高三化学氧族元素人教版知识精讲.doc

高三化学氧族元素人教版
【本讲教育信息】
一. 教学内容：
氧族元素

二. 教学要求：
1. 了解氧族元素的原子结构与其单质和化合物性质的递变关系，常识性地了解臭氧和过氧化氢以及保护臭氧层的意义。
2. 了解的物理性质，掌握的化学性质，以及对空气的污染和防治。
3. 掌握浓的物理性质和化学性质，了解的用途，掌握的检验方法。
4. 了解与化学有关的环境知识，增强环境保护意识。

三. 重点、难点：
1. 的化学性质。
2. 浓的化学性质。
3. 的检验。

四. 知识分析：
1. 和的鉴别：
类似于，通入澄清石灰水中会生成白色沉淀，当过量时白色沉淀会消失，因为与反应生成可溶的，所以不能用澄清石灰水鉴别和。要鉴别两者应利用性质的不同，区别于之处有：刺激性气味，具有还原性，具有漂白性等，具体可用下列方法：
（1）闻气味：有刺激性气味为，无味为。
（2）利用的漂白性：将两气体分别通入品红试液，使品红试液褪色的是，反之为。
（3）利用的还原性，可用以下方法：
a. 用溶液：使紫红色褪色的为，反之为。
b. 用水：使黄色（或橙黄色）水褪色的为，反之为。
反应：
c. 用溶液：使棕黄色溶液褪色的为，反之为。
d. 用酸化的溶液：将两气体分别通入该溶液中，生成白色沉淀的是，反之为。反应为：

（4）利用的氧化性：将两气体分别通入氢硫酸溶液中，生成浅黄色沉淀的是，反之为，反应为：

由上述可知，与的本质区别在于：的S元素为+4价，但处于中间价态，既有氧化性又有还原性，且以还原性为主；的C元素虽然也为+4价，但是C元素的最高价态，无还原性，而且请同学回忆的化学性质即可发现，虽有氧化性，但很弱，须在高温加热等条件下才有所体现，如。
2. 几种具有漂白性的物质
（1）、浓：因其具有强氧化性，可将有机色素氧化成稳定的无色物质，所以具有漂白性，而且这种漂白是不可逆的，长久的。
（2）：能与某些有机色素通过非氧化还原的化合反应生成不稳定的无色物质，所以也具有漂白性，但这种漂白性是不稳定的，可逆的，暂时的。另外：（1）与混合气体通过某溶液时（等体积），由于发生的反应，生成了不具有漂白性的稀和盐酸，所以其漂白性不是增强，而是减弱了。（2）不能使石蕊试液褪色，只能使其因显酸性而变红，这也说明的漂白具有选择性的。
（3）活性炭：活性炭疏松多孔，表面积大，能吸附一些有色物质，从而使其褪色，也具有漂白性，但前两种为化学变化，活性炭的漂白为物理变化。
3. 浓的强氧化性和稀的氧化性。
浓具有的强氧化性来自于硫酸分子中处于最高价态的+6价的S元素产生的，这种氧化能力很强，表现在：（1）常温时，可使Al、Fe等金属钝化。（2）加热能氧化许多金属（包括金属活动性顺序表中H以后的某些金属）。（3）加热时，能氧化非金属，如C、S、P等；（4）能氧化具有还原性的化合物，如等，但不能氧化。（想一想为什么？）浓的还原产物一般为。
稀溶液中不存在分子，因而不是体现强氧化性，而是电离产生的具有较弱的氧化性，只能氧化比较活泼的金属，如Zn等。注意：Fe元素存在+2、+3价，遇稀时仅氧化到+2价，遇浓，在加热时，可被氧化成+3价。稀的还原产物为氢气。
由此可见，浓、稀都具有氧化性，但产生氧化性的原因是不同的。因此氧化能力也有强与弱的差别，还原产物当然也不同。
4. 的检验：
若对一瓶溶液一无所知，应先加足量的稀盐酸，这样可以排除可能干扰的离子，有、等都会转化为沉淀，气体，弱电解质除去，再加入溶液，观察是否有白色沉淀生成，若有沉淀则证明有。
若肯定溶液中没有的干扰，可先加入，然后加盐酸，看是否产生白色沉淀，及白色沉淀是否溶解。或直接加入和稀盐酸混合液看是否产生白色沉淀。
若肯定没有的干扰，才允许用稀代替稀盐酸，否则不仅稀不能用，就是、稀盐酸这样的混合试剂也不能用，因为这样的混合液也相当于有了稀，把可能存在的氧化为，从而影响检验。
5. 关于双氧水（过氧化氢的水溶液）
（1）电子式：
（2）性质
由其电子式不难看出分子中的两个氧之间有对共用电子，每个氧显价，这种结构或这种价态的氧是不稳定的，可能得电子变为价，也可能失电子变成零价，所以具有强氧化性也具有一定的还原性，而且还可以发生歧化反应，具体如下：
a. 强氧化性：
其它还原性物质如也均可被氧化。
b. 还原性：
的还原性较弱，只在遇到更强的氧化剂时，如、等才被氧化。
c. 歧化反应：
此反应可作为实验室快速、方便的制取少量氧气。
（3）用途：
基于的强氧化性，可用来杀菌，消毒或漂白。

