氧族元素专题复习

2H 2O 2===2H 2O+O 2 ↑
MnO 2
氧族元素专题复习
【知识点一】氧族元素
一、氧族元素的原子结构及性质的递变规律
元素 氧（O ）
硫（S ） 硒（Se ） 碲（Te ） 核电荷数 8 16 34 52 最外层电子数 6 6 6 6 电子层数 2 3 4 5 化合价 -2
-2，+4，+6
-2，+4，+6
-2，+4，+6
原子半径 逐渐增大
密度 逐渐增大
与H 2化合难易 点燃剧烈反应 加热时化合
较高温度时化合
不直接化合
氢化物稳定性 逐渐减弱 氧化物化学式 —— SO 2 SO 3 SeO 2 SeO 3 TeO 2 TeO 3 氧化物对应水化物化学式 ——
H 2SO 3 H 2SO 4
H 2SeO 3 H 2SeO 4
H 2TeO 3 H 2TeO 4
最高价氧化物水化物酸性 逐渐减弱 元素非金属性
逐渐减弱
二、臭氧和过氧化氢
臭氧和氧气是氧的同素异形体，大气中臭氧层是人类的保护伞
过氧化氢不稳定分解，可作氧化剂、漂白剂。

【知识点二】硫及其化合物
一、硫 俗称硫磺。

1、硫的物理性质：淡黄色固体，难溶于水，可溶于酒精，易溶于CS 2 ，熔沸点都很低。

存在形式：游离态：火山口附近或地壳的岩石 用何种方法除去沾在试管上的硫单质？ (用CS 2 洗涤，加热升华法)
硫比较活泼的非金属单质，常见化合价为－2，0，＋4，＋6，其代表物有
化合价
-2
+4
+6
物质类别FeS、Na2S、
HgS、H2S
S SO2、H2SO3、
Na2SO3、NaHSO3
SO3、H2SO4、
NaHSO4、Na2SO4
硫单质的处于硫元素的中间价态，那么硫会有哪些化学性质呢？
硫既有氧化性又有还原性
二、二氧化硫的物理性质
无色、有刺激性气味的有毒气体；
密度比空气大；
易溶于水（1∶40）；（可用于进行喷泉实验，如SO2、HCl、NH3）
易液化（－10℃）
三、二氧化硫的化学性质
1、酸性氧化物
能和碱反应生成盐和水：SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
能与水反应生成相应的酸：SO2+H2O===H2SO3
（二氧化硫的水溶液使紫色石蕊试液变红）二氧化硫溶于水形成的亚硫酸只能存在于溶液中，它很不稳定，容易分解成水和二氧化硫，故二氧化硫溶于水的反应是可逆反应。

SO2+H2O H2SO3
SO2与CO2性质的比较
名称CO2 SO2
与H2O反应CO2+H2O H2CO3 SO2+H2O H2SO3
与碱反应CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O
CO2+NaOH===NaHCO3
CO2+Ca（OH）2===CaCO3↓+H2O
SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
SO2+NaOH===NaHSO3
SO2+Ca（OH）2===CaSO3↓+H2O
与盐反应CO2+CaCO3+H2O===Ca（HCO3）2 CaSO3+SO2+H2O===Ca（HSO3）2 2、氧化性：
SO2气体通过氢硫酸，溶液变浑浊，有淡黄色不溶物出现。

SO2＋2H 2S===3S↓＋2H 2O 3、还原性：SO2使溴水和高锰酸钾溶液褪色
SO2＋Br2＋2H 2O=== H2SO4＋2HBr
5SO2+2KMnO4+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
2SO2＋O2 2 SO2SO3
（SO3+H2O===H2SO4，SO3是无色固体SO3是一种无色固体，熔点是16.80C，沸点也只有44.8℃，易溶于水，溶于水时放出大量的热。

）
4、漂白性：SO2使品红溶液褪色
SO2能使某些有色物质褪色，是由于二氧化硫可跟某些有色物质化合成无色物质，而化合成的无色物质却是不稳定的，易分解而恢复原来有色物质的颜色。

漂白性的比较
具有漂白性的物质
物质HClO、O3、H2O2、Na2O2SO2木炭
原理将有色物质氧化分解
与有色物质结合生成
无色物质将有色物质的分子吸附在其表面
实质氧化还原反应非氧化还原反应物理吸附效果永久性暂时性暂时性
范围
可漂白大多数有色物质，能
使紫色石蕊褪色可漂白某些有色物
质，不能使石蕊试液
褪色
可吸附某些有色
物质的分子
把Cl2和SO2混合用于漂白，能否增强漂白效果？为什么？
〖答案〗不能，SO2＋Cl2＋2H2O=== H2SO4＋2HCl
SO2与CO2的相互鉴别
鉴别SO2气体的常用方法是用品红溶液，看能否使其褪色，有时还需再加热看能否再复原。

