原理可得到下列兩個(gè)方程： 2x+y=1.O和x+y=0.8 則：x=0.2 y=0.6 即SO32-離子和HS03-離子的物質(zhì)的量濃度之比為1：3。 【答案】B【例4】為了降低硫的氧化物造成的空氣污染，一種方法是在含硫燃燒如煤中加入生石灰，這種方法稱為“鈣基固硫”,采用這種方法在燃燒過程中的“固硫”反應(yīng)為 ( )2Ca0+2S=2CaS+02 S+02=S02 Ca0+S02=CaS03 2CaS03+02=2CaS04 A只有 B和C和 D【解析】“固硫”反應(yīng)原理是用Ca0降低S02排放量，所以反應(yīng)物是S02、Ca0，結(jié)合S是以還原性為主，且若生成CaS03是揮發(fā)性酸的鈣鹽，易受熱分解，則聯(lián)想到在燃燒條件(供氧充足，高溫)CaS03應(yīng)被氧化為CaS03，才能達(dá)到“固硫”的作用。Ca0+S02=CaS03 2CaS03+02=2CaS04 【答案】C【例】 檢驗(yàn)二氧化硫氣體中有無二氧化碳?xì)怏w，應(yīng)采取的方法是（ ） A通過澄清石灰水 B先通過足量小蘇打溶液，再通過石灰水 C先通過足量酸性高錳酸鉀溶液，再通過澄清石灰水 D通過品紅溶液【解析】SO2和CO2都是酸性氧化物，都能與澄清石灰水反應(yīng)分別得到CaSO3沉淀和CaCO3沉淀，所以SO2的存在會(huì)對(duì)CO2的檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾。應(yīng)采取的檢驗(yàn)方法應(yīng)該是先將混合氣體通入足量酸性高錳酸鉀溶液除去具有還原性的SO2，再通過澄清石灰水即可檢出二氧化碳?！敬鸢浮窟xC?！纠坑袃蓚€(gè)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)為探究過氧化鈉與二氧化硫的反應(yīng)，都用如下圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通入SO2氣體，將帶余燼的木條插入試管C中，木條復(fù)燃。 請(qǐng)回答下列問題：(1)第1小組同學(xué)認(rèn)為Na2O2與SO2反應(yīng)生成了Na2SO3和O2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是： _。(2)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種實(shí)驗(yàn)方案證明Na2O2與SO2反應(yīng)生成的白色固體中含有Na2SO3。 _。(3)第2小組同學(xué)認(rèn)為Na2O2與SO2反應(yīng)除了生成Na2SO3和O2外，還有Na2SO4生成。為檢驗(yàn)是否有Na2SO4生成，他們?cè)O(shè)計(jì)了如下方案：白色沉淀將B中反應(yīng)后的固體溶解于水BaCl2溶液 稀硝酸仍有部分白色沉淀不溶解，證明有Na2SO4生成 上述方案是否合理? 。請(qǐng)簡要說明兩點(diǎn)理由： ； 。 【解析】在進(jìn)行物質(zhì)檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須要注意排除雜質(zhì)的干擾?！敬鸢浮?(1)2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2 （2)取白色固體，加稀硫酸，產(chǎn)生能使晶紅溶液褪色的氣體。 (3)不合理 稀硝酸能將亞硫酸鋇氧化為硫酸鋇如果反應(yīng)后的固體中還殘留Na2O2，它溶于水后能將亞硫酸根氧化成硫酸根【例】黃銅礦（主要成分CuFeS2）是提取銅的主要原料（1）取125g黃銅礦樣品，經(jīng)測(cè)定含360g硫（雜質(zhì)不含硫），礦樣中CuFeS2含量為 。（2）已知 產(chǎn)物Cu2S在1200高溫下班繼續(xù)反應(yīng)：2Cu2S + 3 O2 2Cu2O + 2 SO22 Cu2O + Cu2S 6Cu + SO2假定各步反應(yīng)都完全，完成下列計(jì)算：由6 mol CuFeS2生成6 mol Cu，求消耗O2的物質(zhì)的量6 mol CuFeS2和1425 mol O2反應(yīng)，理論上可得到多少摩爾銅6 mol CuFeS2和1575 mol O2反應(yīng)，理論上可得到多少摩爾銅【解析】（1）設(shè)12.5 g黃銅礦樣品中含CuFeS2的質(zhì)量為xCuFeS22S 184 64 x 3.6x10.35gO2則礦樣中CuFeS2的含量為：（10.35/12.5）100%82.8%（2）CuFeS2 Cu+FeO+2SO2 O2不是量 Cu2S+O2 2Cu+SO2n（Cu）=62（1514.25）= 4.5 (mol)O2過量 2Cu2S+3O2 2Cu2O+2SO2n（Cu）=6（）=3 (mol) 【答案】（1）82.8% （2）15 mol 4.5 mol 3 mol隨堂演練1在SO2+2H2S = 3S+2H20反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比為 A1：2 B2：3 C2：1 D3：22下列物質(zhì)中，能使品紅溶液褪色的是) 干燥的C12 Na2O2 NaClO 活性炭 HCl0SO2 A除以外 B除以外 C D全部可以3除去SO2中混有的S03、HCl氣體，可選用的試劑是 A石灰水 B濃H2S04 飽和亞硫酸氫鈉溶液 C飽和亞硫酸氫鈉溶液 D高錳酸鉀溶液4下列關(guān)于SO2的敘述，不正確的是 AS02既可以是含硫物質(zhì)的氧化產(chǎn)物，又可以是含硫物質(zhì)的還原產(chǎn)物 BSO2不是亞硫酸酐C大氣中SO2的主要來源是含硫物質(zhì)的燃燒DS02具有氧化性，因而可以使品紅溶液褪色5為了除去混入C02中的S02和02，下列試劑的使用順序正確的是 飽和的Na2SO4溶液 飽和的NaHC03溶液 濃硫酸灼熱的銅網(wǎng) 堿石灰 A B C D6 已知2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H20(1)，常溫下，在20 L真空容器內(nèi)通入amol硫化氫和bmol二氧化硫(a和b都是正整數(shù)。且a5, b 5)，反應(yīng)完全后，容器內(nèi)氣體可能達(dá)到的最大密度約是 A24.5 gL B14.4 gL C8 gL D5.1 gL7 圖6-2-1是一檢驗(yàn)氣體性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)裝置。向裝置中緩慢通入氣體X，若關(guān)閉活塞K，則品紅試液無變化，而澄清石灰水變渾濁；若打開活塞K，則品紅試液褪色。據(jù)此判斷氣體x和洗氣瓶內(nèi)液體Y可能是 8下列溶液露置在空氣中，開始一段時(shí)間，溶液的pH值變小的是(不考慮溶質(zhì)的揮發(fā)) H2S H2S03 Na2S Ca(OH)2氯水 Na2S03 A 13 C D9 銀耳本身為淡黃色，福建省出產(chǎn)一種雪耳，顏色潔白如雪。 其制作過程如下：將銀耳堆放在密封狀況良好的塑料棚，在棚的一端支一口鍋，鍋內(nèi)放硫磺，加熱使硫磺熔化并燃燒，兩天左右，雪耳就制成了。雪耳燉不爛，且對(duì)人有害。