第六章硫和硫的化合物 环境保护.doc

第六章硫和硫的化合物 环境保护第一节 氧族元素目标导航: 1 、掌握氧族元素原子结构与元素性质的递变关系。 2、掌握氧族元素与卤族元素的相似性、差异性及其原因。3、了解同素异形体的概念。4、了解保护臭氧层的意义。知识要点一氧族元素1、相似性（氧族元素用R表示）最外层都有6个电子，获得2个电子达到稳定结构。化合价为2、+4、+6(氧一般无正价，除OF2中)。氧、硫、硒、碲与氢生成气态氢化物(碲不能直接与氢化合)，气态氢化物的通式为H2R，它们的稳定性逐渐减弱，即热稳定性：H2OH2SH2SeH2Te，其中后三者水溶液都是弱酸。硫、硒、碲都有两种氧化物RO2和RO3，对应水化物通式为H2RO3、H2RO4。2、递变性（1）单质物理性质 OS SeTe元素名称氧硫硒碲单质物理性质颜色无色熔沸点依次升高状态气体导电性不导电密度依次增大（2）同一主族元素从上至下，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，失电子能力增强，得电子能力减弱。因此，氧族元素依氧、硫、硒，碲的顺序，非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强。3、根据元素周期律的有关知识，氧族元素与卤族元素结构及性质比较 S Cl周期表中的位置三周期A族三周期A族电子层数相同最外层电子数67原子半径（nm）0.1020.099非金属性S Cl与氢气化合条件较高温度点燃或光照氢化物稳定性较稳定稳定最高价氧化物对应水化物酸性强酸酸性强于硫酸与Fe、Cu反应的产物FeS、Cu2SFeCl3、CuCl2结论非金属性同周期氧族元素弱于卤族元素在同一周期中，从左至右，核电荷数依次增多，原子半径逐渐减小，失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强。二氧族元素单质的性质1、硫（S）（1）、物理性质淡黄色晶体，俗称硫黄，难溶于水、密度比水大，微溶于酒精，易镕于CS2，所以洗涤试管壁附着的硫，可用CS2。（2）、化学性质S的化合价为0，不是最高价6，也不是最低价2，所以，硫既有氧化性又有还原性。学习时主要从氧化性和还原性掌握S的化学性质。 硫的氧化性：与多数金属反应，生成2价硫化物如： 注意：Cu2S、FeS都是低价金属硫化物，硫单质氧化性弱。只能生成低价态化合物。CuS不是通过单质直接化合方法制得的。硫与氢气反应也表现了硫的氧化性： 。 硫的还原性：如 硫在空气中燃烧时产生淡黄色火焰，在纯氧中燃烧时产生蓝紫色的火焰。 硫既表现氧化性，又表现出还原性。在加热下，硫能与强碱溶液发生反应。这是硫的自身氧化还原反应，硫既是氧化剂，也是还原剂。根据这个反应原理，可用NaOH溶液在加热条件下除去残留在玻璃仪器内壁的硫。（3）、硫的用途硫单质有广泛的用途。硫是黑火药的主要原料。它还具有杀菌的作用，能治许多皮肤病。硫和石灰可制成农药石灰硫磺合剂。硫加到橡胶中，可大大提高橡胶的弹性，使其受热不粘，遇冷不脆。硫还是工业上制硫酸的重要原料。2臭氧（O3）（1）、组成与物理性质化学式为O3，常温、常压下是一种有特殊臭味的淡蓝色气体，密度比O2大，也比O2易溶于水。（2）、化学性质臭氧的化学性质比氧气活泼。 不稳定性臭氧在常温下能缓慢分解生成氧气，在高温时可以迅速分解。2O33O2在空气中高压放电时，氧气也能转化为臭氧。 上述的相互转化反应，即可证明氧气与臭氧的同素异形体关系。 强氧化性臭氧和氧气都是氧的同素异形体，臭氧具有强氧化性，其氧化性比氧气还要强。例如O3 +2KI十H2O2KOH十I2十O2，可见O3也可使碘化钾淀粉溶液变蓝。较不活泼的Ag、Hg等在常温下可以与臭氧发生反应。（3）、臭氧的作用臭氧可用于漂白和消毒有些染料受到臭氧的强烈氧化作用会褪色；臭氧还可以杀死许多细菌，故它是一种很好的脱色剂和消毒剂。注意：臭氧的漂白和消毒同氯水(HClO)相似，不同于活性炭和二氧化硫的漂白。臭氧的生理作用空气中的微量臭氧能刺激中枢神经，加速血液循环，令人产生爽快和振奋的感觉。但当空气中臭氧的含量超过105(体积分数)时，就会对人体，动植物造成危害。注意：高压电机和复印机在工作时，会产生臭氧，因此，这些地方要保持通风。