鉴别CO2气体的常用方法是用澄清石灰水，看能否使其变浑浊，足量时再变澄清。

当混有CO2时，不会影响SO2的鉴别；
当混有SO2时会干扰CO2的鉴别，应先除去SO2后再用澄清石灰水鉴别CO2气体。

除去CO2中的SO2，常用方法是使混合气体先通过足量溴水或酸性KMnO4溶液或饱和NaHCO3溶液(吸收SO2)，再通过品红溶液(检验SO2是否被除尽)。

〖新授〗
三、用途（1）制硫酸；（2）漂白纸浆、毛、丝、草帽等；（3）杀菌消毒。

四、制法 1.工业制法a，硫磺燃烧法S+O2点燃SO2
b，煅烧硫铁矿法4FeS2+11O2高温2Fe2O3+8SO2
2.实验室制法
Na 2SO 3（ｓ）＋H 2SO 4（浓)===Na 2SO 4＋SO 2↑＋H 2O
实验中常使用溶质的质量分数为60%左右的硫酸，也可用浓硫酸。

不能用很稀的硫酸，因为SO 2在水中的溶解度较大，常温常压下1体积水能溶解40体积的SO 2
五、二氧化硫的污染
1、pH 小于5.6的雨水，称之为酸雨。

2、一般认为，酸雨是由于人为排放的SO 2和氮氧化物等酸性气体进入大气，当这些气体达到一定浓度后，在水凝结过程中溶于水形成硫酸和硝酸，使雨水酸性变大，pH 变小。

其转化可简单表示如下：
2SO 2+2H 2O+O 2催化剂
尘埃=====2H 2SO 4 NO x −→−
HNO 3 3、酸雨的危害
（1）对人体健康造成危害。

（2）破坏森林、草原和农作物。

（3）使土壤酸性增强、湖泊酸化、生态环境受损。

（4）破坏建筑物。

【例题精讲】
例1、导致下列现象的主要原因，与排放SO 2有关的是
A.酸雨
B.光化学烟雾
C.臭氧空洞
D.温室效应
例2、下列物质不属于“城市空气质量日报”报道内容的是
A.二氧化硫
B.氮氧化物
C.二氧化碳
D.悬浮颗粒
例3、高温下硫酸亚铁发生如下反应：2FeSO 4高温
====Fe 2O 3+SO 2↑+SO 3↑，若将生成的气体通入
氯化钡溶液中，得到的沉淀物是
A.BaSO 3和BaSO 4
B.BaS
C.BaSO 3
D.BaSO 4
例4、某学生课外活动小组利用右图所示装置分别做如下实验：
(1)在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是溶液；加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是。

(2)在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是溶液；加热时溶液由无色变为红色的原因是。

【实战演练】
一、选择题（每小题5分，共50分）
1.若要从CO2气体中除去少量SO2，最好使混合气体通过
A.盛NaOH溶液的洗气瓶
B.盛KMnO4酸性溶液的洗气瓶
C.盛品红溶液的洗气瓶
D.盛饱和NaHCO3溶液的洗气瓶
2.SO2是常见的大气污染物之一，我国规定空气中SO2含量不得超过0.02 mg·L－1。

下列措施中不能够减少SO2排放量的是( )
A.用天然气代替煤炭做民用燃料开发新型燃器提高热能利用率
C.硫酸厂采取措施提高尾气的吸收率燃煤中加入生石灰后使用
3.SO2和Cl2都具有漂白性。

若将等物质的量的这两种气体同时作用于潮湿的有色物质，可观察到有色物质( )
A.立刻褪色
B.慢慢褪色
C.先褪色，后复原
D.颜色不褪
4.在常温下将a L SO2和b L H2S混合，当反应后气体体积为反应前气体体积的1/4时，则a与b之比为( )
A.1∶1
B.1∶2
C.1∶3
D.2∶1
5.下列关于SO2的叙述，不正确的是( )
A.SO2既可以是含硫物质的氧化产物，又可以是含硫物质的还原产物
B.SO2是亚硫酸的酸酐
C.大气中SO2的主要来源是含硫物质的燃烧
D.SO2具有氧化性，因而可以使品红溶液褪色
6.下列反应发生后，溶液中H＋浓度显著增大的是( )
A.将SO2通入溴水中
B.将SO2通入品红溶液中
C.将H2S通入CuSO4溶液中
D.将Cl2通入KI溶液
7.实验室制取SO2的反应原理为：Na2SO3＋H2SO4（浓）===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。