制作雪耳利用的是 A硫的還原性 B硫的漂白性 C二氧化硫的還原性 D二氧化硫的漂白性10. 將S02通入懸浮著黑色Pb02的熱水中過一會(huì)兒，將發(fā)生的情形是 A懸浮物由黑色變?yōu)榘咨?，因S02是一種漂白劑 B懸浮物由黑色變?yōu)榘咨?，因?yàn)樾纬闪薖bSO4 C有黃色沉淀生成 D有臭雞蛋氣味的氣體放出 11 在BaBr2溶液中滴人氯氣，觀察到現(xiàn)象是 ，再通入S02，觀察到的現(xiàn)象是 ，反應(yīng)的離子方程式是 ； 。12(2001廣東、河南)長期存放的亞硫酸鈉可能會(huì)被部分氧化，現(xiàn)通過實(shí)驗(yàn)來測(cè)定某無水亞硫酸鈉試劑的純度。實(shí)驗(yàn)步驟如下： 稱量a g樣品，置于燒杯中。加入適量蒸餾水，使樣品溶解。加入稀鹽酸，使溶液呈強(qiáng)酸性，再加過量的BaCl2溶液。過濾，用蒸餾水洗滌沉淀。加熱干燥沉淀物。將沉淀物冷卻至室溫后，稱量。重復(fù)、操作直到合格，最后得到6 g固體?；卮鹣旅鎲栴}：(1)本實(shí)驗(yàn)中是否能用Ba(N03)2代替BaCl2? 。其理由是 。(2)步驟中加鹽酸使溶液呈強(qiáng)酸性的目的是 (3)步驟的“合格”標(biāo)準(zhǔn)是 (4)實(shí)驗(yàn)測(cè)得樣品中無水亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 (列出算式，不需化簡)13(2003全國)X、Y、Z是短周期元素的三種常見氧化物。x跟水反應(yīng)后可生成一種具有還原性的不穩(wěn)定的二元酸，該酸的化學(xué)式為 ；Y和X的組成元素相同，Y的化學(xué)式是 ；1 mol Z在加熱時(shí)跟水反應(yīng)的產(chǎn)物需要用6 mol氫氧化鈉才能完全中和，在一定條件下，Y可以跟非金屬單質(zhì)A反應(yīng)生成X和Z，單質(zhì)A是 。14(2003上海)工業(yè)上測(cè)量SO2、N2、02混合氣體中SO2含量的裝置如圖6-2-4。反應(yīng)管中裝有碘的淀粉溶液。SO2和I2發(fā)生的反應(yīng)為(N2、02不與I2反應(yīng))：SO2+I2+2H20=H2S04+2HI(1)混合氣體進(jìn)入反應(yīng)管后，量氣管內(nèi)增加的水的體積等于 的體積(填寫氣體的分子式)。 (2)反應(yīng)管內(nèi)溶液藍(lán)色消失后，沒有及時(shí)停止通氣，則測(cè)得的SO2含量 (選填：偏高、偏低、不受影響)。(3)反應(yīng)管內(nèi)的碘的淀粉溶液也可以用 代替(填寫物質(zhì)名稱)。 (4)若碘溶液體積為Va mL，濃度為cmolL-。N2與O2的體積為VbmL(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)。用( c、Va、 Vb、表示SO2的體積百分含量為： 。(5)將上述裝置改為簡易實(shí)驗(yàn)裝置，除導(dǎo)管外，還需選用的儀器為 (選下列儀器的編號(hào))。a燒杯b試管 c廣口瓶d容量瓶 e量筒 f單孔塞g雙孔塞15 接觸法制硫酸排放的尾氣中含少量SO2，為防止污染大氣。在排放前設(shè)法進(jìn)行綜合利用。 (1)某硫酸廠每天排放的10000 m3尾氣中含0.2(體積分?jǐn)?shù))的S02，問用NaOH溶液、石灰及O2處理后。假設(shè)硫元素不損失，理論上可得到多少千克石膏(CaS042H20)?(2)如果將一定體積的尾氣通入100 mL2molL-1的NaOH溶液中使其完全反應(yīng)，經(jīng)測(cè)定所得溶液含16.7 g溶質(zhì)。