人教版高中化学第一册必修氧族元素2

氧族元素
一、考点：
1.以硫元素为代表，了解氧族元素的单质、氢化物及其氧化物的重要性质；理解氧族元素的性质递变规律；
2.了解硫的氧化物对环境的污染及环境保护的意义；
3.掌握工业上接触法制硫酸的反应原理及有关的多步反应的计算；
4.了解硫酸的性质、用途及硫酸根离子的检验；了解几种常见的硫酸盐。

5.掌握离子反应、离子反应发生的条件及离子方程式的书写。

二、知识结构：
一、硫
1、 游离态——自然界存在于火山喷口、地壳岩层。

人类在远古时代发现并使用硫。

存在
化合态——存在形式有：FeS 2（非盐）、CuFeS 2（复盐）、石膏、芒硝、煤和石油 中含少量硫——污染大气物主要来源。

2、物理性质：硫有多种同素异开体。

如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。

不同温度硫分子含硫原子数不同、常温是S 8、高温蒸气主要是S 2。

常温为淡黄色晶体（淡黄色固体有：Na 2O 2、AgBr 、黄铁矿、T 、N 、T 等）。

注意：①在溶液中通过化学反应生成少量硫时，有时称乳白色。

②硫的溶解性：不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS 2。

因此用物理方法洗去试管壁上的硫，只能用CS 2作溶剂。

3、化学性质——硫原子最外层6个电子，较易得电子，表现较强的氧化性。

（1）与金属反应 Na+S ——Na 2S （剧烈反应并发生爆炸） （Na+S ——Na 2S x ）
Al+S △ Al 2S 2（制取Al 2S 3的唯一途径） Fe+S △ FeS （黑色）
思考：①21g 铁粉跟8g 硫粉混合加热，冷却后将所得固体溶于足量盐酸，在标准状况下可得气体多少升？
（据Fe ～FeS ～H 2S ↑可知，不论谁过量，有1molFe ，必须生成1mol 气体，则所得气 Fe ～H 2↑ 体体积为：
L mol L mol
g g
4.8/.4.22/5621=⨯）
②若为21g 硫粉和8g 铁粉混合，在空气中加热，冷却后，所得固体质量为多少克？ （解：Fe + S △ FeS
56g 32g 8g 21g
则硫过量，但由于在空气中加热，过量的硫与O 2反应生成了SO 2气体，因此，所得固体只能为FeS 。

其质量为：
g mol g mol g g 7
88
/88/568=⨯）
2Cu + S △ Cu 2S （黑色）
思考：①进行该实验时，将硫固体加热熔化至变成蒸气，再将光亮的铜丝放入硫蒸气中发生反应。

实验时间较长，能否改成将铜丝加热后插入硫粉中？
（不能，若将铜丝在酒精灯上加热，Cu+O 2 △ CuO （黑色），铜转化为氧化铜，反应将不再发生）
②对铜，铁与硫的反应产物进行分析，硫与Cl 2的氧化性哪个更强？理由是什么？ （氯气更强，因为S 只将铜，铁氧化到低价，而氯气则将它们氧化到高价） （2）与非金属的反应 S+O 2 点燃 SO 2
思考：已知2SO 2+O 2 2SO 3+Q （Q>0）反应温度对SO 3的产率影响更大。

硫在空气中和纯氧中燃烧，均能产生少量SO 3，问在空气中或纯氧中燃烧哪个产生更多的SO 3？为什么？ （空气中。

因为纯氧中燃烧，尽管O 2浓度大，但产生的热量更多，而在空气中燃烧，速率较小，产生的热量能及时分散到空气中） S+H 2 H 2S （说明硫化氢不稳定） （3）与化合物的反应
S+6HNO 3（浓） △ H 2SO 4+6NO 2↑+2H 2O S+2H 2SO 4（浓） △ 2SO 2↑+2H 2O S+NaOH △ Na 2S+Na 2SO 3+H 2O
思考：由硫能溶于热碱溶液可知，用热碱溶液可洗去试管壁上的硫，实验室为何常用热Ca (OH)2溶液而不用热NaOH 溶液除去试管内的硫？（因NaOH 碱性强，腐蚀玻璃）
S + Na 2S = Na 2S x
S + Na 2SO 3 △ Na 2S 2O 3
例1、硫与热强碱溶液可生成S 2-和SO 32-；生成物继续与硫作用得S z 2-和S 2O 32-。

过滤后除去过量硫，向滤液中加入一定量的强碱后，再适入足量的SO 2，SO 2与S z 2-也完全转化为S 2O 32-。

问：
（1） S+SO 2+OH -完全转化为S 2O 32-的离子方程式____________________ （2） amolS 最终转化为Na 2S 2O 3，需SO 2、NaOH 的物质的量分别为________ （3） 若amolS 最终转化为Na 2S z 耗原热碱溶液6molNaOH ，则Na 2S x 中x 值为 _________。

解析：3S+6OH - △ 2S 2-+SO 32-+3H 2O …………① S 2-+（x+1）S S x 2- ………………② SO 32-+S △ S 2O 32- ……………………③
由①②③迭加得：（2x+2）S+6OH - = 2S x 2-+S 2O 32-+3H 2O …………④ SO 2+S x 2-+OH -——S 2O 32-+H 2O ………………⑤ 由④⑤迭加得：S+SO 2+2OH -=S 2O 32-+H 2O …………………………⑥
答：第（1）问时，实质不必要这么繁的过程，因S x 2-、SO 32-均为中间产物，只要抓住反应物为S 和SO 2及OH -，生成物为S 2O 32-和水即可得反应⑥。