臭氧层对人类和生物的保护作用自然界中的臭氧有90集中在距地面15km50km的大气气流层中，也就是人们常说的臭氧层，它可以吸收来自太阳的大部分紫外线，因此，臭氧层可称是人类和其它生物的保护伞。因此，我们务必保护好臭氧层，保护生态环境。近年来，臭氧已逐渐进入人们的日常生活，例如：将其通入水中，有很强的杀菌、洗涤效果，还有很强的漂白性，对清除蔬菜、瓜果上的残留农药效果极佳。房间里装上一台臭氧发生器，可使室内空气清新，令人振奋精神。疑点点拨同素异形体和同位素的比较通过O2和O3的学习过程，要形成同素形体概念，并进行同位素与同素异形体概念比较。同素异形体：由同种元素形成的不同性质的单质。如：金刚石、石墨和C60；O2和O3；红磷和白磷等。 同位素同素异形体概念对象微观原子宏观单质概念内涵质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子同种元素构成的，不同性质的单质化学性质几乎完全相同相似、有一定的差异相互转化化学变化中彼此不能转变化学反应中可互相转变过氧化氢1、过氧化氢的分子式H2O2，电子式 ，结构式HOOH，在该分子中是H是十1价，氧是 价。其中1价的氧不稳定，即有氧化性又有还原性。2、过氧化氢的物理性质：无色粘稠液体，它的水溶液俗称双氧水。3、过氧化氢的化学性质不稳定性见光或受热时，H2O2会分解： MnO2催化H2O2的分解： （可用于实验室制取少量氧气）双氧水由于能够分解产生O2具有强氧化性，能使有机色质褪色，所以具有漂白性。强氧化性当H2O2遇到还原剂时，表现出氧化性。如弱还原性当H2O2遇到较强的氧化剂时，表现出还原性。如 H2O2作还原剂，其氧化物为O2。极弱的酸性，为二元弱酸，可以部分电离。 4、过氧化氢的用途用3稀双氧水作为消毒杀菌剂。工业上用10的双氧水作漂白剂。H2O2可作火箭的燃料。H2O2无论作氧化剂还是作还原剂，都不会给溶液增加杂质粒子。案例分析 例1下列关于氧族元素的叙述不正确的是（ ）A氢化物的还原性依次增强B单质的非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强C单质的密度逐渐增大D氢化物的水溶液酸性逐渐减弱解析：氧族元素（氧除外）与卤族元素的递变性有些类似。从氧原子到碲原子，最外层均是6个电子，但电子层数逐渐增大，原子核对核外电子的吸引依次减弱，得电子能力渐弱，失电子的能力渐强，因而金属性渐强，非金属性渐弱，故B叙述正确；对于氧族元素的阴离子，其失电子的能力渐强，所以气态氢化物还原性逐渐增强。氧族单质的密度逐渐增大。由上所述，只有选项D的说法不正确。答案：D。 例2下列排序不正确的是A单质的熔沸点O2SSeTeB离子半径O2-S2-Se2-Te2-C酸性H2TeO4H2SO4D氢化物的稳定性H2OH2SH2SeH2Te解析：本题考查了氧族元素性质的递变规律。氧族元素随核电荷数递增，单质熔沸点依次升高，原子、离子半径逐渐增大，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，氢化物的稳定性逐渐减弱。所以答案为D。例3碲是原子序数最大的氧族元素，推测碲及碲的化合物最不可能具有的性质是（ ）A碲与氢气通常不能化合B碲是能导电的固体C碲的氧化物的水化物至少有两种D碲的氢化物很稳定解析：本题是对氧族元素性质递变规律的检测。根据从氧到碲性质的递变性，单质与H2化合越来越困难，单质的熔沸点依次升高，导电性逐渐增强，氢化物的稳定性越来越差等不难推出：碲通常不能与H2直接化合；碲的熔沸点高，常温下是固体，且能导电；碲的氢化物很不稳定。另外根据氧族元素性质的相似性，可知碲有4，6价，碲的氧化物对应的水化物有H2TeO3和H2TeO4。综上所述，选择答案为D。例4. 臭氧是略带腥味的淡蓝色气体，它具有比氧气更强的氧化性。已知臭氧能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，反应中有氧气生成，则反应的化学方程式是_，反应中氧化产物是_，还原产物是_。解析: 据题意很容易得出 ，那么与K+结合的阴离子是什么?这是突破难点的关键。挖掘题目的隐含条件，抓住“湿”字这个突破口，就知反应物中还有水。