2020高考化学一轮复习 专题14 氧族元素学案（无答案）苏教版

考点14 氧族元素 考纲要求1.能综合运用物质结构理论总结氧族元素的递变性。2.了解单质硫及硫的氧化物、氢化物的性质。考点透视一、氧族元素氧族元素包括：氧(O) 硫(S) 硒 (Se) 碲(Te) 钋(Po)等几种元素。氧族元素性质的相似性和递变性如下：相似性：最外电子层都有6个电子，均能获得2个电子而达到稳定结构。在气态氧化物中均显2价，化学式为H2R。在最高价氧化物中均显+6价，化学式为RO3。最高价氧化物对应水化物的化学式为H2RO4。递变性：O S Se Te 单质熔沸点升高，密度加大，氧化性减弱H2O H2S H2Se H2Te气态氢化物热稳定性减弱，还原性增强，其水溶液酸性增强H2SO4 H2SeO4 H2TeO4最高价含氧酸酸性一般也是减弱（但H2SeO4H2SO4）二、硫 硫在自然界的存在及其物理性质硫主要呈化合态，其游离态主要存在于火山喷口附近，或地壳的岩层里。硫单质在常温下是一种淡黄色的晶体，熔沸点较低，不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2等非极性溶剂。注意：当在溶液中生成硫的沉淀时，开始析出的为乳白色沉淀，随着沉淀量的增加逐渐转变为黄色。硫微溶于酒精，易溶于二硫化碳(CS2)，故洗涤管内壁附着的硫不宜用酒精，而宜用CS2。硫的化学性质硫跟金属的反应硫能跟大多数金属发生反应生成金属硫化物如：S + 2CuCu2S (黑色) 反应需要加热S + Fe FeS (黑色)2Ag + S = Ag2S 反应不需加热就能发生。Hg + S = HgS 用于除去有毒的汞珠。硫跟非金属的反应H2 + S H2S（硫必须加热成蒸气才能与H化合）S + O2 SO2（在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰；在纯氧中剧烈燃烧，发出明亮的紫色火焰）七、臭氧和过氧化氢臭氧物理性质：常温常压下，臭氧是一种有特殊臭味的淡蓝色气体，密度比氧气大，也比氧气易溶于水。熔点251，沸点112.4。化学性质3O22O3 2O3 = 3O2（臭氧不稳定，易分解）臭氧有强氧化性，可氧化Ag、Hg等不活泼金属。用途用于漂白和消毒；臭氧层吸收紫外线等。过氧化氢结构 化学式H2O2结构式HOOH。物理性质 H2O2是一种无色粘稠液体，它的水溶液俗称双氧水，呈弱酸性。化学性质氧化性：H2O2 + H2S = S+ 2H2O还原性：2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2+8H2O氧化性和还原性： 2H2O2 2H2O + O2（可用于实验室制取O2）用途：3%的双氧水可作为消毒杀菌剂，10%的双氧水可用于工业上漂白毛、丝等。难点释疑一、氧族元素与卤素的比较相同点：1、都与金属、（除Te例外）。2、气态氢化物水溶液均呈酸性。3、氧化物均呈酸酐（O、F例外）不同点：1、与金属、H2化合，卤素在化合物中显-1价，氧族元素显-2价。2、难，生成气态氢化物的水溶液均为弱酸（除O例外）卤族元素与H2化合较易，生成气态氢化物水溶液（除F）均为强酸。3、氧族元素比卤族元素的非金属性弱。二、金属硫化物1、大多数金属硫化物为黑色固体且不溶于水，只有碱金属硫化物和硫化铵易溶于水，部分金属硫化物的溶解性表如下：2、Al2O3、MgS在水溶液中水解，必须在干燥条件下制取。三、O2的结构、性质和置备1、分子结构O2分子在空间的结构为直线型，由于原子之间通过非极性键结合，共用两对电子，所以氧分子是非极性分子2、物理性质：无色无味难溶于水的气体，密度比空气大。3、化学性质与金属反应(Na、Mg、A1、Fe、Cu)与非金属反应(C、S、P、Si、H2)与化合物的反应(CH4、CO、H2S、Na202)FeO、Fe(0H)2、S02、Na2S03等)Mn024、实验室制法：（1）2KCl03=2KCl+302Mn02 2KMn04= K2Mn04+Mn02+022H2O2=2H2O+O2（2）实验步骤(验密、装料、固定、加热、集气、撤管、灭灯)（3）装置：与实验室制取甲烷、氨气的装置相同或与制取氢气类似。