由⑥式可知每有1mol 硫需1molSO 2和2molOH -，则SO 2和OH -分别为a 、2amol 。

（2）由④式可知6622=+a x x=12
-a
例2、工业上将硫黄混入Na 2SO 3溶液中共热至沸可制取Na 2S 2O 3。

制备Na 2S 2O 3的另一种方法是把SO 2通入Na 2S 和Na 2CO 3的混合液中，在反应过程中，先生成黄色沉淀，其量逐渐增多，然后又逐渐减少。

当形成无色透明溶液时，反应完成： （1） 写出用上述反应制备Na 2S 2O 3的化学方程式
①_________________________ ②____________________ ③_________________________ ④Na 2SO 3+S △ Na 2S 2O 3 （2） 原料中Na 2CO 3、Na 2S 、SO 2的物质的量比最佳是___________________。

（3） 若SO 2过量，则又会有黄色沉淀出现，其原因是（用离子方程式表示）
______________。

解析：由于SO 2溶于水生成H 2SO 3，而H 2SO 3是中强酸，其酸性比H 3PO 4还要强。

则 （1）①SO 2+H 2O+Na 2S= Na 2SO 3+H 2S
②SO 2+Na 2CO 3= Na 2CO 3+CO 2 ③SO 2+2H 2S= 3S ↓+2H 2O
（2）要求三种物质的最佳配比，必须牢牢抓住关键的反应式④，其反应物为S 和
Na 2SO 3，S 由反应③生成，Na 2SO 3由反应①②形成，由反应③可知每生成3molS 需2molH 2S 和1molSO 2，则反应④可改为3Na 2SO 3+3S=3Na 2S 2O 3，而生成2molH 2S 则需2molNa 2S 和2molSO 2，同时生成2mol Na 2SO 3，现还差1mol Na 2SO 3，由反应②提供。

则Na 2CO 3、Na 2S 、SO 2的最佳物质的量比为1:2:4。

（3）若SO 2过量，又生成3H 2SO 3，H 2SO 3+S 2O 32-⇒H 2S 2O 3+SO 32-，H 2S 2O 3极不稳定，H 2S 2O 3→H 2-O+S+SO 2，SO 2与SO 32-又能继续转化为HSO 3-，因此，该反应的离子方程式为：
SO
2+H
2
O+S
2
O
3
2-=S↓+2HSO
3
-
S + 3C +2KNO
3点燃 K
2
S+N
2
↑+3CO
2
（黑火药爆炸）
橡胶的硫化（化学变化，将橡胶从线型结构转化为体型网状结构，增强橡胶的强度和弹性）
随堂练习
一、选择题(每小题有1—2个选项符合题意)
1．关于氧族元素性质的叙述错误的是（）A．随着核电荷数的增加，氧、硫、硒、碲元素的金属性逐渐增强
B．H
2SO
4
的酸性比H
2
Te0
4
的强
C．H2S的还原性比HeSe强
D．在OF
2
中，氧元素显-2价，氟元素显+1价
2．下列物质中，酸性最弱的是（）
A．HClO
4B．H
2
SO
4
C H
2
TeO
4
D． HeSeO
4
3．不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的事实是（）
A．Cl
2能与H
2
S溶液发生置换反应
B．受热时H2S能分解，HCl则不能
C．单质硫可在空气中燃烧，C1
2
不能
D．溶于水时HCl是强酸，H
2
S是弱酸
4．能够导电的非金属是（）A．铝B．石墨C．金刚石D．碲
5．下列关于臭氧性质的叙述中不正确的是（）A．臭氧比氧气的氧化性更强，常温下能将Ag、Hg等较不活泼的金属氧化
B．臭氧可以杀死许多细菌，是一种良好的消毒剂
C．臭氧和活性炭一样，能够吸附有机色素，是一种很好的脱色剂
D．臭氧和氧气一定条件下可以相互转化
6．在氧、硫、硒、碲四种元素中，下列叙述不正确的是（）A．H2Te还原性最弱D．单质碲的密度最大
C．硒是半导体材料D．H
2SO
4
的酸性最强
7．标准状况下，在臭氧发生器中装入100mL氧气，最后的体积变为95mL(标准状况)。

则最终状况时混合气体的密度是（）
A．1.3g／L B．1.5g／L C．1.7g／L D．1.9g／L
二、填空题
8．硫通常是一种淡黄色晶体。

有橙色、无色、红棕色三种颜色的硫蒸气，它们都是硫的单质，但每个分子中硫原子的个数不同，可用Sx表示。

对三种蒸气测定结果是：①橙色蒸气密度折算到标准状况后是11.34g／L，则它的化学式是__________；②红棕色蒸气的质量是相同状况时同体积空气的6.62倍，则它的化学式是_________；③五色蒸气对氢气的相对密度是64，则它的化学式是__________。

此事实说明，硫有_____________________. 9．1995年诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧层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，保护地球上的生物。

氟利昂(如CCl
2F
2
)可在光的作用下分解产
生Cl原子，口原子会对臭氧层产生长久的破坏作用。

有关反应为：
O 3 =O
2
+O
Cl+0
3=C1O+O
2
ClO+O=Cl+O
2
(1)上述变化的总反应式______________________________
(2)在上述变化中，Cl原子的作用是（）
A．反应物B．生成物
C．中间产物D．催化剂
(3)若上述变化过程中，物质得到氧是被氧化，失去氧
是被还原，则O
3、O
2
、ClO、Cl氧化能力由大到小的
排列顺序是____________________。