氧族元素复习

11、氧族元素的原子结构相同点：不同点：原子最外层电子数都为6。核电荷数、电子层数及原子半径从上到下依次增大。2、氧族元素化学性质比较相同点：元素的主要化合价：－2、+4、+6不同点（递变规律）：随着原子序数的增大——（1）原子得电子能力：逐渐减弱；失电子能力：逐渐增强（2）元素非金属性：金属性：逐渐减弱；逐渐增强（3）单质的氧化性：还原性：逐渐减弱；逐渐增强（4）氢化物的稳定性：逐渐减弱。（5）最高价氧化物对应水化物的酸性：逐渐减弱注：H2TeO4H2SO42一、硫的存在存在形态：游离态：（单质）的天然硫，火山口附近或地壳岩层里。化合态：主要有硫化物、硫酸盐；煤、石油和蛋白质里都含有少量的硫。几种重要的矿物：石膏CaSO4•2H2O、芒硝Na2SO4•10H2O3二、物理性质淡黄色固体，俗称硫磺，熔点较低，难溶于水，易溶于CS2，微溶于乙醇4三、化学性质(1)与金属反应2Na十S===Na2S(爆炸)△Fe+S===FeS(黑色)S与变价金属反应生成低价硫化物△2Cu+S===Cu2S(黑色)Hg+S===HgS(S粉消除Hg污染)2Ag+S===Ag2S(常温即可反应)5三、化学性质(2)与非金属反应△S+H2===H2S点燃S+O2===SO2（空气中淡蓝色火焰，纯氧中蓝紫色火焰）(3)与强碱反应△3S+6KOH===2K2S+K2SO3+3H2O6三、化学性质(4)与强氧化性酸反应△S+2H2SO4(浓)===3SO2↑+2H2O△S+6HNO3(浓)===H2SO4+6NO2↑+2H2O7、化学性质（较高要求）(3)硫元素有－2、0、+4、+6等多种价态硫单质是硫的0价态,在一些反应中其价态可以升高变为+4价或+6价,在另一些反应中其价态可以降低为－2价。所以硫单质既有氧化性又有还原性。但必须清楚,硫的氧化性和还原性并不是均等的,硫是较活泼的非金属单质,在一般情况下主要表现出氧化性,只有跟强氧化剂反应时才表现出还原性。在特殊情况下,如硫与KOH溶液共热时,硫本身既是氧化剂又是还原剂,(通常称为歧化反应)。3S+6KOH=2K2S+K2SO3+3H2O8三、化学性质（较高要求）2、硫的非金属性比氧和氯都弱(1)从原子结构上比较氧、硫、氯三种元素的原子结构示意图分别为:可知硫原子比氧原子多1个电子层;Cl原子与硫原子电子层数相同,但Cl原子最外电子层上比氧原子多1个电子。其原子半径的大小为S0,SCl。因此氧原子和氯原子得电子能力都大于硫,即氧和氯的氧化性都比硫强。也就是说,硫的非金属性比氧和氯都弱。9三、化学性质（较高要求）(2)从S、O2、Cl2与变价金属Cu、Fe反应生成物中金属的化合价来分析2Fe+3Cl2FeCl3Cu+Cl2CuCl23Fe+2O2Fe3O4(Fe3O4中2/3的铁显+3价,1/3的铁显+2价)2Cu+O22CuOFe+SFeS2Cu+SCu2S可知,Cl2、O2能把Fe、Cu氧化到高价态,而S只能Fe、Cu氧化到低价态。说明S原子得电子能力比氧原子、氯原子都差,即硫的非金属性比氧和氯都弱。点燃点燃点燃10三、化学性质（较高要求）(3)从S、O2、Cl2与H2反应的难易来分析Cl2与H2的混合气见强光或点燃时发生爆炸,生成的HCl很稳定;O2与H2的混合气在点燃或放电时发生爆炸,生成的H2O也很稳定;S蒸气与H2在加热的条件下,发生不完全反应,生成的H2S不稳定。可知硫的非金属性比氧和氯都弱。(4)Cl2、O2都可把氢硫酸中的硫置换出来。氧化性Cl2S氧化性O2S可知硫的非金属性比氧和氯都弱。ClHS2HClS22O2HS2HO2S22211四、硫的用途硫的用途广泛：制硫酸制橡胶的重要原料制黑色火药、焰火、火柴等制农药做药品12一、硫的氢化物1、硫化氢的物理性质硫化氢是无色,有臭鸡蛋气味的气体,密度比空气大,有剧毒,是大气污染物,能溶于水(通常情况下溶解度为1∶2.6)。