请用下列装置设计一个实验，以测定SO2转化为SO3的转化率：
（1）这些装置的连接顺序（按气体左右的方向）是→→→→→→→（填各接口的编号）。

（2）实验时甲仪器的作用与原理是。

（3）从乙处均匀通入O2，为使SO2有较高的转化率，实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是。

（4）Ⅳ处观察到的现象是。

（5）在Ⅰ处用大火加热烧瓶时，SO2的转化率会（填“增大”“不变”或“减小”）。

（6）用n mol Na2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验，当反应结束时，继续通入O2一段时间后，称得Ⅲ处增重m g，则本实验中SO2的转化率为。

【知识点三】硫酸
1.利用硫酸的强酸性制备多种物质：
（1）制气体：制氢气Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑;制H2S：FeS+H2SO4H2S↑+FeSO4
(2)制较弱的酸：
制H3PO4；Ca3(PO4)2+3H2SO4(浓) 2H3PO4+2CaSO4
制CH 3COOH ：2CH 3COONa+H 2SO 4
2CH 3COOH+Na 2SO 4
(3)制化肥：
Ca 3(PO 4)2+2H 2SO 4(浓)
Ca(H 2PO 4)2+2CaSO 4
2NH 3+H 2SO 4=(NH 4)2SO 4
(4)制硫酸盐：制胆矾：CuO+H 2SO 4+4H 2O CaSO 4·5H 2O(晶体) 制绿矾：Fe+H 2SO 4 FeSO 4+H 2↑ 2.利用H 2SO 4高沸点性制取易挥发性酸。

（1）制HF ：CaF 2+H 2SO 4(浓)
2HF↑+CaSO 4(铅皿中)
（2）制HCl ：NaCl （固）+H 2SO 4（浓） NaHSO 4+HCl↑ NaHSO 4+NaCl Na 2SO 4+HCl↑
（3）制HNO 3：NaNO 3+H 2SO 4（浓） HNO 3↑+NaHSO 4
3.利用硫酸的稳定性制不稳定性酸。

Na 2SO 3+H 2SO 4 Na 2SO 4+H 2O+SO 2↑
4.利用浓H 2SO 4的强氧化性制取SO 2 Cu+2H 2SO 4(浓) CuSO 4+SO 2↑+2H 2O
5.利用浓H 2SO 4的吸水性做干燥剂。

干燥：O 2、H 2、Cl 2、N 2、CO 、CO 2、SO 2
不干燥：碱性：NH 3 还原性：H 2S 、HI 、HBr
2. 浓硫酸
（1）物理性质：
无色油状液体，常见的浓硫酸质量分数为98.3%，沸点为338℃，高沸点难挥发性。

【思考】：浓硫酸的稀释方法。

（2）化学性质： ① 吸水性（干燥剂）
三种形式：
<1> 与水任意比例混溶，溶于水剧烈放热。

<2> 吸收气体中水蒸气（作为干燥剂，不能干燥硫化氢、溴化氢、碘化氢、氨气） <3> 与结晶水合物反应。

【实验1】：浓硫酸与胆矾反应，由胆矾蓝色变为白色说明浓硫酸有吸水性。

② 脱水性（炭化）
【实验2】：潮湿的纸屑、棉花、木屑中分别滴入几滴浓硫酸。

现象：三种物质都发生了变化，生成了黑色的炭。

【实验3】：在200mL 烧杯中放入20g 蔗糖，加入几滴水，搅拌均匀。

然后再加入15mL
微热
强热
微热
溶质的质量分数为98%的浓硫酸，迅速搅拌。

观察实验现象。

现象：蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭。

说明：
<1> 脱水性是浓硫酸的性质，而非稀硫酸的性质，即浓硫酸有脱水性。

<2> 脱水性是浓硫酸的化学特性，物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程。

反应时，浓硫酸按水分子中氢、氧原子数的比为1:2夺取有机物中的氢原子和氧原子。

<3> 可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物，其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质被子脱水后生成了黑色的炭（炭化）。

