第六章 氧族元素 环境保护.doc

第六章 氧族元素 环境保护一、知识要点与规律1.氧族元素成员：氧（O）、硫（S）、硒（Se）、碲（Te）、钋（Po）位置：VIA、二六周期特点：由非金属元素过渡到金属元素相似性和递变性：相似性递变性（随原子序数递增）原子结构最外层6e电子层数增加，原子半径增大得失电子能力易得电子得电子能力减弱元素的性质非金属性较明显非金属性减弱，金属性增强化合价-2、0、+4、+6单质氧化性减弱单质与氢气化合能力减弱（碲不直接与氢气化合）气态氢化物H2R稳定性减弱最高价氧化物的水化物H2RO4酸性减弱单质的物理性质递变化学式O2SSeTe色无黄灰银白态（常温下）气固固固熔点、沸点低高密度小大导电性不导电不导电半导体导体2.臭氧、过氧化氢臭氧（与氧气互为同素异形体）物理性质：常温常压，特殊臭味、淡蓝色气体，密度大于氧气，比氧气易溶于水。化学性质A.不稳定性：2O3=3O2（常温缓慢分解，高温迅速分解）。B.极强的氧化性常温可氧化银、汞等不活泼金属，可用于漂白、杀菌消毒。C.生物作用：微量刺激中枢神经加速血液循环，大量对人、动植物造成危害。存在与产生A.存在：自然界，90%集中在大气层的平流层，即臭氧层。吸收来自太阳的大部分紫外线，使生物免遭伤害。B产生：空气中高压放电 3O2=2O3打雷、高压电机工作、复印机工作时会产生臭氧。臭氧层的被破坏：氟氯烃（氟里昂）、氮的氧化物（来自飞机尾气）过氧化氢（H2O2） 水溶液俗名双氧水结构：HOOH，HO为极性键，OO为非极性键，组成极性分子。物理性质：无色粘稠液体，能与水以任意比互溶。化学性质：A.弱酸性：Na2O2+2HCl=2NaCl+H2O2B.强氧化性：H2O2+SO2=H2SO4C.还原性：H2O2+Ag2O=2Ag+O2+H2O MnO2 =D.不稳定性：2H2O2 2H2O+O2用途：市售双氧水的质量分数30%。氧化剂、脱氯剂、火箭燃料，生产过氧化物的原料。医疗：消毒杀菌（3%双氧水）消毒剂（强氧化性）。工业：漂白毛、丝、羽毛（10%双氧水）漂白剂（强氧化性）。3.硫结构：非极性键构成的非极性分子，是分子晶体，有多种同素异形体（如S2、S6、S8等）物理性质：黄色固体，难溶于水，微溶于酒精、易溶于CS2，熔沸点较低。化学性质硫是非金属单质，具有非金属单质的通性，如与金属、与碱溶液、与氢气、氧气等非金属反应；硫中硫元素的化合价为0，处于中间价态，可降到-2，升到+4或+6，所以既有氧化性又有还原性。与金属反应：2Na+S=Na2S（研磨）；Fe+SFeS；2Cu+SCu2S；Hg+S=HgS；2Ag+S=Ag2S与氢气反应：S+H2H2S与氧气反应：S+O2SO2与热的碱溶液反应：3S6NaOH2Na2SNa2SO33H2O元素在自然界中的存在化合态（如黄铁矿FeS2），游离态（在火山口有单质硫）。4.硫化氢结构：极性键构成的极性分子，分子晶体物理性质：常温常压下为无色、臭鸡蛋气味的气体。能溶于水（12.6），密度大于空气，剧毒。化学性质H2S是气态氢化物，溶于水是氢硫酸，具有酸的通性；H2S中硫元素的化合价是-2价，处于最低价态，具有还原性；氢元素+1价，处于最高价态，具有氧化性。强还原性A.可燃性（淡蓝色火焰）2H2SO22H2O2S（O2不足）2H2S3O22SO22H2OB.与其他氧化剂（X2、KMnO4、HNO3、浓H2SO4、Fe3+）的反应H2S+X2=2HX+S（XCl、Br、I）2H2S+ SO2=3S+2H2O不稳定性（受热分解）H2SH2+S水溶液的酸性（二元弱酸）A.与指示剂作用：使石蕊试液变红B.与碱发生中和反应C.与碱性氧化物反应D.与金属反应：H2S+2Na=Na2S+H2E.与盐反应H2S+CuSO4=CuS$+H2SO4（CuS为不溶于酸的黑色沉淀）H2S+Pb(NO3)2=PbS$+2HNO3（PbS为不溶于酸的黑色沉淀）H2S+Pb(Ac)2=PbS$+2HAc（HAc表示醋酸）Pb(Ac)2试纸白色变成黑色，用于检验H2S气体或溶液中的S2-。5.SO2结构：极性键构成的极性分子、分子晶体物理性质：常温常压下为无色有刺激性气味气体，有毒，密度大于空气，易溶于水（140），易液化。