再根据质量守恒定律和题目要求，不难推知与K+结合的阴离子是OH，因而反应的化学方程式为：O3十2KI十H2OO2十I2十2KOH 。还原产物的判断是另一难点。O3和O2中氧元素的化合价都是0，价态无变化；O3中另一个O原子与水生成了OH，价态降低，因此KOH是还原产物。答案: O3十2KI十H2OO2十I2十2KOH；氧化产物是I2，还原产物是KOH。例6. 分析比较硫、氯、氧的原子结构，并通过硫、氯气、氧气分别与氢气化合的条件和它们氢化物的稳定性，说明硫的非金属性比氯、氧弱。解析: 硫和氯原子的核外都有三个电子层，但硫原子的核电荷数比氯原子少一，使得硫原子核吸引最外层电子的能力比氯弱。因此硫的非金属性比氯弱。硫和氧原子最外层都有6个电子，但硫原子比氧原子多一个电子层，硫的原子半径大于氧。因而硫原子核吸引员外层电子的能力比氧弱，从而使硫的非金属性比氧弱。答案:氯气跟氢气混合经强光照射即可发生爆炸，氧气跟氢气混合点燃即发生燃炸，且生成物(HCl和H2O)都很稳定，在1000以上也只有部分分解。硫与氢气反应须在将硫加热成蒸气的情况下才能进行，且生成的H2S在300左右就会分解。由此可知H2S不如HCl、H2O稳定。电于元素的非金属性越强，与氢气越容易化合，其气态氢化物也越稳定。所以由硫、氯气、氧气与氢气化合的难易和H2S、HCl、H2O的稳定程度，都可以得出硫的非金属性比氧、氯弱的结论。亲身体验同步演练学会适应1不能说明氧族元素非金属性强弱关系的是A熔、沸点的高、低，密度的大、小 B与氢气反应的难、易程度C气态氢化物的稳定性 D最高价氧化物对应水化物的酸性强弱2下列有关臭氧的说法错误的是A它与氧气是氧的同素异形体 B具有强氧化性可做脱色剂、消毒剂C可在高压放电条件下由氧气制备D臭氧层中含有大量臭氧，可以吸收紫外线，是人类和生物的保护伞3下列物质不能直接化合得到的是AH2O BH2S CH2Se DH2Te41mol铁被氯气氧化比被硫氧化而失去的电子数目A相等，都是36.021023个 B多26.021023个C少6.021023个 D多6.021023个5在下列叙述中，不符合氧族元素随核电荷数的增加而引起的性质递变规律的是A它们单质的熔、沸点逐渐升高B它们的密度逐渐变大C它们的非金属性逐渐增强D它们的金属性逐渐增强6钋元素是核电荷数最大的氧族元素，推测钋及钋的化合物最不可能存在的性质是A钋是能导电的固体B钋与氢气不可能直接化合C钋的氧化物的水化物至少有两种D钋的氢化物很稳定7下列有关过氧化氢的说明不正确的是AH2O2分不含极性键 BH2O2具有弱酸性CH2O2既具有氧化性，又具有还原性 DH2O2易分解生成H2和O28含有硒的保健品已开始进入市场。已知硒元素与钾元素同周期，则下列有关硒的叙述不正确的是A原子序数为24B气态氢化物H2SeC非金属性比溴弱 D最高价含氧酸为H2SeO4学会选择9吸进人体内的O2，有2%转化为氧化性极强的活性氧副产物，如等，这些活性氧能加速人体衰老，被称为“生命杀手”。中国科学家尝试用含硒化合物Na2SeO3清除人体内的活性氧。在消除活性氧时，Na2SeO3的作用是A还原剂 B氧化剂 C既是氧化剂，又是还原剂 D以上均不是10将11.2 g铁粉和6.4 g硫粉混合加热，完全反应后，使反应后的固体物质与足量稀H2SO4反应，可以得到标准状况下的气体A0.56 L B11.2 L C4.48 L D5.6 L根据以上叙述，回答11、12小题。1995年诺贝尔化学奖授予致力于研臭氧层被破坏问题的三位环境化学家。大气中的臭氧层可滤除大量的紫外线，保护地球上生物。氟里昂(如CCl2F2)可在光的作用下分解，产生Cl原子，C1原子会对臭氧层产生长久的破坏作用(臭氧的分子式为O3)。有关反应为 总反应： 11在上述臭氧变成氧气的反应过程中，Cl是 ( )(A)反应物 (B)生成物(C)中间产物 (D)催化剂(2)O3和O2是 ( )(A)同分异构体 (B)同系物(C)氧的同素异形体(D)氧的同位素13去年10月13日有关媒体报道天津巨能化学有限公司生产的巨能钙含有双氧水，经农业部产品质量监督检验测试中心检测，部分送检品种不同程度地含双氧水。双氧水属于危险化学品及有毒有害物质，以前也曾作为漂白剂、杀菌剂、防腐剂广泛用于食品中。