2、硫化氢的化学性质(1)不稳定性H2SH2+S(300℃时分解)(2)可燃性2H2S+3O22H2O+2SO2(完全燃烧)2H2S+O22H2O+2S(不完全燃烧)点燃点燃13一、硫的氢化物(3)还原性：H2S中的硫元素为－2价,是硫的最低价态,在化学反应中S-2的化合价只能升高,不能降低,因此H2S有强还原性。如:H2S+Cl2=2HCl+S(Br2、I2有类似反应)H2S+2FeCl3=2FeCl2+2HCl+S14一、硫的氢化物2H2S+SO2===3S+2H2OH2S+2FeCl3===2FeCl2+2HCl+S↓H2S+X2===S+2HX(在水溶液中S为沉淀)露置于空气中，氢硫酸被氧化，变浑浊：2H2S+O2===2H2O+2S↓15一、硫的氢化物(4)氢硫酸是二元弱酸，具有酸的通性，其典型反应有：H2S+2NaOH(定量)===Na2S+2H2OH2S+NaOH(不足)===NaHS+H2OH2S+CuSO4===CuS+H2SO4(弱酸制强酸的特例，用于除去H2S气体杂质)4、检验能使湿润的醋酸铅或硝酸铅试纸变黑：Pb(AC)2+H2S===PbS↓+2HAC16一、硫的氢化物（5）制法FeS+2H+===Fe2++H2S↑★实验室制取H2S气体，需注意以下几点：(1)硫化氢是一种没有颜色而有臭鸡蛋气味约有剧毒的气体，制取时应在密闭系统或通风厨中进行，并有尾气处理装置，一般用NaOH溶液吸收。(2)在制取H2S时，不能用强氧化性酸如浓H2SO4、浓、稀HNO3，因它们要与FeS发生氧化还原反应，也不宜用弱酸如CH3COOH，因反应较慢，也不宜用浓HCl，因HCl易挥发而致使H2S中混有大量HCl气体。17一、硫的氢化物(3)收集方法可用向上排空气法，因H2S能溶于水，密度比空气略大，最好用排饱和NaHS溶液的方法收集H2S。（4）H2S的净化：用饱和NaHS溶液可除去其中的HCl气体，通过盛P2O5的干燥管可除去水蒸气，不用氧化性干燥剂如浓H2SO4，因H2SO4(浓)十H2S===S↓十SO2↑十2H2O，不用碱性干操剂，如碱石灰。18二、硫的氧化物（一）二氧化硫1、物理性质SO2是无色有刺激性气味的气体，密度比空气大，易液化(与Cl2、NH3相似)，常温常压下可以1︰40溶于水。2、化学性质(1)具有弱氧化性：SO2+2H2S===3S↓+2H2O具有较强的还原性催化剂2SO2+O2===2SO3+QSO2+X2+H2O===2HX+H2SO4(X=Cl，Br，I)SO2还可使酸性KMnO4溶液褪色。19二、硫的氧化物(3)与水反应SO2+H2O===H2SO3(可逆反应，H2SO3为二元中强酸)(4)与碱反应SO2+2NaOH(足量)===Na2SO3+H2O(SO2也叫亚硫酐)SO2+NaOH(少量)===NaHSO3SO2+Ca(OH)2(足)====CaSO3↓+H2OSO2+Ca(OH)2(不足)===Ca(HSO3)2与CO2类似20二、硫的氧化物(5)漂白性：SO2可与某些有色物质反应，生成不稳定的无色物质，如SO2可使品红溶液褪色，受热红色复现，这是SO2的特性反应，常用于SO2的检验。①SO2和Cl2虽都有漂白性，但漂白原理和现象有不同的特点。氯气的漂白原理是由于溶于水生成的次氯酸具有强氧化性，将有色物质氧化成无色物质，褪色后不能恢复到原来的颜色。而SO2是由于与有色物质结合，形成不稳定的无色化合物，褪色后在一定的条件下又能恢复原来的颜色。