【典型例题】
[例1] 下列关于氧族元素的叙述错误的是（ ）
A. 实验室可用无挥发性的浓硫酸和金属硒化物来制备
B. 亚硫酸、氢硫酸与碱反应，都可能生成正盐或酸式盐。
C. 碲的原子半径小于碲的离子半径。
D. 硒酸的酸性比高氯酸弱。
分析：
A. 氧族元素氢化物的还原性随着原子半径的逐渐增大而增大，所以的还原性强于，而可以被浓氧化，则肯定也要被氧化，A错。
B. 由于均为二元弱酸，所以均可与碱反应，且能生成正盐或酸式盐，请想一想即可，∴B对。
C. 碲离子应为价阴离子，它比碲原子多两个电子，当然半径要大，∴C对。
D. Se的非金属性比Cl弱，所以酸性强于，∴D对。
答案：A
点评：元素周期律知识的具体应用。

[例2] 在含有和的酸性溶液中，通足量的，有白色沉淀产生，由此得出的结论是（ ）
A. 白色沉淀是
B. 白色沉淀是
C. 白色沉淀是和
D. 被还原为
分析：在酸性溶液中不能与反应生成A、C排除。实际上是酸性环境下与发生氧化还原反应：，产生的与结合生成了沉淀。
答案：BD
点评：的弱酸性及还原性的考查。

[例3] 向50mL 18mol/L的浓中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原的浓的物质的量为（ ）
A. 小于0.45mol B. 等于0.45mol
C. 在0.45mol和0.9mol之间 D. 等于0.9mol
分析：由浓与铜片的方程式可知，当有2mol参与反应时，其中有1mol被还原，现在共提供0.9mol，所以很多同学选B，这是错误的。因为提供0.9mol，随着反应进行，当浓变成稀时，便不能与Cu反应，所以实际参与反应的应小于0.9mol，当然被还原的也就小于0.45mol。
答案：A
点评：注意对化学方程式原理上的透彻理解及不活泼金属与的反应条件。

[例4] 三位同学设计的三个方案，并都认为如果观察到的现象和自己设计的一致，即可确认试液中有存在。
甲方案：
乙方案：
丙方案：
试评价上述方案是否严密，并说明理由。
分析：
甲：不严密。因加入溶液生成的也可能是的沉淀，也不溶于稀盐酸。
乙：严密。这就是我们在前面提及的法。
丙：不严密。因为加稀酸化时，若原溶液中有，就会被氧化成，再加便会产生沉淀。
点评：考查思维的严密性。

