氧族元素 环境保护
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氧族元素环境保护一、氧族元素⑴成员:氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、钋(Po)⑵位置:VIA、二-六周期⑶特点:由非金属元素过渡到金属元素⑷相似性和递变性:相似性递变性(随原子序数递增)原子结构最外层6e-电子层数增加,原子半径增大得失电子能力易得电子得电子能力减弱元素的性质非金属性较明显非金属性减弱,金属性增强化合价-2、0、+4、+6 \单质氧化性\ 减弱单质与氢气化合能力\ 减弱(碲不直接与氢气化合)气态氢化物H2R 稳定性减弱最高价氧化物的水化物H2RO4 酸性减弱⑸单质的物理性质递变化学式O2S Se Te色无黄灰银白态(常温下)气固固固熔点、沸点低→高密度小→大导电性不导电不导电半导体导体第ⅥA族元素原子结构的比较:相同点:原子最外层电子数都为6。
不同点:核电荷数、电子层数及原子半径从上到下依次增大。
第ⅥA族元素化学性质的比较:非金属性:逐渐减弱;金属性:逐渐增强。
(硒为半导体,碲为导体)氧化性:逐渐减弱;还原性:逐渐增强。
得电子能力:逐渐减弱;失电子能力:逐渐增强。
元素的主要化合价:-2、+4、+6[讨论]从各元素的非金属性强弱来分析各元素最高价氧化物的水化物的酸碱性是怎样变化的。
①做为氧族的首领──氧,已被大家熟知了,若想了解排行第二的硫,请你打开书中彩页:火山喷口处的硫。
②我是硒,氧族第三位主人,早在1817年就被发现了,我在常温下为固体,虽然脸色发灰,可用途不少。
其一,半导体材料少不了我,制造彩电、太阳能电池、光电管,甚至制造导弹也请我帮忙。
其二,人类更是缺我不成,你每天必须摄入0.05 mg硒。
人缺硒时,易患大骨节病、胃癌等。
有了我硒的参与,使你免疫力增强、抑制肝肿瘤以及乳腺癌的发生;但你可不要贪婪,过量摄取硒会使人中毒,导致头发脱落,双目失明,甚至死亡。
我愿做你的好朋友。
③我是氧族第四位主人,碲比硒发现得还早,1782年就被人所识。
我貌似金属,银白色的脸膛,虽然没有把我列入金属之列却有金属之性质,能导电,主要用于冶金工业,制造化合物半导体和热电元件等,还用于橡胶工业中,可不要小瞧我呀!④我是氧族第五位主人钋,是典型的金属元素,却具有放射性,是在1898年被居里夫妇历尽艰辛从沥青铀矿中分离得到的。
氧族元素 环境保护一、知识体系二、基础知识1、氧族元素的原子结构及性质的递变规律高考说明1、 以O 、S 为例,了解氧族元素单质及某些氧化物、氢化物的性质2、 了解过氧化氢的性质3、 掌握硫酸的化学性质4、 以硫酸为例,了解化工生产化学反应原理的确定初步了解原料与能源的合理利用、“三废处理”与环境保护以及生产过程中的综合经济效益问题 5、 了解常见硫酸盐的性质和用途6、 了解硫的氧化物对大气的污染及其防治7、 初步了解生活用水的净化及污水处理的基本原理考纲解读1.硫的物理性质及硫的可燃性。
2.了解二氧化硫与氧气、与水的反应及二氧化硫的实验室制法,认识亚硫酸的不稳定性,认识二氧化硫的漂白作用与次氯酸的漂白作用的区别 3.知道浓硫酸的强氧化性。
4.学会SO 42-的检验方法硫的几种常见价态之间的相互转化硫。
5.了解硫酸的工业制法。
掌握多步反应的计算方法。
6、以O 、S 为例,了解氧族元素单质及其氧化物、氢化物的性质7、环境保护有关常识命题预测由于硫及其化合物间的转化多以氧化还原反应为主,与其他各主族元素联系密切,所以命题的热点仍是以氧化还原反应为知识切入点,以环境保护、化工生产为背景的一些综合较强的推断题、实验题,综合考查物质的性质,考查学生分析问题、解决问题的能力,增强学生的环境保护意识。
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H2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——SO2SO3SeO2SeO3TeO2TeO3氧化物对应水化物化学式——H2SO3H2SO4H2SeO3H2SeO4H2TeO3H2TeO4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、硫及其重要化合物的主要性质及用途1.硫(1)物理性质:硫为淡黄色固体;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2(用于洗去试管壁上的硫);硫有多种同素异形体:如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。
氧族元素 环境保护知识复习总结相同点:最低化合价为-2价,正价为+4、+6价(氧元素除外)。
不同点:随着原子序数的递增元素原子获得电子的能力在减弱,非金属性依次减弱,金属性依次增强。
都能与多数金属反应。
(2)单质性质的异同:相同点:单质均可作氧化剂,每个原子可获得2个电子。
均有同素异形体。
不同点:单质颜色不同,密度依次增大,熔、沸点依次升高。
