高考化学一轮复习 专题十八 氧、硫及其化合物和环境保护 考点一 氧、硫及其化合物教学案
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专题十八 氧、硫及其化合物和环境保护
考纲展示 命题探究
考点一 氧、硫及其化合物
1 氧元素的单质及化合物性质 (1)O 3
①组成:臭氧的分子式为O 3,与O 2互为同素异形体。
②产生方式:在放电条件下空气中的O 2可以转化为O 3,反应的化学方程式为3O 2=====放电
2O 3。 ③物理性质:常温常压下,O 3是一种有特殊臭味的淡蓝色气体,它的密度比O 2大。 ④化学性质
a .不稳定性:O 3不稳定,容易分解,反应的化学方程式为2O 3===3O 2。
b .强氧化性:O 3容易使湿润的KI -淀粉试纸变蓝,反应的化学方程式为O 3+2KI +H 2O===2KOH +I 2+O 2。
c .漂白和消毒:有些染料受到臭氧的强烈氧化会褪色,臭氧还可以杀死许多细菌,因此臭氧是一种很好的脱色剂和消毒剂。
⑤臭氧层
能吸收来自太阳的大部分紫外线,是人类和其他生物的保护伞。氟氯代烷是破坏臭氧层的“元凶”。
(2)过氧化氢 ①结构
化学式:H 2O 2,电子式:H ··O
······O ··
··
··H ,
结构式:H —O —O —H ,H 、O 原子个数比为1∶1,是既含极性键又含非极性键的共价化合物。
②化学性质
a .不稳定性:加热、加催化剂都能使分解加快。
2H 2O 2=====MnO 2
2H 2O +O 2↑
b .弱酸性:相当于二元弱酸。 H 2O 2
H +
+HO -
2,HO -
2
H ++O 2-
2。
c.强氧化性
ⅰ.用10%的双氧水漂白羽毛及丝织品;
ⅱ.氧化Fe2+、SO2-3等还原性物质:
H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O,
H2O2+SO2-3===SO2-4+H2O;
ⅲ.使湿润的淀粉KI试纸变蓝:
H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O。
d.弱还原性:遇强氧化剂时作还原剂。
2KMnO4+5H2O2+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O。
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(1)在MnO2或FeCl3催化下,H2O2分解加快,常用于实验室制O2。
(2)H2O2中O的化合价为-1,处于氧元素的中间价态,因而既有氧化性,又有还原性,但以氧化性为主。
(3)H2O2常用于杀菌消毒、漂白,是H2O2的氧化性所致。
(4)H2O2体现氧化性时,被还原为无污染的H2O,因而常用于除去还原性的杂质离子。
2 硫元素的单质
(1)硫的原子结构及存在形态
硫元素位于元素周期表中第三周期第ⅥA族,原子结构示意图为,最外层有6个电子,在化学反应中易获得2个电子而呈现出-2价。
(2)硫的性质
①物理性质
硫俗称硫黄,淡黄色固体,熔沸点很低,难溶于水,可溶于酒精,易溶于二硫化碳。
②化学性质
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(1)硫在过量、纯净的O 2中燃烧的产物是SO 2而不是SO 3。
(2)硫单质呈0价,处于硫元素的中间价态,既有氧化性又有还原性。
(3)硫与变价金属反应时,生成低价态金属硫化物,和变价金属与Cl 2的反应情况不同,可对比记忆。
(3)硫的应用
①制农药:如石硫合剂(石灰、硫黄)用于杀死果树的害虫。 ②制黑火药:“一硫二硝三木炭”反应原理为:
S +2KNO 3+3C=====点燃
K 2S +N 2↑+3CO 2↑
③消除汞蒸气:实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉处理。 3 二氧化硫、三氧化硫 (1)SO 2的性质 ①物理性质 颜色 气味 毒性 密度 溶解性 无
刺激性
有毒
比空气大
易溶于水
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(1)二氧化硫中的硫元素为+4价,处于中间价态,因此,SO 2既有氧化性,又有还原性,但主要表现还原性。
(2)SO 2能使溴水、酸性KMnO 4溶液褪色,体现了SO 2的还原性,而不是漂白性。 (3)SO 2与氢硫酸反应产生浑浊,体现了SO 2的氧化性。 (2)SO 3的性质 ①物理性质
熔点16.8 ℃,沸点44.8 ℃,常温下为液态,标准状况下为固态。 ②化学性质
三氧化硫具有酸性氧化物的通性,主要反应如下: SO 3⎩⎪⎨⎪
⎧
与H 2O :SO 3+H 2O===H 2SO 4与碱性氧化物CaO :SO 3+CaO===CaSO 4
与碱[Ca OH 2]:SO 3+Ca OH 2===CaSO 4+H 2O
4 硫酸及硫酸根离子的检验 (1)硫酸的物理性质
①纯硫酸是一种无色油状液体,沸点高,难挥发。
②溶解性:浓H 2SO 4与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热,浓H 2SO 4稀释的方法是:将浓H 2SO 4沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
(2)稀H 2SO 4具有酸的通性
硫酸是强电解质,在水溶液中的电离方程式为H 2SO 4===2H +
+SO 2-
4,能与指示剂、金属、碱性氧化物、碱、盐等物质发生反应。
(3)浓H 2SO 4具有的特性
①吸水性:常用作干燥剂,但不能干燥NH 3、H 2S 、HI 、HBr 等。
②脱水性:将有机物中的H 、O 元素按水的组成(H 、O 原子个数2∶1)比脱去,如蔗糖脱水生成炭黑。
③强氧化性
a .氧化金属:浓硫酸可以氧化大多数金属(除Pt 和Au 外),如铜在加热条件下与浓硫
酸的反应方程式:Cu +2H 2SO 4(浓)=====△
CuSO 4+SO 2↑+2H 2O 。
b .浓硫酸能氧化某些非金属:如碳、硫、磷等。如在加热条件下木炭与浓硫酸反应的
化学方程式:C +2H 2SO 4(浓)=====△
CO 2↑+2SO 2↑+2H 2O 。
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(1)浓硫酸的强腐蚀性是脱水性、吸水性、强氧化性的综合表现。
(2)浓硫酸的还原产物一般是SO 2,但浓硫酸遇到强还原剂,会被还原生成H 2S 。 (3)常温下铁、铝遇冷的浓硫酸发生“钝化”,但加热时剧烈反应。 (4)稀H 2SO 4与浓H 2SO 4氧化性的比较