[例5] 已知，298k和1个大气压时，向V L真空容器中通入n mol的和m mol的。
（1）若，则当m=_________时，反应后容器内气体密度最小。
（2）若，则反应后氧化产物与还原产物的质量差为__________。
（3）若，且反应后氧化产物与还原产物的质量和为48g，则n+m=_______。
分析：
（1），1个大气压时，为液态，S为固态，所以与恰好完全反应时，容器中气体的密度最小，即。
（2）当时，过量，m mol完全被氧化生成m mol的S，同时有的被还原成S，所以氧化产物与还原产物的质量差为

（3）当时，由于过量，由生成48g S可知的物质的量，所以，。
答案：（1）4mol （2）16mg （3）3mol
点评：抓住过量计算的核心，用不足量的物质代入方程式计算。

【模拟试题】
一. 选择题：
1. 下列事实中，能说明氯的非金属性比硫强的是（ ）
A. 与金属镁反应时，氯原子得到1个电子而硫原子得到2个电子
B. 铁与硫反应生成硫化亚铁，而铁与其反应是生成氯化铁
C. 氯最高正价为+7价，硫的最高正价为+6价
D. 与氧化性强
2. 对于反应：，下列说法中正确的是（ ）
A. 硫是氧化剂、KOH是还原剂
B. 反应中共转移4mol电子
C. 还原剂和氧化剂质量比是1:2
D. 氧化产物和还原产物的质量比是1:2
3. 在下列物质中，在一定条件下能与某些酸、碱、金属、非金属反应的是（ ）
A. B.
C. D.
4. 下列各组离子因发生氧化还原反应而不能大量存在的是（ ）
A.
B.
C.
D.
5. 除去中的并得到纯净的最好使混合气体通过（ ）
A. 水 B. 饱和溶液
C. 饱和溶液 D. 98.3%
6. 在二氧化碳中混有少量的氧气、硫化氢、水蒸气和氯化氢，今用下列四种试剂（1）浓硫酸（2）饱和硫酸铜溶液（3）饱和碳酸氢钠溶液（4）红热的铜丝，除去上述杂质而得到纯净的二氧化碳气体，此混合气体通过四种试剂的顺序最好是（ ）
A. ⑵⑴⑶⑷ B. ⑶⑷⑴⑵
C. ⑷⑴⑶⑵ D. ⑶⑵⑴⑷
7. 在氯化钡溶液中通入，溶液仍澄清，若将氯化钡溶液分盛两试管，一支加硝酸，另一支加烧碱溶液，然后再通入，结果两试管都有白色沉淀。由此得出下列结论合理的是（ ）
A. 氯化钡有两性
B. 两支试管的白色沉淀均是亚硫酸钡
C. 有还原性和酸性
D. 升高pH值使水溶液中浓度增大
8. 含有下列离子的水溶液中加入其浓度增大的是（ ）
A. B. C. D.
9. 在室温下向饱和氢硫酸溶液缓慢通入过量的气体，图中关于和pH的变化曲线正确的是（ ）

10. 密度为1.45g/mL的硫酸溶液中，逐滴加入溶液，直至沉淀完全为止。已知沉淀的质量与原硫酸溶液的质量相等，则原硫酸溶液的浓度为（ ）
A. 29.6% B. 42.1%
C. 14.8mol/L D. 6.22mol/L
11. 有一白色粉末，对它的实验现象为：

则X的化学式为（ ）
A. B.
C. D.
12. 用稀硫酸溶解FeS和的混合物56.6g可得到3.2g沉淀物，原混合物中的FeS的质量可能是（ ）
（1）8.8g （2）21.4g （3）35.2g （4）47.8g
A. 只有（1） B. （1）和（3）
C. （2）和（4） D. 只有（2）
13. 下图是一套检验气体性质的实验装置。装置中缓慢地通入气体X，若关闭活塞K，则品红试液无变化，而澄清的石灰水变浑浊；若打开活塞K，则品红试液褪色。据此判断气体X和洗气瓶内液体Y可能是（ ）

