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氧族元素知识点总结

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氧族元素知识点总结

4Na+O2=2Na2O

与绝大多数非金属单质作用

③与非还原性化合物作用

2NO+O2=2NO2

4FeS2+11O22Fe2O2+8SO2

④与有机物作用

⑤在空气中易被氧化而变质的物质

a.氢硫酸或可溶性硫化物:2H2S+O2=2S↓+2H2O

b.亚硫酸及其可溶性盐2H2SO3+O2=2H2SO4,2Na2SO3+O2=2Na2SO4

c.亚铁盐、氢氧化亚铁4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

d.苯酚

e.氢碘酸及其可溶性碘化物4HI+O2=2H2O+2I2

⑥吸氧腐蚀(如:铁生锈)

负极:2Fe—4e—=2Fe2+正极:O2+4e—+2H2O=4OH—Fe2++2OH—=Fe(OH)2

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O

(2)生成氧气的反应方程式

的大气平流层中积分数约为20%

)硫单质的反应

④S+Hg=HgS

S的反应

2

S H

③H2S+X2=2HX+S↓(X2是指卤素单质,即Cl2,Br2,I2)

④H2S+Pb(Ac)2=PbS↓+2HAc

⑤H2S+CuSO4=CuS↓+H2SO4

⑦FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑(H2S的实验室制法)

一、硫及其化合物的性质

(一)硫及其重要化合物间的相互转化关系(见上图)

注意:

1、氧化性酸与酸的氧化性的区别

酸根部分易得电子——有氧化性——氧化性酸

酸的氧化性应包括H+的氧化性(酸所共有的)与酸根的氧化性(氧化性酸的特点)两种类型

2、根据氯气、硫等非金属单质性质的学习,掌握非金属单质性质的一般方法应从下列几个方面分析:

反应;与金属的反应;与氧气的反应;与非金属的反应;与水的反应;与氧化物的反应;与碱的反应;与酸的反应;与盐的反应;(与有机物反应)等。

3、掌握化合物性质的一般方法应从下列几个方面分析:

稳定性;可燃性;酸碱性;氧化性和还原性;特殊性等。

2.5 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℃)

4、SO2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

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

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

2 SO

2

O===H2SO

左右的硫酸,也可用浓硫酸。

温常压下1体积水能溶解40体

①用氨水吸收,再用H2SO4处理:SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3

(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2↑+H2O

②用Na2SO3溶液吸收:Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3

硫酸厂废水中含硫酸,排放入江河会造成水体污染。通常用消石灰处理:

Ca(OH)2+ H2SO4=CaSO4+2H2O。生成的硫酸钙可制建材用的石膏板。

3)废热利用

硫酸工业三个生产阶段的反应都是放热反应,应当充分利用放出的热量,减少能耗。

第一阶段黄铁矿燃烧放出大量的热,通常在沸腾炉处设废热锅炉,产生的过热蒸汽可用于发电,产生的电能再供应硫酸生产使用(如矿石粉碎、运输,气流、液流等动力用电)。

第二阶段二氧化硫氧化放热可用于预热原料气,生产设备叫热交换器,原料气又将三氧化硫降温,再送入吸收塔。

4)废渣的利用

黄铁矿的矿渣的主要成分是Fe2O3和SiO2,可作为制造水泥的原料或用于制砖。含铁量高的矿渣可以炼铁。

(五)、有关计算

1.物质纯度、转化率、产率的计算

(1)物质纯度(%)=不纯物质中含纯物质的质量÷不纯物质的总质量×100%

(2)原料利用率(%)=实际参加反应的原料量÷投入原料总量×100%

(3)产率(%)=实际产量÷理论产量×100%

(4)化合物中某元素的损失率=该化合物的损失率

2.多步反应计算

(1)关系式法:先写出多步反应的化学方程式,然后找出反应物和生成物之间物质的量(或质量)之比,列出关系式,即可一步计算。

(2)元素守衡法:找出主要原料和最终产物之间物质的量的对应关系。找出此关系的简便方法,就是分析原料与产物之间所含关键元素原子个数关系,如:FeS2~2H2SO4,S~H2SO4。若已知(欲求)FeS2含量,用前面的关系式,若已知(欲求)S的含量,用后一关系式,且二氧化硫转化率、三氧化硫吸收率均可折算成起始物FeS2(或S)进行计算。

例题精讲

[例1]哪些实验事实说明氯元素的非金属性比硫元素强,并用原子结构知识加以解释。解析:可以说明氯元素非金属性比硫元素强的主要实验事实有:①氯气与氢气反应时光照可发生爆炸,反应剧烈,硫单质加热变为蒸气才可与H 2化合,且H 2S 不如HCl 稳定;②H 2SO 4的酸性不如HClO 4强;③H 2S 与Cl 2反应可生成硫单质;④铁与Cl 2反应生成FeCl 3,而硫与铁反应生成FeS 。

S 、Cl 两原子电子层数相同,但Cl 原子最外层电子数较多,且Cl 原子半径比S 原子小,最外层电子受原子核的引力较大,故氯元素非金属性应比硫元素强。

[例2]含有硒(Se)的保键品已进入市场,已知该元素与氧具有相同的最外层电子数。则下列关于硒的叙述中不正确的是

A.最高价氧化物的化学式为SeO 3

B.单质Se 是一种半导体材料

C.原子半径比硫大,比溴小

D.单质的氧化性比氯气弱,比溴强,比O 3弱

解析:本题解题的关键在于搞清楚Se 与O 、S 、Cl 、Br 等元素在元素周期表中的相对位置关系及Se 单质和臭氧的特殊性质。如Se 可作为半导体材料,臭氧是很强的氧化剂等。另外元素周期律的知识是判断选项正误的钥匙。

Se 位于元素周期表的第ⅥA 族,最外层为6个电子,故最高价为+6价,最低价为-2价,因此最高价氧化物的形式为SeO 3。再由于Se 原子半径较S 原子的大,故体现部分金属性质。硒可作为半导体材料。因此选项A 、B 都正确。

根据O 、S 、Cl 、Br 与Se 在元素周期表中的相对位置关系,运用元素周期律的知识不难判断出原子半径大小关系为:Se >S 、Se >Br ;单质的氧化性的关系为O 3>O 2>S >Se 、Cl 2>Br 2>Se ,因此可判断C 、D 两选项中的部分判断存在错误。

答案:CD

[例3] (1994年全国)下列反应适用于实验室制备氧气的是①高锰酸钾热分解

2KMnO 4K 2MnO 4+MnO 2+O 2↑?

=====②硝酸铵热分解

2NH 4NO 34H 2O +2N 2↑+O 2↑

?

=====③过氧化氢催化分解2H 2O 22H 2O +O 2↑2

MnO =====④二氧化氮热分解2NO 22NO +O 2

?=====A.只有① B.①和② C.①和③ D.①③④

解析:在本题所给出的4个反应中,除了高锰酸钾热分解反应是众所周知的实验室里氧气的制法之外,过氧化氢催化分解也可以方便地用于实验室制备氧气。为此,可将二氧化锰置于一只烧瓶内,从分液漏斗中滴入过氧化氢立即有氧气产生,并可用控制滴速的方法来调节产生氧气的气流量。

硝酸铵的热分解不能用于实验室制氧气。一方面因为温度不同硝酸铵分解的产物不同,即使发生了题目所指出的反应,生成的是氮气和氧气的混合气体,难以分离;同时,硝酸铵受热易发生爆炸,因而缺乏可靠的安全性。

NO 2的热分解也显然不能用于实验室制备氧气。气体作为反应物不易控制,即使反应实现

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