化学性质SO2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性；SO2中硫元素为+4价，是中间价态，所以既有氧化性又有还原性。酸性氧化物的通性A与水反应：SO2+H2OH2SO3H2SO3亚硫酸不稳定，易分解生成SO2+H2O，是二元中强酸，只能存在于溶液中。B.使润湿蓝色石蕊试纸变红C.与碱性氧化物反应：SO2+CaO=CaSO3D.与碱反应：SO2+NaOH=NaHSO3（碱不足）；SO2+2NaOH=Na2SO3（碱过量）E.与盐反应：Na2SO3+SO2+H2O=NaHSO3NaHCO3+SO2=NaHSO3+CO2#还原性（与氧化剂反应，如O2、X2、MnO4-、Fe3+等反应）2SO2O22SO3SO2+X2+H2O=2HX+H2SO4SO2+2Fe3+2H2O=SO42+2Fe2+4H+氧化性（与还原剂，如H2S、活泼金属等反应）2H2S+ SO2=3S+2H2O漂白性使品红溶液（红色）褪色，再加热，品红溶液恢复红色。常见漂白剂对比：漂白剂加品红溶液原理SO2品红褪色品红恢复红色SO2与品红化合生成不稳定的无色物质HClO品红褪色/强氧化性Na2O2、H2O2品红褪色/O3品红褪色/6.SO3物理性质：标准状况时，无色固体。熔点16.8oC，沸点44.8oC，易挥发，易升华。化学性质SO3是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性；SO3中硫元素的化合价是+6，处于最高价态，具有强氧化性。与水反应：SO3+H2O=H2SO4（反应剧烈，且大量放热）与碱反应：生成硫酸盐和水与碱性氧化物反应：生成硫酸盐和水2SO22SO2O27.硫酸稀硫酸的性质酸通性与指示剂作用：石蕊出现红色硫酸+金属硫酸盐+氢气（表现H+的氧化性）硫酸+碱性氧化物硫酸盐+水 硫酸+碱硫酸盐（碱不足则硫酸氢盐）+水硫酸+盐硫酸盐+新酸（弱酸或挥发性酸） 浓硫酸的性质物理性质：难挥发化学性质A.吸水性：吸收分子外水分，生成水化物。B.脱水性：将分子内氢、氧元素按21的原子个数比脱去。C.强氧化性：与金属反应：Cu2H2SO4（浓）CuSO4+2H2OSO2与非金属反应：C2H2SO4（浓）2H2O+2SO2+CO2硫酸的用途：重要化工原料8.硫酸盐几种硫酸盐比较 硫酸盐特性用途硫酸钙 石膏CaSO42H2O熟石膏2CaSO4H2O2(CaSO42H2O)=2CaSO4H2O+3H2O做模型或绷带硫酸锌皓矾：ZnSO47H2O防腐性，收敛性收敛剂；木材防腐;媒染剂；颜料硫酸钡重晶石不溶于水，不溶于酸钡餐；颜料9.环境保护环境污染 大气污染 水污染 土壤污染 食品污染 噪音污染 珍惜资源善待环境防治污染 创建绿色家园 二、方法与技巧1.实验方法H2S的实验室制法原理：FeS+2HCl=H2S+FeCl2FeS+H2SO4=H2S+FeSO4问题：选择制备装置、收集方法、检验方法、干燥方法、尾气处理方法。SO2的实验室制法原理：Na2SO3（固体）+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2#+H2O制备装置：圆底烧瓶、分液漏斗收集方法：向上排空气法尾气处理：NaOH溶液检验：品红溶液干燥：浓硫酸、CaCl2硫酸根离子的检验 白色沉淀 有SO42- 加入氯化钡溶液 加入足量稀盐酸 无明显现象 试液 2.计算方法多步计算：实际化工生产中以及化学工作者进行科学研究时，往往涉及到多步反应：从原料到产品可能要经过若干步反应；测定某一物质的含量可能要经过若干步中间过程。对于多步反应体系，依据若干化学反应方程式，找出起始物质与最终物质的量的关系，并据此列比例式进行计算求解方法，称为“关系式”法。利用多步反应找出原料与最终产物的关系式，之后利用其关系式求解，可以节省不必要的中间运算步骤，避免计算错误，能够迅速准确地获得结果。【例题】某工厂的燃烧煤中硫的质量分数为0.32，该工厂每天燃烧这种煤100t，为了防止污染，如果把生成的SO2全部转变为硫酸，问每年（按365天计算）可以获得质量分数为98的硫酸多少t？