第六章 氧族元素 环境保护

第六章氧族元素环境保护一、O3、H2O2（一）O3有特殊臭味的淡蓝色气体，在常温常压下密度比O2，熔沸点比O2，在水中的溶解度比O2。（1）强氧化性（2）不稳定性（3）漂白性大高大（4）产生方式3O2===2O2放电在海拔20km—40km的高空，少量臭氧（10ppm）吸收了太阳的大部分（95％—99％）有害紫外辐射。而在地球近表面，小到只有0.2ppm的臭氧却能促进光化学反应造成有害烟雾，因此，人们力图保护高空大气层中的臭氧，防止地球近表面臭氧浓度增加，已知臭氧分解反应：O3（g）＋O（g）→2O2（g），此分解反应可通过高空大气层中某些微量组分（例如NO和Cl原子）的作用来实现。(1)NO和Cl原子在O3分解过程中起的作用是什么？(2)高空大气层中致冷剂CFCl3和雾化剂CF2Cl2的存在有何危害？(3)世界上许多科学家强烈反对发展超高音速运输（SST）机，其主要理由是什么？(1)催化作用(2)CFCl3和CF2Cl2在高空（O3层上边缘）200nm紫外光照射下分解放出Cl原子，促进O3分解；(3)因燃料燃烧时尾气中有NO，处于O3层下边缘，可促进O3分解（二）过氧化氢（H2O2）无色粘稠液体，它的水溶液俗称双氧水，呈弱酸性。分子结构：H—O—O—H，请写出其电子式。是含极性键和非极性键的极性分子。（1）强氧化性：能将SO2、Fe2+、I-、S2-等氧化（2）弱还原性：能被KMnO4（H+）氧化（3）不稳定性（4）用途经测定H2O2为二元极弱酸，它在碱性溶液中极不稳定，易分解生成H2O和O2。若向Na2O2中通入干燥的CO2的气体，Na2O2与CO2并不反应，它与潮湿的CO2反应放出气体后的液体仍可使酚酞试液颜色有所减退。（1）写出H2O2在水溶液中的电离方程式：。（2）写出Na2O2和潮湿的CO2气体反应的方程式①。②。③久置的油画，白色部位（PbSO4）常会变黑（PbS），用双氧水揩试后又恢复原貌，有关反应的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿。Na2O2+CO2+H2O=Na2CO3+H2O2OH-2H2O2==2H2O+O2H2O2H++HO2-PbS+4H2O2=PbSO4+4H2O元素名称和符号氧(O)硫(S)硒(Se)碲(Te)核电荷数8163452化合价-2(无正价)-2，+4，+6-2，+4，+6-2，+4，+6跟H2反应燃烧或爆炸加热时能化合加热时能化合不直接化合氢化物(H2X)的热稳定性很稳定，1000℃以上分解300℃以上分解不稳定，加热即分解不稳定，0℃即分解氧化物无SO2，SO3SeO2，SeO3TeO2，TeO3最高价氧化物的水化物无H2SO4H2SeO4H2TeO4，元素的非金属性酸性减弱非金属性减弱元素符号OSSeTe状态气态固态固态固态颜色无淡黄色灰色银白色溶解性难溶难溶难溶难溶导电性不导电不导电半导体导体熔沸点密度逐渐升高逐渐增大二、氧族元素（一）各元素单质的物理性质是如何变化的?下列哪些事实是由于氯的非氧化性比硫强的结果A.次氯酸的酸性比硫酸弱B.氯能置换硫化氢中的硫C.硫离子的还原性比氯离子强D.硫能在空气中燃烧，而氯则不能（二）硫单质◇存在：游离态（火山口、地壳岩层）◇多原子分子晶体—同素异形体练习：在标准状况下：（1）橙色硫蒸气的密度为11.43g/L，其式量为，化学式为。（2）无色硫蒸气对H2的相对密度为64，其摩尔质量为，化学式为。（3）棕色硫蒸气的质量是同状况下空气的6.62倍，其式量为，化学式为。