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第1页第8讲：氧族元素一、硫（S）1.位置：第三周期第ⅥA族2.原子结构示意图：如右图3.存在：自然界中的硫游离态：硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里化合态：硫化物：如硫铁矿(二硫化亚铁：FeS2)、黄铜矿(二硫化亚铜铁CuFeS2)等硫酸盐：如石膏(CaSO4.2H2O)、芒硝(Na2SO4.10H2O)等4.单质俗名：硫磺5.物理性质：颜色状态溶解性硬度密度熔点沸点淡黄色固体(晶体)水中：不溶酒精中：微溶CS2中：易溶质脆，易研成粉末2.07g/mL112.8℃444.6℃6.化学性质：最外层有6个电子，遇到金属单质时可以得到2个电子，单质既有氧化性又有较弱的还原性(为主)与Fe：Fe+S△FeS(氯气能把铁氧化到FeCl3，氧气能把铁氧化到Fe3O4，可见氧化性：Cl2O2S)（1）与金属与Cu：2Cu+S△Cu2S（硫化亚铜）与Na：2Na+S△Na2S备注：硫与变价金属反应生成低价态金属硫化物（2）与非金属单质：与O2：S+O2点燃SO2与H2：S+H2△H2S（硫化氢：易燃的酸性气体，无色，臭鸡蛋气味，有毒）备注：硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰；在氧气中燃烧：发出明亮的蓝紫色火焰（3）与强氧化性酸与浓H2SO4：S+2H2SO4(浓)△3SO2↑+2H2O与浓HNO3：S+6HNO3(浓)△H2SO4+6NO2↑+2H2O（4）与强碱：3S+6KOH△2K2S+K2SO3+3H2O(体现出S既有氧化性又有还原性)备注：可以用热碱液或CS2洗涤附着在试管上的硫（5）其他反应：S+2KNO3+3C点燃K2S+N2↑+3CO2↑（黑火药的组成与反应）7.制取：用黄铁矿、碳、氧气在高温环境下8.用途：制造火药，生产橡胶产品的重要原料，制造硫酸、农药等原料第2页二、硫的氧化物1.二氧化硫与三氧化硫的比较硫的氧化物+4二氧化硫（SO2）+6三氧化硫（SO3）物理性质状态气体，易液化(包括SO2、NH3、Cl2)标准状况下为固体，常温下为无色透明油状液体，易挥发颜色无色无色气味有刺激性气味（有毒）有刺激性气味密度大于空气大于空气溶解性易溶于水（体积比1:40）（与水部分反应）极易溶于水（与水反应）化学性质酸性氧化物的通性亚硫酸的酸酐硫酸的酸酐与水反应SO2+H2OH2SO3SO3+H2OH2SO4（放热）化学性质对应水化物转换2H2SO3+O22H2SO4(亚硫酸溶液变质)Na2SO3+H2SO4Na2SO4+H2SO3(强酸制弱酸)与碱反应2NaOH+SO2Na2SO3+H2ONaOH+SO2NaHSO3(SO2过量)2NaOH+SO3Na2SO4+H2ONaOH+SO3NaHSO4(SO3过量)还原性△2SO2+O22SO3催化剂与Cl2、Br2、I2的水溶液反应SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl无氧化性与氢硫酸：2H2S+SO23S↓+2H2O与镁：2Mg+SO2点燃MgO+S↓有漂白性能使品红溶液褪色跟某些有色物质结合生成无色物质，受热或久置后易分解，恢复至原来的颜色无2.二氧化硫的化学性质溶液石蕊试液加有酚酞的氢氧化钠溶液KMnO4酸性溶液溴水硝酸酸化的硝酸钡FeCl3溶液氢硫酸品红溶液现象变红红色褪去紫红色褪去溴水褪色产生白色沉淀使棕黄色颜色变浅出现浑浊品红褪色SO2的性质溶于水显酸性溶于水显酸性还原性还原性还原性还原性氧化性漂白性部分涉及方程2KMnO4+5SO2+2H2OK2SO4+2MnSO4+2H2SO4SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr3SO2+2HNO3+2H2O3H2SO4+2NO；Ba(NO3)2+H2SO4BaSO4↓+2HNO3SO2+2FeCl3+2H2OFeCl2+FeSO4+4HCl3.