【分析与解答】由于SO2SO2 2SO2O22SO3 SO3H2OH2SO4 可以建立如下关系：SH2SO4设：生成质量分数为98的硫酸的质量为X。则：SH2SO432t 98t3651000.32t X98X365t【答】可以获得98的硫酸365t。三、知识库中学化学与环境保护大气、土地、水、矿产、森林、生物以及生活居住区、风景游览区、自然保护区等构成了人类生存的环境。保护环境就是保护人类自身。环境污染主要是指大气污染、水污染、土壤污染、食品污染等，还包括固体废弃物污染、放射性污染和噪音污染等。大气污染物主要有：SO2、CO、氮氧化合物、碳氢化合物以及粉尘、煤烟等。消除大气污染的主要方法之一是减少污染物的排放。工业“三废”是指废水、废气、废渣。酸雨及其危害：二氧化硫在空气中被氮氧化合物等物质氧化，生成硫酸和硫酸盐，随雨水降到地面，导致雨水酸性增强（pHH2SO3 B氧化性：氧气臭氧 C离子半径：S2-Cl- D等质量的氧气与臭氧在标准状况下的体积：V(O2)V(O3)（二）填空题（本题共10小题，每题5分，共50分）11.硫原子电子式是 ；单质硫是 色固体；硫与氢气只有在 下才能够化合。12.用二氧化硫漂白过的草编制品天长日久会褪色，其原因是 。13.硫酸铜晶体中加入浓硫酸产生的现象是 ，表现了浓硫酸的 性。14.不小心将浓硫酸沾到皮肤上，应 。15.浓硫酸可以用金属 所制的容器来盛放，这是因为 。16.硫酸氢钠与氢氧化钡溶液按溶质物质的量11混合，其反应的离子方程式是 。17.根据硫的化合价，二氧化硫应当具有 （填氧化性、还原性），将二氧化硫通入氯水，看到 ，反应的离子方程式是 。18.等质量的SO2和SO3含有的氧元素的质量之比为 。19.现有高锰酸钾、水、过氧化氢、过氧化钠，如何用不同的方法制取氧气？用化学方程式表示。20.写出浓硫酸与铜反应的方程式，分析电子转移的关系。 。（三）实验题21.如何鉴定一种固体物质是NaHSO4？22.除去二氧化硫中的少量氯化氢可以让气体通过盛有的 洗气装置。23.现有两瓶体积相同的稀硫酸和浓硫酸，用多种方法加以区别。 澄清石灰水 品红溶液 反应装置 品红溶液 KMnO4溶液 a b c d f g h j ke 24.一同学利用如下实验装置组装一套装置来检验碳与浓硫酸反应的产物，填空：中的药品是 ；按照气体的流向从左到右接口的顺序为（填字母） ：第一次使用品红的目的是 ，第二次使用品红的目的是 。（四）计算题25.100mlO2通过放电装置，恢复到原来的温度和压强时体积变为90ml，问氧气的转化率为多大？26.在一定质量的氯化钡溶液中逐滴加入稀硫酸，当刚好不再产生沉淀时，测得反应后的溶液的质量恰好等于原氯化钡溶液的质量，问硫酸溶液中溶质的质量分数为多大？如果原硫酸溶液的密度为1.4g/cm3，则其中H浓度为多大？【参考答案】S （一）1.D；2.C；3.D；4.B；5.B；6.B；7.A；8.D；9.A；10.A。（二）11. ，黄，较高温度。12.二氧化硫与有色物质反应生成的无色物质不稳定，在受热等条件下容易分解生成原来的有色物质。13.固体由蓝色变成白色，吸水。14.立即用大量的水来冲洗。15.Al或Fe。铝、铁在冷的浓硫酸中会钝化。16.H+SO42-+OH-+Ba2+=BaSO4+H2O。17.氧化性和还原性，溶液黄绿色逐渐褪去，SO2+2H2O+Cl2=4H+SO42-+2Cl-。18.56。19.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2，2H2O22H2O+O2；2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2。20. 失去2e-，化合价升高，被氧化 得到2e- ，化合价降低，被还原 Cu+2H2SO4(浓）CuSO4+2H2O+SO2（三）21.通过焰色反应实验，观察到火焰的颜色为黄色，说明存在Na元素；取少许固体，溶于水配成溶液，分成两份，在其中一份中加入紫色石蕊试液，出现红色，说明存在H，另一份中加入稀盐酸无明显现象，再加入BaCl2溶液出现白色沉淀，说明存在SO42-。综合上述可以说明该固体为NaHSO4。SO42-+Ba2+=B