单质与2H 化合依次变难;单质氧化性依次减弱,还原性依次增强。
(3)氧化物有两种,3624O R O R ++和,其对应的水化物为含氧酸,均有酸的通性。
气态氢化物H 22R -;H 2S 、H 2Se 、H 2Te 其水溶液都显酸性,除H 2O外,氢化物都具有恶臭,有毒,溶于水形成无氧酸,具有还原性。
2.递变规律随着元素核电荷数的增加,电子层数依次增多,原子半径逐渐增大,核对外层电子的引力逐渐减弱,使原子得电子的能力逐渐减弱,而失电子的能力逐渐增强。
表现在性质上的递变规律是:单质的颜色由无色、淡黄、浅灰至呈银白色。
状态由气态到固态,熔、沸点也依次升高。
元素非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增强。
单质的氧化性依次减弱。
含氧酸的酸性依次减弱,H24R+O3、612RH++O4顺序氧化性增强。
气态氢化物的稳定性逐渐减弱,还原性增强。
二、臭氧1.结构:含有非极性键的极性分子,V型结构2.物理性质:常温、常压下,O3是一种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,液态呈深蓝色,沸点的-112.4℃,固态为紫黑色,熔点为-251℃3.化学性质:①不稳定性:常温下分解较慢,在受热、光照和MnO2等作用下迅速分解。
2O3 == 3O2②强氧化性:就氧化能力而言,它介于氧原子和氧分子之间。
能氧化在空气中不能氧化的金属。
臭氧分子与其它物质反应时,常产生氧气。
2Ag + 2O3 =Ag2O2 + 2O2 (常温下反应)O3 + 2KI + H2O = 2KOH + I2注:臭氧能使湿润的KI淀粉试纸变蓝,利用此性质可测定微量O3的含量,也可检验O3。
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考点11 氧族元素环境保护一、选择题1.(2012·上海高考·1)今年3月修订的《环境空气质量标准》中新纳入的强制监测指标是 ( )A.PM2.5B.NO xC.SO2D.可吸入颗粒物【解题指南】解答本题时注意信息要求的是“新纳入”。
【解析】选A。
国务院总理温家宝2月29日主持召开国务院常务会议,同意发布新修订的《环境空气质量标准》,新标准增加了细颗粒物(PM2.5)和臭氧8小时浓度限值监测指标。
2.(2012·上海高考·5)和氢硫酸反应不能产生沉淀的是( )A.Pb(NO3)2B.Na2S洛液C.CuSO4溶液D.H2SO4溶液【解题指南】解答本题时应该注意与氢硫酸生成的沉淀可能为金属硫化物,也可能为硫单质。
【解析】选B。
PbS和CuS均为难溶物,硫化氢与亚硫酸发生氧化还原反应生成硫单质3.(2012·上海高考·13)下列关于硫酸工业生产过程的叙述错误的是( )A.在接触室中使用铁粉作催化剂B.在接触室中运用热交换技术可充分利用能源C.把硫铁矿磨成细粉末,可以提高原料的利用率D.该反应采用450 ℃~500 ℃主要是因为该温度下催化剂活性好【解题指南】解答本题时应该注意以下几点:(1)铁粉是合成氨反应的催化剂;(2)工业生产条件的选择除了考虑反应速率和反应限度问题外,还要考虑催化剂的使用条件。
【解析】选A。
A 接触法制硫酸时所用的催化剂是五氧化二钒。
错误B 二氧化硫的催化氧化过程放热反应,反应前的气体需要预热,反应后产生的三氧化硫需要冷却,因此在接触室中运用热交换技术可充分利用能源。
正确C把硫铁矿磨成细粉末,可以使原料燃烧更充分,从而提高原料的利用率。
正确D 二氧化硫接触氧化是一个放热的可逆反应,根据化学平衡理论判断,温度较低对反应有利。
高中化学知识点规律大全——氧族元素环境保护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.[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)(3)用途: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 + S②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价.如:H2S +X2 =2HX + S↓(X=Cl、Br、I)H2S + H2SO4(浓) =S↓+ SO2 + 2H2O④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 + SO2②二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 + 2H2OSO2 + 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SO2气体.④二氧化硫能杀菌,可以用作食物和水果的防腐剂.[二氧化硫的污染和治理](1)SO2的污染:二氧化硫是污染大气的主要有害物质之一.它对人体的直接危害是引起呼吸道疾病,严重时还会使人死亡.(2)酸雨的形成和危害:空气中的SO2在O2和H2O的作用下生成H2SO3、H2SO4。