（4）工业制法：低温加压使空气液化，再蒸发，N2先蒸发，余下的为液态氧，贮存于蓝色钢瓶中。5、实验点评 按高考要求考生应掌握10种气体(H2、02、C12、C02、S02、NO、N02、NH3、C2H4、C2H2等)的实验室制法，包括制取气体所用的试剂、反应原理和发生装置。其中气体发生装置是根据反应物状态(固态或液态)及反应条件(加热还是不加热)来选择的。(1)气体制取装置分为三类，见图(1)所示。图（1） 固+固气，按图丙，可制取02、NH3等。 固+液气，可选用图乙或丁。图乙可制取H2、C02、N02、C2H2等，图丁只可制取H2、C02(要注意启普发生器使用的三个条件)。 固(或液)+液气，可选用图甲。可制取Cl2、S02、NO、C2H2等气体。图（2）（2）气体收集的三种方法，如图(2)所示。（3）常见的气体净化装置有三种，如图(3)所示。 图（3）装置甲是洗气瓶，选择的除杂试剂是液态。如H2中的HCl用NaOH溶液除去，CO2中的SO2用饱和NaHC03溶液除去，C12中的HCl用饱和食盐水除去，S02中的S03用饱和NaHS03或H2S04除去。 装置乙是干燥管。选择的除杂试剂是固态的。如H2中的水蒸气可用无水CaCl2，除去，CO中的C02可用碱石灰除去。注意气体流入方向：“宽进窄出”。 装置丙是硬质玻璃管，选择的试剂是固体，需加热时采有此装置。如C02中的CO用灼热的CuO除去，空气中的02用灼热的铜粉除去。 (4)尾气处理装置有三种，如图(4)所示。 图（4） 甲是易溶于水的气体的吸收装置。如用水吸收HCI、NH3，用NaOH溶液吸收HCI，用氨水吸收S02等。 乙是能溶于溶液的气体的吸收装置或有毒气体的尾气处理装置。如用NaOH溶液吸收C12等。 丙是在空气中点燃CO的方法处理，防止污染大气。命题趋势本节主要内容是氧族元素和、臭氧、过氧化氢的性质，命题主要以选择题形式考查氧族元素递变规律；以选择题形式考查臭氧和过氧化氢的性质。硫是一种重要的非金属元素，硫及其化合物问的转化关系复杂，与其它各族元素以及氧化还原反应等理论知识联系密切，利用这一交叉点编制一定难度的试题，来考查学生能力是本章的重要热点。典型例析【例1】下列有关氧族元素性质递变性正确的是（ ）A氧族元素都能直接跟氢气化合，生成气态氢化物B最高价氧化物的水化物的酸性随氧族元素的核电荷数的增加逐渐减弱C氧族元素固体单质都不导电D氧族元素中氧的非金属性最强【解析】 氧族元素q-氧、硫是典型的非金属元素，硒、碲虽是非金属，但也具有金属的某些性质。氧族元素单质与氢气化合能力逐渐减弱，氧气与氢气点燃就直接化合，硫与氢气在高温下化合硒与氢气的化合温度则更高些，碲与氢气一般不能直接化合。氧族元素的单质中氧气和硫不能导电，硒是半导体，而碲能导电。氧族元素最高价氧化物的水化物中，由于硒酸较为特殊，其酸性不仅比碲酸要强得多，而且比H2S04还要强些，因此氧族元素最高氧化物的水化物的酸性变化的趋势不是逐渐减弱。【答案】 D【例2】工业上从含硒废料提炼硒的一种方法是用硝酸钠与硫酸处理废料，得到亚硒酸和少量硒酸，再加盐酸共热，则硒酸转化为亚硒酸，反应是：2HCl + H2SeO4 = H2SeO3 + Cl2 + H2O再将二氧化硫通入亚硒酸溶液中出现单质硒的沉淀。有关结论正确的是（ ）A. H2SeO4的氧化性比氯气强 B.二氧化硒的还原性比二氧化硫强C.析出1 mol硒要用H2SeO3、SO2各1 mol D. H2SeO3的氧化性比H2SeO4强【解析】由题给反应：2HCl + H2SeO4 = H2SeO3 + Cl2 + H2O可知：H2SeO4氧化性很强才能将HCl氧化为氯气，H2SeO4氧化性比氯气强。从SO2将H2SeO3还原为硒单质(Se)可知：SO2中+4价硫还原性强于+4价硒。由H2SeO3 + 2SO2 + H2O = 2H2SeO4 + Se可知：生成1 mol Se需SO2 2 mol。根据H2SeO3其氧化性比H2SeO4氧化性弱的规律迁移可知：H2SeO3氧化性比H2SeO4弱。