同素异形体:颜色:浅黄色晶体:，S8,S6,S4,S2◇物性：溶解性：不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳（用于提纯和洗涤试管）◇化性：SSS-20+4、+6氧化性还原性H2SS2-SO2（SO32-）SO3（SO42-）氧化性1、金属（1）活泼金属：S+2Na=Na2S（爆炸）2Al+3S=Al2S3（2）与可变价金属反应一般成低价硫化物S+Fe=FeS+Q△S+2Cu=Cu2S+Q△（3）与Ag、Hg常温直接化合(撒落的水银的处理)2、非金属H2+S（气）H2S高温C+2S=CS2(高温)练习：下列物质不能用对应元素的单质直接化合制取的是（）A、CuSB、FeSC、Al2S3D、Fe2S3E、Cu2SF、FeCl2G、CS23、化合物S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑还原性S+O2=SO2（唯一产物，空气中淡兰色火焰，纯氧中兰紫色火焰）还可以被浓硫酸、硝酸氧化S+2H2SO4(浓)=3SO2+2H2OS+4HNO3(浓)=SO2+4NO2+2H2O（三）歧化反应3S+6NaOH=2Na2S+Na2SO3+3H2O（用于洗涤附有硫的试管）练习：（1）将mg铁粉和ng硫粉均匀混合，在在密闭容器中加热至红热，冷却后加入多少mlbmol/L的盐酸就不再产生气体？这些气体在标况下共多少升？（2）若改为在石棉网上加热引燃，则在标况下这些气体的体积将如何变化？三、SO2（一）物性—气味、有毒、易溶于水（二）制法1、工业：（1）煅烧黄铁矿（2）硫燃烧2、实验室：（1）Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2+H2Oa简易启普发生器bNa2SO3固体和70%的硫酸c排空气法收集d浓硫酸干燥e用验满湿润的兰色石蕊试纸（2）Cu+2H2SO4=SO2↑+CuSO4+2H2O思考：装置与制取哪种气体相同？△(三)化学性质1、具有酸性氧化物的通性（1）与H2O反应：SO2+H2OH2SO3（亚硫酸）*亚硫酸是一种弱酸，在水中部分电离:H2SO3H++HSO3-HSO3-H++SO32-（2）与碱反应写出SO2气体通入NaOH溶液中的有关化学方程式。SO2+2NaOH=Na2SO3+H2OSO2+NaOH=NaHSO3思考：1、实验室制取SO2，可选择什么试剂来吸收尾气，防止空气污染？2、SO2与澄清石灰水反应的现象是什么？（3）与碱性氧化物反应：SO2+Na2O=Na2SO32、还原性练习：写出SO2气体通入KMnO4（H+）、FeCl3、浓硝酸溶液中的离子方程式3、氧化性SO2+2H2S=3S+2H2OSO2以还原性为主SO2SO3或SO42-+4+6+6O2、X2、KMnO4、HNO3、Fe3+4、具有漂白性——能使品红褪色思考：1、SO2能使溴水、氯水、KMnO4溶液、品红溶液褪色，分别是利用了SO2的什么性质？2、把SO2、Cl2分别通入品红溶液和紫色石蕊溶液，然后加热，现象如何？3、下列试剂能否用来鉴别CO2和SO2两瓶气体?为什么?A.品红溶液B.澄清的石灰水C.氯化钙溶液D.紫色石蕊试液E.氯化钡和氯水的混合溶液（四）SO2与CO2的异同1、相同点：均为无色气体，都能使澄清石灰水变浑浊，过量时又变澄清。2、区别：利用SO2的性质1）通入H2S中2）通入KMnO4（H+）中3）通入溴水中4）通入FeCl3溶液中5）通入用硝酸酸化的BaCl2溶液中6）通入品红溶液中思考：可用哪些方法除去CO2中的SO2？（五）二氧化硫的污染——空气中的二氧化硫主要来自于含硫燃料（如煤与石油）的燃烧。*钙基固硫：CaO+SO2=CaSO32CaSO3+O2=2CaSO4（CaSO4与水作用生成生石膏CaSO4·2H2O）四、SO3——SO3是一种无色固体，熔点（16.8。C），沸点（44.8。C），SO3与H2O反应生成H2SO4，同时放出大量的热。工业上常用这个反应制造硫酸。具有吸水性和强氧化性五、S2-1、与Zn2+、Fe2+、Cu2+、Ag+形成沉淀2、与Al3+双水解3、被Fe3+、NO3-（H+）、KMnO4-、ClO-氧化4、遇X2、O2被置换5、遇H+形成H2S气体6、用Cu2+、Ag+可除去S2-，并用于S2-的检验六、SO32-1、Na2SO3易被空气中的氧气氧化成Na2SO4，因此必须密闭保存。