A
B
C
D
X
H2S
SO2
CO2
Cl2
Y
浓H2SO4
饱和NaHCO3溶液
Na2SO3溶液
饱和NaHCO3溶液

二. 填空题：
14. 工业制硫酸铜时，不是直接用铜跟浓硫酸在加热条件下反应，而是将铜丝浸入稀硫酸中，再不断由容器底部吹入细小的空气泡，这样做的好处是（1）_______（2）_______。
15. 写出下列反应的离子方程式
（1）高锰酸钾在碱性溶液中与亚硫酸钾反应，生成锰酸钾和硫酸钾及水___________
（2）溴化亚铁溶液久置于空气中，发现溶液由浅绿色逐渐变为黄褐色，并在容器底部出现黄褐色沉淀物__________。
16. 有三包白色粉末，它们都可能是中的一种物质或多种物质混合而成。
（1）第一包白色粉末能溶于稀盐酸，得到澄清溶液，未见其它现象变化，对于白色粉末成分的结论是____________。
（2）第二包白色粉末能溶于蒸馏水，得到澄清溶液，逐滴加入氨水，开始时出现沉淀，继而沉淀消失，对于白色粉末成分的结论是____________________。
（3）第三包白色粉末能溶于稀盐酸，并产生大量气泡，反应后得到澄清溶液，对白色粉末成分的结论是___________。
17. 填出除去下列杂质中的试剂、操作及离子方程式：
物质
简述选用的试剂及操作方法
离子方程式

三. 实验题：
18. 假设按正确操作进行硫酸铜晶体（）结晶水含量测定，测得。
（1）若加热至硫酸铜晶体完全变白，在空气中冷却，然后进行称量，则计算出x_____5（大于、小于、等于，下同）
（2）若开始称量的瓷坩埚沾有少量水滴，则最后计算出的x________5。
（3）若在加热硫酸铜晶体时，有少量固体物质溅出瓷坩埚，则最后计算出的x_______5。
19. （10分）
有一瓶部分氧化变质的亚硫酸钠，为了测其纯度，其实验操作可分解为如下几步：A溶解，B加入稍过量的氯化钡溶液，C过滤，D洗涤沉淀，E加入稍过量的盐酸，F烘干，G称量，就此实验完成填空：
（1）正确的操作顺序是（用序号字母填空）____________
（2）将氯化钡溶液加入样品溶液中，怎样判断沉淀是否完全？__________________
（3）D操作的目的是___________，检验沉淀是否洗净的方法是___________。
（4）若称量样品质量为a g，实验过程中所得沉淀烘干质量为bg，则原样品的纯度是___________。

四. 计算题：
20. 某空气污染仪是根据SO2与Br2的定量反应来测定SO2含量的：

上述反应的溴来自一个装有酸性溶液的电解槽阳极上的氧化反应，电解槽阳极室与阴极室是隔离的。当测量某地区空气中含量时，空气（经过除尘）以的流速进入电解槽阳极室，电流计显示每秒通过的电子是，此条件下能保持溴的浓度恒定并恰好与完全反应（空气中不含其他能与溴反应的杂质）。
（1）写出此监测过程中发生的主要反应的化学方程式。
（2）计算该地区1m3空气中的含量（g）。

【试题答案】
一. 选择题：
1. B 2. C 3. BC 4. D 5. B
6. D 7. CD 8. A 9. BC 10. D
11. D 12. B 13. BD

二. 填空题：
14. 节省原料 不会污染环境
15.

16. （1） （2）
（3）肯定有，可能有
17.
物质
简述选用的试剂及操作方法
离子方程式
Na2SO4(固)(NaHSO4)
溶于水，加适量NaOH，结晶

溶于水，过滤，将滤液结晶
——

加过量稀H2SO4，过滤

加适量BaCl2，过滤

加适量Ba(OH)2，过滤

加过量HCl，烘干

三. 实验题：
18. （1）小于 （2）大于 （3）大于
19. （1）ABECDFG或AEBCDFG
（2）取少量上层清液，加看是否出现沉淀
（3）除去附着在沉淀上的溶液 取洗涤液加入少量Na2SO4，看是否出现沉淀
（4）

四. 计算题：
20. 解：
（1）

（2）根据，得关系式：
，设1min氧化SO2的质量为x
64 2
x

含量