【答案】A【例3】如右图装配好装置，待内外空气压强不变时标注出水银液面的刻度(用红漆)。取下橡皮塞，在玻璃燃烧匙中加入硫粉，用酒精灯点燃迅速移入锥形瓶中并塞紧橡皮塞。硫粉安静地燃烧，水银柱推向左管，当火焰熄灭后静置，水银柱又慢慢回到原先标定的刻度。简要回答下列问题：水银柱推向左管说明 。硫粉末燃尽时火焰就熄灭了，说明 。根据水银柱最后又回到原先标定的刻度，可得到的结论是 。根据反应方程式S + O2 = SO2 和上述结论又可推导出(或证明) 。点燃【解析】此题的反应原理为S + O2 = SO2 ，是气体物质的量不变的反应，即消耗1 mol O2会生成1 mol SO2，而水银柱为何推向左管呢，只能从温度升高，气体膨胀来解释。 【答案】该反应是放热反应；气体受热膨胀 瓶内氧气已耗尽同温、同压下，反应消耗的氧气与生成的SO2体积相同 压强相同 物质的量相同 同温、同压下，相同体积的气体含有相同的分子数。【例4】冰箱致冷剂氟氯甲烷在高空中受紫外线辐射产生Cl原子，并进行下列反应：Cl + O3 ClO + O2 , ClO + O Cl +O2。 下列说法正确的是（ ）A.反应过程中将O3转变为O2 B.Cl原子是总反应的催化剂C.氟氯甲烷是总反应的催化剂 D.Cl原子反复起分解O3的作用【解析】分析给予信息知总反应为O3 + O = 2O2，氯原子参与反应，但反应前后的质量不变，说明Cl原子起催化剂的作用(ClO是中间产物)，反应的结果将O3转变为O2。【答案】C【例5】过氧化氢的沸点比水高，但受热容易分解。某试剂厂先制得7%8%的过氧化氢溶液，再浓缩成30%溶液时，可采用的适宜方法是（ ）A.常压蒸馏 B.减压蒸馏 C.加生石灰常压蒸馏 D.加压蒸馏液态物质的沸点与压强有关，减小压强，能降低其沸点，这样就能在温度不高的情况下使水蒸发而H2O2又不会分解。【答案】B【例6】臭氧可使湿润的KI淀粉试纸变蓝，反应为：KI+03+H20KOH+I2+02(未配平)。下列结论正确的是 ( )AO3在反应中被氧化成O2B03的氧化能力大于02C1 molO3反应中得到2mol电子D反应中氧化产物O2与还原产物I2的物质的量之比为1：1【解析】 反应配平后为：2KI+03+H20一2KOH+I2+02显然氧化产物为I2，还原产物为KOH(一部分没有发生氧化还原反应生成02)，AD错；02不是氧化产物，从方程式也不能判断出03氧化能力大于02；2I-一2eI2，C对。【答案】 C过关检测1.水资源非常重要，联合国确定2020年为国际淡水年。下列关于水的说法中错误的是（ ）A.蒸馏法是海水淡化的方法之一B.淡水的密度小于海水的密度C.融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少D.0以上，温度越高，水的密度越小2.水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165K时形成的，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述正确的是（ ）A.水由液态变为玻璃态，体积缩小B.水由液态变为玻璃态，体积膨胀C.玻璃态是水的一种特殊状态D.玻璃态水是分子晶体3.下列关于氧族元素的叙述正确的是（ ）A.氧族元素都能直接跟氢气化合，生成气态氢化物B.最高氧化物的水化物的酸性随氧族元素核电荷数的增加逐渐减弱C.氧族元素固体单质都不导电D.氧族元素中氧的非金属性最强4.碲元素及其化合物不可能具有的性质是（ ）A.碲的化合物有2、+4、+6价B.碲的氧化物有TeO2和TeO3C.碲能与氢气直接化合，且H2Te比H2Se稳定D.单质碲为银白色、导电性比硒强的固体5硫的非金属性不如氧强，但下列叙述中不能说明这一事实的是（ ）A.S + O2 SO2，O2是氧化剂，S是还原剂B.硫是淡黄色固体，氧气是无色气体C.H2SH2 + S，2H2O 2H2+ O2D.氢硫酸放置在空气中易变浑浊6打雷放电时，空气中有极少量氧气会转化成臭氧(3O2=2O3)，下列有关说法正确的（ ）A.