二氧化硫的制取（1）工业制取：①S+O2点燃SO2；②4FeS2+11O2高温2Fe2O3+8SO2(工业制硫酸的第一个步骤)二硫化亚铁（2）实验室制取：Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O(使用70%的浓硫酸，防止生成的SO2溶于水中)Cu+2H2SO4(浓)△CuSO4+SO2↑+2H2O4.二氧化硫的用途：漂白纸浆、毛、丝、草帽等，用于杀菌、消毒、制取硫酸等第3页5.二氧化硫与二氧化碳的对比二氧化硫（SO2）二氧化碳（CO2）相同点常温下均是气体密度均大于空气溶于水后的溶液均可导电酸性氧化物，都能使澄清石灰水变浑浊，气体过量时又变澄清SO2+Ca(OH)2CaSO3↓+H2OCaSO3+H2O+SO22Ca(HSO3)2CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2OCaCO3+H2O+CO22Ca(HCO3)2不同点有刺激性气味，有毒无味，无毒易溶于水可溶于水具有还原性，能被O2、Cl2、Br2、I2、酸性KMnO4溶液等氧化无还原性具有漂白性，能使品红溶液褪色没有漂白性酸性：H2SO3H2CO3除杂除去CO2中的SO2的常用方法是使混合气体通过饱和的NaHCO3溶液或使混合气体先通过足量的溴水或酸性KMnO4溶液吸收SO2，再通过品红溶液检验SO2是否除净，最后通过浓硫酸干燥鉴别SO2中混有CO2不影响SO2的鉴别：①利用二氧化硫的还原性，看是否能使酸性KMnO4溶液或溴水褪色来鉴别；②利用SO2的漂白性，用品红溶液来鉴别CO2中混有SO2影响CO2的鉴别，应先除去SO2，再鉴别鉴别流程设计检验SO2→除去SO2→检验SO2是否除尽→检验CO2选用试剂品红溶液KMnO4(H+)溶液品红溶液澄清的石灰水预期现象褪色褪色不褪色变浑浊实验图示三、硫酸1.物理性质：颜色状态沸点密度溶解性无色粘稠油状液体338℃难挥发大于水与水任意比互溶，并放出大量的热注意：溶解时应把浓硫酸沿器壁缓慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。不能将水注入浓硫酸中，这样会引起液体飞溅（溶解时释放出大量的热，造成液滴飞溅）2.常用质量分数：98.3%的浓硫酸，密度：1.84g/cm3，沸点338℃，难挥发3.特性(浓硫酸)：（1）吸水性：可以做酸性或中性气体的干燥剂（O2、H2、HCl、Cl2、SO2、CO2）不能干燥碱性或还原性气体（NH3、H2S、HI、HBr）还可以吸收结晶水合物中的结晶水（2）脱水性：把某些有机物中的氢氧元素按水的组成比例提取出来，从而剩下C元素。因此导致这些有机物变黑，又叫碳化。第4页例如：C12H22O11浓硫酸12C+11H2OCH3CH2OH浓硫酸CH==CH↑+H2O170℃HCOOH浓硫酸CO+H2O（3）强氧化性：浓硫酸中的硫从+6价变到+4价的二氧化硫①与金属单质：Cu+2H2SO4(浓)△CuSO4+H2O+SO2↑备注：a.浓硫酸表现出强氧化性和酸性，但浓硫酸不跟金、铂反应(即使加热也不反应)b.跟适量不活泼金属（如Cu）反应，开始产生SO2，浓度变小后，终止反应c.跟适量活泼金属（如Zn）反应，先发生氧化还原反应生成SO2，再发生置换反应生成H2d.在常温下：浓硫酸跟铁、铝生成一层致密的氧化膜，使反应自动停止。这个过程叫做钝化。所以运送冷的浓硫酸用铁、铝的车，但热的浓硫酸依旧能够继续反应。②与非金属单质：C+2H2SO4(浓)△CO2↑+2SO2↑+H2O；S+2H2SO4(浓)△3SO2↑+2H2O③与硫化氢：H2S+H2SO4(浓)S↓+SO2↑+2H2O（反应物的物质的量比1:1）H2S+3H2SO4(浓)△4H2O+4SO2↑（反应物的物质的量比1:3，浓硫酸把生成的S再氧化成SO2）备注：2H2S+3O2点燃2SO2+2H2O(充分燃烧)；2H2S+O2点燃2S↓+2H2O(不充分燃烧)④与氢卤酸(X为Br或I)：2HI+H2SO4(浓)△I2↓+SO2↑+2H2O（4）难挥发性：2NaCl+H2SO4(浓)△Na2SO4+2HCl↑(实验室制取HCl)NaNO3+H2SO4(浓)△NaHSO4+HNO3↑(实验室制取HNO3)备注：实验室采取用难挥发性的强酸制取易挥发性的强酸（化学平衡原理）4.