化学公式定理大全6(硫和硫的化合物 环境保护)
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1.氧族元素
[氧族元素]包括氧(8O)、硫(16S)、硒(34Se)、碲(52Te)和放射性元素钋(84Po).氧族元素位于元素周期表中第ⅥA族.
[氧族元素的原子结构]
(1)相似性:①最外层电子数均为6个;②主要化合价:氧为-2价,硫、硒、碲有-2、+4、+6价.
(2)递变规律:按氧、硫、硒、碲的顺序,随着核电荷数的增加,电子层数增多,原子半径增大,失电子能力增强,得电子能力减弱,非金属性减弱,金属性增强.
[氧族元素单质的物理性质]
[氧族元素的化学性质]
[同素异形体]由同种元素形成的几种性质不同的单质,叫做这种元素的同素异形体.例如,O2与O3,金刚石、石墨与C60,白磷与红磷,均分别互为同素异形体;硫元素也有多种同素异形体.
注意“同位素”与“同素异形体”的区别.同位素研究的对象是微观的原子,而同素异形体研究的对象是宏观的单质.
[臭氧]
(1)物理性质:在常温、常压下,臭氧是一种具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.液态臭氧呈深蓝色,固态臭氧呈紫黑色.
(2)化学性质:
①不稳定性.O3在常温时能缓慢分解,高温时分解加速:2O3 =3O2.
②强氧化性.例如:a.Ag、Hg等不活泼金属能与O3发生反应;
b.O3+2KI+H2O=O2+I2+2KOH.(此反应可用于O3的定量分析)
①作漂白剂.O3能使有机物的色素和染料褪色(其褪色原理与HClO类似).如将O3通入石蕊试液中,溶液变为无色.②消毒剂.
(4)制法:3O22O3
(5)臭氧在自然界中的存在及其与人类的关系.
①存在:自然界中含有臭氧,其中90%集中在距离地面15 km~50 km的大气平流层中(即通常所说的臭氧层).②与人类的关系: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.大气中的臭氧层能吸收太阳的大部分紫外线,使地球上的生物免遭伤害.但氟氯烃(商品名为氟利昂)等气体能破坏臭氧层.因此,应减少并逐步停止氟氯烃等的生产和使用,以保护臭氧层.
[过氧化氢]
(1)物理性质:过氧化氢俗称双氧水,是一种无色粘稠液体.市售双氧水中H2O2的质量分数一般约为30%.
(2)化学性质:
①H2O2显弱酸性,是二元弱酸.其电离方程式可表示为:
H2O++ HO2-HO2++ O22-
②不稳定性.H2O2贮存时就会分解.在其水溶液中加入MnO2等催化剂,分解速度大大加快.
2H2O22H2O+O2↑
说明该反应原理是实验室制O2的常见方法之一.其发生装置为“固+ 液不加热”型.
③H2O2既具有氧化性又具有还原性.H2O2中的氧元素为-1价,介于0价与-2价之间,当H2O2遇到强氧化剂时表现出还原性,而当遇到强还原剂时则表现出氧化性.例如:
2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 =K2SO4 + 2MnSO4 + 5O2↑+ 8H2O(H2O2表现还原性)
H2O2 + 2KI =2KOH + I2(H2O2表现氧化性)
(3)重要用途:
①医疗上广泛使用稀双氧水(含H2O2的质量分数为3%或更小)作为消毒杀菌剂.
②工业上用10%的双氧水作漂白剂(漂白毛、丝及羽毛等)、脱氯剂.
③实验室制取氧气.
*[硫化氢]
(1)物理性质:
①硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋气味的气体,密度比空气大.
②硫化氢有剧毒,是一种大气污染物.在制取和使用H2S气体时,必须在密闭系统如通风橱中进行.
③在常温、常压下,1体积水中能溶解2.6体积的硫化氢.
(2)化学性质:
①不稳定性:H2S受热(隔绝空气)能分解:H2S H2 + S
②可燃性:H2S气体能在空气中燃烧:
2H2S + 3O2(充足)2H2O + 2SO22H2S + O2(不足)2H2O + 2S
(发出淡蓝色火焰) (析出黄色固体)
③强还原性:H2S中的硫为-2价,处在最低价态,当遇到氧化剂时,硫被氧化为0价、+4价或+6
H2S +X2 =2HX + S↓(X=Cl、Br、I)
H2S + H2SO4(浓) =S↓+ SO2 + 2H2O
④水溶液显弱酸性.硫化氢的水溶液叫氢硫酸.氢硫酸是一种二元弱酸,具有酸的通性.氢硫酸易挥发,当氢硫酸受热时,硫化氢会从溶液里逸出.
(3)实验室制法:
反应原理:FeS + 2H+=Fe2++ H2S↑(因H2S有强还原性,故不能用HNO3或浓H2SO4制取H2S气体)发生装置:固+ 液→气体型装置
干燥剂:用P2O5或CaCl2(不能用浓H2SO4或碱性干燥剂).
2.二氧化硫
[二氧化硫]
(1)物理性质:
①二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的气体,有毒,密度比空气大,易液化.
②易溶于水.在常温、常压下,1体积水能溶解40体积的SO2气体.
(2)化学性质:
①二氧化硫与水反应:SO2 + H22SO3(该反应为可逆反应)
说明a.将装满SO2气体的试管倒立在滴有紫色石蕊试液的水槽中,一段时间后,水充满试管,试管中的液体变为红色.
b.反应生成的H2SO3为二元中强酸,很不稳定,易分解:H2SO2O + SO2
②二氧化硫与氧气的反应:2SO2 + O3
说明a.该反应是工业上制造硫酸的反应原理之一.
b.反应产物SO3是一种无色固体,熔点(16.8℃)和沸点(44.8℃)都很低.SO3与H2O反应生成H2SO4,同时放出大量的热:SO3 + H2O =H2SO4 + 热量
c.SO2中的硫处于+4价,因此SO2既具有氧化性又具有还原性.例如:
SO2 + 2H2S =3S + 2H2O
SO2 + X2 + 2H2O =2HX + H2SO4(X=C1、Br、I)
③二氧化硫的漂白性:
说明a.SO2和C12(或O3、H2O2、Na2O2等)虽然都有漂白作用,但它们的漂白原理和现象有不同的特点.Cl2的漂白原理是因为C12与H2O反应生成的HClO具有强氧化性(O3、H2O2、Na2O2等与此类似),将有色物质(如有色布条、石蕊试液、品红试液等)氧化成无色物质,褪色后不能再恢复到原来的颜色;而SO2是因它与水反应生成的H2SO3跟品红化合生成了无色化合物,这种不稳定的化合物在一定条件下(如加热或久置)褪色后又能恢复原来的颜色,用SO2漂白过的草帽辫日久又渐渐变成黄色就是这个缘故.
b.SO2能使橙色的溴水、黄绿色的氯水、紫红色的酸性KMnO4溶液等褪色,这是因为SO2具有还原性的缘故,与SO2的漂白作用无关.
c.利用SO2气体使品红溶液褪色、加热后红色又复现的性质,可用来检验SO2气体的存在和鉴别