③ 强氧化性
实验6—5：浓硫酸与铜反应，请同学注意反应现象，分析反应产物存在的依据。

422SO H Cu +（浓）O H SO CuSO 2242+↑+∆
强调：硫酸所起的作用（氧化剂与酸的作用）。

叙述：浓硫酸也与木炭反应，
4
22SO H C +O H SO CO 22222++↑∆
分析上述反应中元素化合价的变化情况，指出氧化剂和还原剂。

思考：请设计实验证明浓硫酸与炭反应的三种产物，画出实验装置图。

介绍：钝化现象及有关应用（分别举Al 、Fe ，说明原因）。

拓展：浓硫酸还可与某些还原性化合物反应。

请利用氧化还原反应规律写出下列反应的化学方程式：
)(422浓SO H S H +=
=+)(42浓SO H HBr
=+)(424浓SO H FeSO =+)(42浓SO H FeO
小结：<1> 浓硫酸有强氧化性，包括还原性很弱的银在内的很多物质，都能在一定条件下被浓硫酸氧化。

硫酸之所以能有如此强的氧化性，一个原因是在高浓度下硫酸以分子的形式存在，另一个原因是硫酸中含有非金属性较强且又呈最高价态（+6）的硫元素。

<2> 浓硫酸在作氧化剂时，主要是+6价硫的原子得电子，被还原为含低价硫元素
的物质，一般不会有+1价氢被还原，即一般不会生成氢气。

<3> 浓硫酸在作氧化剂时，硫元素被还原的程度是一个较复杂的问题，中学化学
中常见的还原产物为2SO 。

根据硫酸的性质，归纳出硫酸的主要用途。

（3）硫酸的用途
思考：42
SO H 和可溶性硫酸盐在溶液中都能电离出-
24SO ，如何检验呢？ （二）-
24SO 检验
实验6—6：请同学们观察实验现象，并填表：
加入2BaCl 溶液
加入盐酸 稀硫酸
现象 化学方程式 42SO Na 溶液 现象 化学方程式 32CO Na 溶液
现象 化学方程式
原理：42SO H 和硫酸盐溶于水时都会产生-
24SO ，可以利用4BaSO 的不溶性来检验
-
24SO 的存在。

使用试剂是：可溶性钡盐和酸（盐酸或稀硝酸）。

常用方法：① −−−
−−→−+溶液
2
BaCl X 现象（产生白色沉淀）−−−−→−+溶液
HCl 现象（沉淀不消失）
结论：可能含有-24SO 、+Ag 、+
22Hg 。

② −−−−−−→−+溶液23)(NO Ba X 现象（产生白色沉淀）−−−−−→−+溶液
3
HNO 现象（沉淀不消失）
结论：可能含
-
24SO 、-
23SO 。

③ −−−−−−→−+溶液23)(NO Ba X 现象（产生白色沉淀）−−−−→−+溶液HCl 现象（沉淀不消失） 结论：可能含-
24SO 、-
23SO 。

④ −−−
−−→−+溶液
2BaCl X 现象（产生白色沉淀）−−−−−→−+溶液3HNO 现象（沉淀不消失） 结论：可能含-24SO 、-
23SO 、+Ag 、+
22Hg 。

讨论：根据上述实验现象，归纳-
24SO 的检验方法。

小结：在中学化学里常常先用盐酸把溶液酸化，以排除-23CO 、-23SO 、+
Ag 等可能造
成的干扰，再加入2BaCl 溶液，根据是否有白色沉淀出现来阐明原溶液中是否有-
24SO 存在。

上述实验中，待测试剂是客观的，并且是给定范围的，所以根据教材中的实验能得出
正确的结论。

如果待测液是未知的，就要考虑其它离子的干扰，就要对所加试剂和加入试剂的顺序进行恰当选择，否则会得出错误结论。

例1:（1）写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式，并标出电子转移关系 。

（2）试用上图所示各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。

这些装置的连接顺序（按产物气体从左至右的流向）是（填装置的编号）： → → → 。

（3）实验室可观察到装置①中A 瓶的溶液褪色，C 瓶的溶液不褪色，A 瓶溶液的作用是 ，B 瓶溶液的作用是 ，C 瓶溶液的作用是 。

（4）装置②中所加的固体药品是 ，可确证的产物是 ，确定装置②在整套装置中的位置的理由是 。

（5）装置③中所盛溶液是 ，可验证的产物是 。

小结：品红是鉴别2SO 的试剂，2CO 不与品红作用。

2CO 和2SO 在化学性质上有许多相似之处：都是酸性氧化物；都能溶于水得酸；都与2)(OH Ca 反应生成沉淀，通入过量的
2CO 或2SO 时，生成的3CaCO 、3CaSO 沉淀溶解，变成23)(HCO Ca 、23)(HSO Ca ，溶
液重新变澄清。