21二、硫的氧化物通入SO2褪色加热至沸红色品红溶液通入Cl2褪色加热至沸不显红色紫色石蕊通入Cl2立即变红随即变为无色②将SO2与Cl2以等物质的量混合，则无漂白性，因为，SO2＋Cl2＋2H2O==2HCl＋H2SO422二、硫的氧化物3、制法(1)Na2SO3(固)＋H2SO4(较浓)===Na2SO4＋H2O＋SO2↑(2)Cu+2H2SO4(浓)===CuSO4+2H2O+SO2↑23二、硫的氧化物六、三氧化硫1、物理性质SO3是无色易挥发的晶体，熔点16.8Co，沸点44.8Co，常温下，SO3是液态而不是气态；标况下，是固态而不是气态。2、化学性质SO3是硫酸的酸酐(硫酐)，具有酸性纸化物的通性。如SO3＋H2O===H2SO4＋QSO3＋2NaOH===Na2SO3＋H2O24二、硫的氧化物★硫元素不同价态间的氧化还原关系：H2SO3H2SO4H2SSSO2SO3作用25十一、环境保护l、酸雨：大量含硫燃料(如煤)的燃烧。2、臭氧空洞：氟氯烃(如CCl2F2)、NO等破坏大气臭氧层。3、温室效应：CO2、CH4等气体可导致全球气候变暖，产生温室效应。4、白色污染:难以降解的聚乙烯等塑料造成的污染。5、汽车尾气污染：CO、NO、含铅废物等对大气造成的污染。6、居室污染：HCHO、油烟等有害气体的污染7、水体污染：农药、化肥的滥用，使用含磷洗衣粉的大最生活污水的排放等。26硫酸硫酸盐七、硫酸1、物理性质98.3%的H2SO4是无色、油状液体，密度为1.849·cm-3，沸点为338℃，是一种难挥发性的酸。2、化学性质(1)稀H2SO4具有酸的通性Zn＋2H+===Zn2+＋H2↑Cu(OH)2＋2H+===Cu2+＋2H2OFe2O3+6H+===2Fe3++3H2OBa2++SO42-===BaSO4↓(2)浓H2SO4具有三大特性①吸水性：H2SO4(浓)十nH2O===H2SO4·nH2O27★浓H2SO4可作为气体干燥剂，但不能干燥碱性气体(NH3)和还原性气体(HBr、HI、H2S，但SO2、H2、CO除外)。②脱水性：浓H2SO4能从一些有机物中将氢、氧两元素按水的组成比脱去，如：C12H22O11(蔗糖)→l2C＋11H2O③强氧化性28★与不活泼金属反应△Cu+2H2SO4(浓)===CuSO4＋SO2↑＋2H2OFe、Al遇冷的浓H2SO4发生“钝化”现象，表面形成一层致密的氧化膜，受热则继续反应。★与非金展反应C+2H2SO4(浓)===CO2+2SO2+2H2O★与还原性化合物反应H2S+H2SO4(浓)===S+SO2+2H2O2HI+H2SO4(浓)====I2+SO2+2H2O29硫酸硫酸盐★浓H2SO4的稀释：浓H2SO4的密度比水大，溶于水时要放出大量热，所以稀释时必须将浓H2SO4沿器壁缓缓注入水中，并不断搅拌。同理，与浓硫酸有关的其他混合，如与乙醇、浓HNO3等混合，都必须将密度较大的浓H2SO4缓缓注入密度小的液体中。★浓H2SO4的强氧化性和稀硫酸的氧化性浓硫酸具有强氧化性，其氧化性是由硫酸分子中处于最高价态的＋6价的硫产生的，加热能氧化许多金属、非金属及某些具有还原性的化合物，浓硫酸的还原产物一般为SO2。稀硫酸溶液中不存在硫酸分子，因而无强氧化性，但电离产生的H+具有较弱的氧化性，只能氧化比较活泼的金属(如Zn等)，稀硫酸的还原产物为氢气。“氧化性酸”和“酸的氧化性”不同，区别上述两概念的关键在于：酸根部分易得电子→有氧化性→氧化性酸；酸电离出H+→有氧化性→酸的氧化性。303、用途利用H2SO4的强酸性制备物质：①制气Zn→H2；FeS→H2S②制较弱酸③制化肥④制盐CuO→CuSO4·5H2O(晶体)利用浓H2SO4的高沸点性制易挥发性酸：NaCl(固)→HClNaNO3(固)→HNO331课堂练习1氧族元素位于周期表第_____周期______族。包括（同时写出元素名称和符号）______、_____、______、______、_____等元素。它们的原子中最外层电子数均为_______。若用R代表元素符号，它们的氢化物和最高价氧化物分子式分别为______、_______。2比较：（1）