2、SO32-被Fe3+、NO3-（H+）、KMnO4-、ClO-、X2氧化成SO42-。3、SO32-遇H+会产生SO2。4、SO32-与S2-不反应，加入H+后生成S沉淀。练习：1、在氯化钡溶液中通入SO2，溶液仍澄清，若将氯化钡溶液分装两只试管，一支加硝酸，另一支加NaOH溶液，然后再通入SO2，结果两试管中都有白色沉淀生成.由此得出下列结论合理的是A.氯化钡有两性B.两支试管中的白色沉淀都是BaSO4C.SO2具有还原性和酸性D.升高PH值使SO2水溶液中SO32-浓度增大3、下列反应产生的气体，通过Na2SO3溶液而不反应的是①Na2O2和CO2②Al和NaOH溶液③MnO2和浓盐酸④浓硝酸和铜片⑤铜片和浓硫酸共热⑥FeS和稀硝酸A、②⑥B、②C、①②⑤D、全部反应思考：可以样哪些方法区别浓H2SO4和稀H2SO4？七、H2SO4（一）物性——纯硫酸为无色油状液体，98％硫酸密度为1.84克/毫升、沸点338℃，难挥发。（二）化性——二元强酸稀硫酸有酸的通性，浓硫酸不显酸性浓硫酸1、强氧化性：(1)与金属反应：与铁反应：有氢气生成吗？常温下能反应吗？请写出与铜、铁反应化学方程式。(2)与非金属反应：与C、S、P反应的产物是什么？写出反应的化学方程式。(3)与还原性物质反应：与H2S、HI、HBr反应思考：上述反应分别表现了浓硫酸的什么性质？与金属、Fe（OH）2、FeO等表现酸性、强氧化性；与非金属单质、H2S等只表现强氧化性例：用过量的锌与浓硫酸反应，某同学认为除了二氧化硫外，还有氢气产生，理由是什么；用过量铜片与0.2mol浓硫酸共热足够长时间（忽略其它副反应），甲认为产生的SO2少于0.1mol，理由是什么；乙认为产生的SO2为0.1mol，理由是？2、吸水性可干燥：H2、N2、O2、Cl2、CO、CO2、SO2、CH4、HCl等不能干燥：H2S、HBr、HI、NH3等3、脱水性(常见于有机反应中)4、高沸点性（不挥发性）：制取HNO3、HCl、HF等5、强酸性：制取H3PO4、过磷酸钙等6、稀释：浓硫酸与H2O、HNO3、乙醇混合时（1）次序（2）搅拌（3）容器稀硫酸有无氧化性？酸的氧化性与氧化性酸有何区别？酸的氧化性是对H+而言，任何酸都有氧化性。氧化性酸是对酸根中有变价的“中心原子”而言，如：浓硫酸和硝酸。八、硫酸盐1、2CaSO4·H2O—熟石膏（白色）写出其转化为生石膏的方程式2、CaSO4·2H2O—生石膏（白色）用于塑像、粉笔、医疗绷带等3、ZnSO4·7H2O—皓矾（无色）用于医疗上的收敛剂、制取锌钡白等4、FeSO4·7H2O—绿矾（浅绿色）用于制取蓝黑墨水5、CuSO4·5H2O—胆矾、蓝矾（蓝色）用于配制“波尔多液”6、BaSO4—重晶石、钡餐（白色）用于作白色颜料X光透视7、MgSO4—泻盐（白色）用于医疗上作泻盐、治疗高血压8、Na2SO4·10H2O—芒硝（无色）用于制玻璃、造纸、染色、缓厦剂甲同学：（X为未知溶液）X加入BaCl2溶液现象（白色沉淀）加入盐酸现象（沉淀不溶解）结论：该未知X溶液中一定有SO42-,可能存在的干扰离子：乙同学：（X为未知溶液）X加入BaCl2溶液现象（白色沉淀）加入硝酸现象（沉淀不溶解）结论：该未知X溶液中一定有SO42-,可能存在的干扰离子：以下是甲、乙、丙、丁四位同学为检验某溶液中是否含有硫酸根离子而设计的实验方案，你认为他们的实验方案有无不妥之处，并指出可能有什么离子干扰。你能在此基础上提出可靠的检验方案吗？丙同学：（X为未知溶液）X加入Ba（NO3）2溶液现象（白色沉淀）加入盐酸现象（沉淀不溶解）结论：该未知X溶液中一定有SO42-,可能存在的干扰离子：丁同学：（X为未知溶液）X加入Ba（NO3）2溶液现象（白色沉淀)加入硝酸现象(沉淀不溶解）结论：该未知X溶液中一定有SO42-,可能存在的干扰离子：九、硫酸根离子的检验SO42-干扰离子：CO32-、SO32-、Ag+等先加盐酸,再加可溶性钡盐，即Ba2+