下列有关H2O2的叙述中正确的是（ ）AH2O2是二元弱酸，将H2O2溶液滴入含有酚酞的NaOH溶液中，红色消失，一定是因为发生了酸碱中和反应BH2O2分子中含有非极性键，因此H2O2是非极性分子CH2O2的自然分解过程非常缓慢，一般不易察觉，但正因为如此，一般药用的双氧水在贮存期间也会逐渐失效D人体中含有过氧化氢酶，过氧化氢酶可以使H2O2分解，因此人体即使吸收多量的H2O2也没有关系，可以被过氧化氢酶分解为无毒物质14在常温常压下，有H2S和SO2的混合气体aL，完全反应后，还剩余bL气体，则混合气体中H2S的体积为 aL bL 不能确定A B C D15某种由K2S和Al2S3组成的混合物中，这两种组分的物质的量之比为21，那么含有32g硫元素的该混合物的质量是A35 g B50 g C60 g D74g16在标准状况下750 mL含O3的氧气，其中的O3若完全分解，其体积变为780 mL(标准状况)若将此含有O3的氧气 1L，通入适量的KI溶液中，发生如下反应：2KIO3H2O2KOHI2O2，则析出I2的质量为A0.68 g B0.81g C0.91g D0.21g17将各为28 g的铁粉和硫粉在蒸发皿中混合共热，充分反应后求：(1)生成什么物质？质量是多少g？(2)反应后蒸发皿中的固体物质是否等于56 g？为什么？17(1)硫化亚铁，44g；(2)否，在加热条件下硫粉与空气中的氧气反应，转化为二氧化硫气体，固体质量减少18.臭氧(O3)是一种有点腥气味的淡蓝色气体，它具有比氧气更强的氧化性。臭氧能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，反应中有氧气产生，这个反应的化学方程式是： ，这个反应的氧化产物是，还原产物是。18O3 +2KI十H2O2KOH十I2十O2，I2，KOH学会创新19（8分）在一定条件下RO和S2发生反应的离子方程式如下：RO3S26H=R3S3H2O(1) RO中R元素的化合价是 ，n= 。(2) R元素的最外层电子数是 。 （3）比较S2-和R的还原性强弱： 19、（1）+5，1 （2）7 （3）S2-R-20. 油画所用颜料含有某种白色铅化合物，将油画置于空气中，天长日久白色铅化合物就会生成黑色PbS，从而使油画的色彩变暗。若用H2O2来“清洗”则可将PbS变为白色的PbSO4而使油画“复原”。请填空。(1)上述清洗反应的化学方程式为： _。(2)若有0.1molPbS参加反应，则在此反应中发生电子转移的电子为_mol。答案（1） （2） 动手实验探究实验1 将H2O2溶液滴入含有酚酞的NaOH溶液中，红色消失。甲同学认为这是由于H2O2是弱酸，消耗了OH，而使红色褪去。乙同学认为H2O2具有强氧化性，将酚酞氧化，红色消失。试设计一个实验验证甲、乙两位同学的解释。1实验方案：向褪色后的混合溶液中加入NaOH溶液，若混合液变红，则甲同学正确；若混合液不变红，则乙同学正确。2臭氧（O3）能与KI溶液反应，生成氧气等。在反应后的溶液中滴加酚酞变为红色，若滴入淀粉则变为蓝色。为测定环境中空气的臭氧含量，将0、1.01105Pa的空气33.6m3通过KI溶液，使反应完全，在所得溶液中加入0.01mol/L的Na2S2O3溶液60.0mL恰好完全反应，反应为：2Na2S2O3+O2=Na2S4O6+2NaI（1）臭氧通入KI溶液中的化学方程式为_。（2）计算大气中臭氧的体积分数 。2（1）2KIO3H2OO2I22KOH（2）O3I22Na2S2O322.410-3 2x0.016010-3x=6.7210-6O3%= =210-5%课本实验 硫与铜、铁等金属反应 过氧化氢的催化分解 知识拓展1硒和碲硒和碲都是氧族元素中的成员，在自然界中无单独的硒矿和碲矿。通常极少量的硒存在于一些硫化物矿内，在煅烧这些矿时，硒就富集于烟道灰内。碲化物仅作为硫化物矿的次要成分，比硒化物更为罕见。硫酸工业的烟道粉尘和洗涤塔淤泥等，就成为了制取硒和碲的主要原料。硒是一种具有多功能的人体必需微量元素，各种食物中以动物内脏含硒最丰富，其次是鱼类、肉类和蔬菜。硒对肿瘤的发生、发展有一定的阻碍和抑制作用。现在人们已经开发出了一些含硒的保健食