该变化属物理变化 B.O2与O3是同位素C.O2与O3是不同物质 D.O2与O3的性质完全相同7过氧化氢不稳定且易分解，常用作氧化剂、漂白剂和消毒剂。为贮存、运输和使用方便，工业上常将过氧化氢转化为固态的过碳酸钠晶体(其化学式为2Na2C033H202)，该晶体具有Na2C03和过氧化氢的双重性质。下列物质不会使过碳酸钠晶体失效的是 ( )AMn02 BHIC稀盐酸 DNaHC038晨，松树林中的空气格外清新，是因为有极少量的氧气能够变成臭氧(03)，反应的化学方程式为：302=2O3下列说法正确的是( ) A这是一个化合反应 B产生的臭氧可以填充“臭氧空洞” C这是一个氧化还原反应 D产生的臭氧与氧气是氧的同素异形体9下列关于氧族元素的叙述正确的是 ( ) A氧族元素均能直接与H2化合，生成气态氢化物 B最高价氧化物的水化物的酸性随核电荷数的增加逐渐减弱 C氧族元素的固体单质均不导电 D氧族元素中氧的非金属性最强10.钋元素是核电荷数最大的氧族元素，推断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11能说明氧的非金属性比硫强的事实是 ( ) A氧的单质是无色气体，而硫的单质是淡黄色固体 B氧的氢化物在通常状况下为液态，而硫的氢化物为气态 C氢硫酸溶液在空气中放置会变混浊 D在SO2分子中S呈现正价，O呈现负价12下列关于氧族元素的叙述不正确的是 ( ) A随着原子序数递增单质熔点升高 B都能形成+4和+6价化合物 C能跟大多数金属直接化合 D都能跟氢气直接化合形成氢化物13若发现了116号元素，并得知它是氧族元素，则下列叙述中错误的是 ( ) A其钠盐化学式为Na2X B其最高价氧化物的水化物是强酸 CX是金属元素 DX单质是能导电的固体14在人体所需的十多种微量元素中，有一种称为“生命元素”的R元素，对延长人类寿命起着重要的作用。已知R元素的原子有四个电子层，其最高价氧化物分子式为R03，则R元素的名称为 ( ) A硫 B砷 C硒 D硅15工业上从含硒废料提炼硒的一种方法是用硝酸钠与硫酸处理废料，得到亚硒酸和少量硒酸，再加盐酸共热，则硒酸转化为亚硒酸反应是：再将二氧化硫通入亚硒酸溶液中出现单质硒的沉淀。有关结沦正确的是 ( ) AH2SeO4的氧化性比氯气强 B二氧化硒的还原性比二氧化硫强 C析出lmol硒要用H2Se03、S02各1 mol DH2SeO3的氧化性比H2SeO4强16.氧化氢(H2O2)俗名双氧水，医疗上可作外科消毒剂向含有酚酞的NaOH溶液中滴加双氧水，溶液由红色褪至无色，主要原因是双氧水具有 性。将双氧水加入经酸化的高锰酸钾溶液中，溶液的紫色红色消褪了，此时双氧水表现出 性，反应的离子方程式 。久置的油画，白色部位(PbSO4)将会变黑(PbS)。双氧水揩擦后又恢复原貌。有关反应的化学方程式为 。17知硫和氧同族，性质相似，请用化学方程式解释下列实验现象。CS2和Na2S水溶液一起振荡，水溶液由无色变有色 。P2S2溶于K2S水溶液中 。Na2S2溶液中加稀HCl产生浅黄色沉淀 。18无色气体A可能含有SO2、CO2、HI、HCl气体中的一种或几种。将此气体A通入氯水中后溶液无色透明，将得到的溶液分为两等份。其中一份取出少量在试管中加入用盐酸酸化的氯化钡溶液，出现白色沉淀。另一份取出少量在另一试管内用硝酸化的硝酸银溶液处理，也得到白色沉淀。试回答：气体A中肯定含有的气体是 ，理由是 。气体A中肯定不存在的气体是 ，理由是 。气体A中不能肯定或否定的气体是 ，要确定是否含有该气体应采用的实验方法是： 。19证明铁和硫反应产物中铁的化合价，下面是某同学设计的实验过程的一部分：请回答以下问题：混合粉末A中硫粉过量的原因是 。反应在“惰气环境”中进行的原因是 。操作是用烧热的玻璃棒点触混合粉末，反应即可持续进行，说明 。操作的作用是 ，反应方程式是 ，也可改用 。操作稀H2SO4煮沸的目的是 。为证明产物中铁的价态，对D溶液的实验操作最好是 。20在“空气中氧气含量的测定”实验探究中，甲生