試分析該溶液的成分，并計(jì)算確定各成分的物質(zhì)的量。(3)工廠在尾氣處理制石膏的過程中,中間產(chǎn)物是NaHS03。調(diào)節(jié)尾氣排放的流量以取得SO2與NaOH間物質(zhì)的量的最佳比值，從而提高NaHS03的產(chǎn)量?，F(xiàn)設(shè)n(S02)、n(NaOH)、n(NaHS03)分別表示S02、NaOH和的物質(zhì)的量。且。試寫出X在不同取值范圍時(shí)，n(NaHS03)的值或n(NaHS03)與n(S02)、n(NaOH)間的關(guān)系式。xn (NaHSO3)隨堂演練參考答案：1.C 2.D 3.BC 4.BD 5.B 6.B 7.B 8.D 9.D 10.B 11溶液變?yōu)槌壬芤鹤優(yōu)闊o色，并有白色沉淀生成，l2+2Br-=2Cl- + Br2 Br2+ SO2 +H2O = SO42-+ Br-+4H+Ba2+ SO42-= BaSO412（1）不能。在酸性溶液中，NO3-能將SO32-氧化為SO42-，造成結(jié)果失誤（2） 保證得到的沉淀都是BaSO4,沒有BaSO3 (3) 連續(xù)兩次稱量的質(zhì)量不變 （4）（ag-142g/molbg233g/mol）ag100%13H2SO3 SO3 磷 14（1）N2 O2 的體積 （2）偏低（）酸性高錳酸鉀或溴水（）so2% = (5)bceg或beg 或ceg15答案：（1） m(CaS042H20) =153.6Kg (2) NaHS03 0.1mol Na2S03 0.05mol (3) 可借用數(shù)軸進(jìn)行分析得結(jié)論：知識(shí)拓展1SO2是污染大氣的主要有害物質(zhì)之一?？諝庵械腟O2主要來自化石燃料的燃燒，以及含硫礦石的冶煉和硫酸、磷肥、紙漿生產(chǎn)等產(chǎn)生的工業(yè)廢氣。這些廢氣必須經(jīng)過處理后才能向大氣中排放。 2SO2實(shí)驗(yàn)室制法Na2S03+H2S04=Na2S04+SO2+H20 (1)固液不加熱裝置，但不能用啟普發(fā)生器 (2)硫酸若太濃，則反應(yīng)慢；太稀，則S02難逸出。常以75硫酸為宜。 (3)凈化；S02(HCl、H2O)(括號(hào)中為雜質(zhì)成分)飽和NaHSO3(洗氣，濃硫酸干燥)。 (4)檢驗(yàn)：可用品紅或澄清石灰水檢驗(yàn)。第三節(jié) 硫 酸 考綱要求1掌握H2SO4的物理及化學(xué)性質(zhì)2掌握SO32-、SO42-離子檢驗(yàn)的方法。3. 了解三氧化硫的性質(zhì)教材導(dǎo)讀1硫酸(1)物理性質(zhì) 純硫酸是 色 液體，易溶于水，能以 與水混溶，溶于水時(shí) 量的熱。濃硫酸密度 ，沸點(diǎn) ， 易揮發(fā)。 (2)濃H2S04的特性 吸水性：濃H2S04可 水分子，可做 劑，可用濃H2S04干燥的氣體主要有 等，不能用來干燥NH3。 脫水性：濃H2S04可使有機(jī)物中的 以水的組成從有機(jī)物分子中“脫離”出來而被其吸收。濃H2S04對(duì)有機(jī)物有強(qiáng)烈的腐蝕性，當(dāng)不慎在皮膚上沾上濃H2S04時(shí)應(yīng) 迅速拭去，再用大量的 沖洗。 強(qiáng)氧化性：濃H2SO4的氧化性是分子中+6價(jià)的硫元素表現(xiàn)的，濃H2S04的還原產(chǎn)物一般為 。 a與金屬反應(yīng)：除Au、Pt以外的絕大多數(shù)金屬都能與H2S04作用，與Cu； b常溫下，濃H2S04可使Fe、Al ，因此可用鐵或鋁的容器貯存濃H2S04 。 c與非金屬反應(yīng)(與C、S)： d與某些還原性的化合物反應(yīng)： H2S、HBr、HI都可被濃H2S04