稀硫酸的性质：电离：H2SO42H++SO42—(硫酸是强电解质，在水溶液中完全电离)化学性质(酸的通性)：①使紫色石蕊试液变红；②与活泼金属反应；③与碱反应生成盐和水；④与碱性氧化物生成盐和水；⑤与某些盐反应生成新盐和新酸（复分解反应）⑥2Na2S+Na2SO3+3H2SO43Na2SO4+3S↓+3H2O四、常见的硫酸盐晶体晶体名称石膏熟石膏胆矾、蓝矾明矾晶体化学式CaSO4.2H2O2CaSO4.H2OCuSO4.5H2OKAl(SO4)2.12H2O用途用于制造模型及绷带制波尔多液可作净水剂晶体名称重晶石皓矾芒硝绿矾晶体化学式BaSO4ZnSO4.7H2ONa2SO4.10H2OFeSO4.7H2O用途在医疗中可作“钡餐”既不溶于水也不溶于强酸制药，在医疗上可用于治疗贫血五、硫酸根离子的检验1.原理：遇到可溶性钡盐，会生成白色沉淀，且该沉淀既不溶于水，也不溶于强酸Ba2++SO42-Ba2SO4↓2.操作流程：加足量滴加BaCl2待测液稀盐酸酸化取清液溶液看是否有白色沉淀生成（判断有无SO42-）或者说成：加入被稀盐酸酸化的BaCl2溶液3.流程解释：①加足量稀盐酸酸化：防止CO32—、Ag+、SO32—、S2O32—等离子与Ba2+反应生成白色沉淀产生干扰不能用稀HNO3酸化的原因是它能够把SO32—氧化为SO42-，会对实验结论产生干扰②加入BaCl2溶液的原因是为了与待测液中的SO42-离子反应生成白色沉淀第5页六、硫酸工艺1.原料：硫磺(我国资源匮乏)、黄铁矿(我国资源丰富)、石膏以及有色金属冶炼厂的烟气(含有一定量的SO2)2.流程：硫磺作原料成本较低，对环境污染少，由此是工业制取硫酸的首选。但我国硫磺资源较少，因此主要还是用黄铁矿(FeS2)作原料制取硫酸3.步骤：①冶炼黄铁矿或燃烧硫磺：4FeS2+11O2高温2Fe2O3+8SO2；S+O2点燃SO2场所：沸腾炉②二氧化硫的催化氧化：场所：接触室△2SO2+O22SO3催化剂③硫酸的生成：SO3+H2OH2SO4场所：吸收塔硫酸工艺的实物图示七、含氧元素的物质（1）臭氧（O3与O2互为同素异形体）1.物理性质：淡蓝色气体，有特殊臭味，密度大于水，且易溶于水2.化学性质：不稳定性：2O33O2（高温时反应速率更快）同时在雷雨天气时：3O2放电2O3具有极强的氧化性，能把Ag、Hg等不活泼金属氧化，而氧气不能3.用途：①漂白、消毒剂；②空气中有微量臭氧可以对人类有益，但如果过量则对人类有害；③防止大部分的紫外线防止到达地球伤害人类；④复印机、高压电机等附近含臭氧量高，应注意通风。（2）过氧化氢（H2O2）1.俗名：其水溶液俗称双氧水2.物理性质：淡蓝色粘稠液体（水溶液为无色透明液体），可任意比例跟水混溶，密度大于水3.化学性质：①弱酸性：相当于二元弱酸H2O2H++HO2—；HO2—H++O22—②氧化性和还原性：2H2O2MnO22H2O+O2↑(实验室制取氧气的方程)③强氧化性：氧化Fe2+、SO32—等具有还原性的离子与Fe2+反应：H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O与SO32—反应：H2O2+SO32—SO42—+H2O与湿润的淀粉-KI试纸(变蓝)：H2O2+2I—+2H+I2+2H2O④弱还原性：遇强氧化剂时作还原剂与酸性高锰酸钾：2KMnO4+5H2O2+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O4.用途：作氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氧剂，也作火箭燃料第6页八、硫元素的价态变化规律+6：H2SO4SO3Na2SO4+4：H2SO3SO2Na2SO30：S-2：H2SNa2S酸单质、氧化物盐1.①—2价的硫只有还原性，可被具有氧化性的氧化剂氧化为0价或+4价；②0、+4价的硫既有还原性又有氧化性，但却以一种性质为主，需注意其他反应物的性质；③+6价的硫只有氧化性，可被具有还原性的还原剂还原为+4的硫(以上的“硫”均指“硫元素”)2.当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降3.相邻价态的硫元