2CO 中“C ”为高价，2SO 中“S ”为中间价，都可被还原为低价，因此，
2CO 、2SO 有氧化性。

【实战演练】 一、选择题
1、在下列反应中，浓硫酸既表现强氧化性，又表现酸性的是（ ）
A ．H 2S+H 2SO 4(浓)
B ．Cu+H 2SO 4(浓)
C ．C+ H 2SO 4 (浓)
D ．CuO+ H 2SO 4 (浓) 2．下列对硫酸的叙述正确的是（ ）
A ．因浓硫酸具有强氧化性，故不可用它来干燥氢气
B ．浓硫酸不活泼，可用铁铝容器存放
C 、浓硫酸有强氧化性，稀硫酸没有氧化性
D ．浓硫酸难挥发，可用来制HF 、HCl
等挥发性酸
3．向盐酸中加入浓硫酸会有白雾产生，下列叙述中与此现象无关的是（）（A）浓硫酸具脱水性（B）浓硫酸具有吸水性
（C）盐酸具有挥发性（D）气态物质的溶解度随温度的升高而降低
4．某无色溶液加入BaCl2溶液有白色沉淀，再加稀盐酸沉淀不消失，下列判断正确的是（）（A）一定有SO42-B）一定有CO32－（C）一定有Ag+D）可能有SO42-或Ag+ 5．在一定体积的的18mol·L-1的浓硫酸中加入过量铜片并加热，被还原的硫酸为0.9mol,则浓硫酸的实际体积为（）
（A）等于50 mL （B）大于50 mL （C）等于100 mL （D）大于100 mL
6、已知由NaHS、MgSO4、NaHSO4组成的混合物，硫元素的质量分数为a%，则混合物中氧元素的质量分数为（）
（A）a% （B）2a% （C）1-1.75a% （D）1-0.75a%
7、足量的浓硫酸与mgCu反应，得到标准状况下的二氧化硫气体nL，则被还原的硫酸的量是（）
A．m／64mol B．64m／22.4mol C．98n／22.4g D．64n／22.4g
8、浓硫酸与锌在一定条件下反应，若在反应过程中，锌与硫酸的质量比为26：49，则硫酸的还原产物为（）
A．SO2B．S C．H2S D．ZnSO4
9、检验Na2SO3是否被氧化所选用的试剂应为（）
A．氯化钡B．盐酸C．氯化钡和盐酸D．氯化钡和硫酸
10、将下列气体分别通入对应的溶液中，能反应产生沉淀的是( )
A．CO2气体通入CaCl2溶液中；B．SO2气体通入BaCl2溶液中；
C．SO3气体通入BaCl2溶液中；D．SO2气体通入Ba(OH)2溶液中。

二、填空题
11．实验室常用下列装置来进行铜跟浓硫酸反应等一系列实验。

（1）根据什么现象可判断铜跟浓硫酸反应有SO2生成
__________________。

根据什么现象可判断铜跟浓硫酸反应有硫酸铜生成
_______________。

写出甲装置中发生的主要反应的化学方程式_____________________。

（2）你在实验室中进行这个实验时，除了（1）小题中指到的实验现象外，还可以观察到许多其它的实验现象，请写出两种：____________________________________、_____________ ______________________。

（3）装置乙的试管口部放有一团浸有碱液的棉花，棉花中通常是浸有饱和碳酸钠溶液，写出棉花中发生反应的化学方程式___________________________________。

答案：21．（1）乙中品红褪成无色；甲中溶液显蓝色。

Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O。

（2）装置甲试管内溶液变黑色浑浊；装置甲中试管上部有白雾；反应开始时铜片表面变黑并有气泡产生……（3）Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2↑
12．根据下图回答问题：
（1）上述装置中，在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性，如观察不到明显的现象，还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气。

__________________________。

（2）写出浓硫酸和木碳粉在加热条件下发生反应的化学方程式：_____________
（3）如果用图中的装置检验上述反应的全部产物，写出下面标号所表示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用：
A中加入的试剂和作用是________ ___。

B中加入的试剂和作用是_______________。

D中加入的试剂和作用是_______________。

（4）实验时，C中应观察到的现象是___________________________________。

13．有一瓶Na2SO3溶液，由于它可能部分被氧化，某同学进行如下实验：取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振荡后，仍有白色沉淀。

对此实验下述结论正确的是
A、Na2SO3已部分被空气中的氧气氧化
B、加入Ba(NO3)2溶液后，生成的沉淀中一定含有BaSO4
C、加硝酸后的不溶性沉淀一定是BaSO4
D、此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化。