2022年氧族元素知识归纳.docx

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1、氧族元素学问归纳一、硫及其化合物转化关系图二、本章主要内容1. 与氧气有关的反应（1） ）有氧气参与的反应方程式与绝大多数金属单质作用4Na+O 2 =2Na 2O与绝大多数非金属单质作用与非仍原性化合物作用2NO+O2=2NO24FeS 2+11O22Fe2O2+8SO2与有机物作用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： 2H 2S+O 2=2S +2H2 Ob. 亚硫酸及其可溶性盐 2H 2SO 3+O 2 =2H2 SO 4,2Na 2SO 4 +O2 =2Na 2SO4c. 亚铁盐、氢氧化亚铁 4FeOH 2+O2 +2H2 O=4FeOH 3d. 苯酚e. 氢碘酸及

2、其可溶性碘化物 4HI+O 2 =2H 2O+2I 2吸氧腐蚀（如：铁生锈）负极： 2Fe 4e =2Fe 2+正极： O2+4e +2H 2O=4OH Fe2+2OH =FeOH 24FeOH 2+O 2+2H 2 O=4FeOH 32FeOH 3=Fe 2O3+3H 2O（2） ）生成氧气的反应方程式2. 氧气和臭氧的比较物质名称臭氧氧气通常状态气态气态气味有刺激性臭味无味熔点/约 251约 218物理沸点/约 112约 183性质气态呈浅蓝色, 液态呈深蓝色,颜色固态呈紫黑色气态无色,液态呈浅蓝色, 固态仍呈浅蓝色主要化学性质2.1431.42949430.8氧化性极强,可氧化 Ag、H

3、g氧化性强,但难氧化 Ag、Hg 等等主要用途自然存在漂白、消毒；地球上生物的自然爱护伞；刺激中枢神经,加速血液循环90% 存在 于距 地面 15km 50km 的大气平流层中供应呼吸,支持燃烧主要存在于空气中,空气中 O2 占的体积分数约为 20%相互转化3. 硫元素的化学反应（1 ）硫单质的反应S+Hg=HgSS+2Ag=Ag 2 S3S+6KOH=2K 2S+K 2SO3+3H 2OS+6HNO 3浓=H 2SO 4+6NO 2+2H 2O（2 ）H2 S 的反应H2SH2+SH2S+X 2=2HX+S （X2 是指卤素单质,即 Cl2 ,Br2 ,I2）H2S+PbAc 2=PbS +

4、2HAcH2S+CuSO 4=CuS +H2 SO 4FeS+2HCl=FeCl 2+H2S（H2 S 的试验室制法）（3 ）SO 2 的反应 SO 2 +2H 2S=3S +2H 2O SO 2 +Na 2O=Na 2SO 3 SO 2+Na 2O 2=Na 2SO 4 SO 2+2NaOH=Na 2SO 3 +H 2 O Na 2 SO 3+SO 2 +H 2O=2NaHSO 32NaHCO 3+SO 2 =Na 2SO 3 +2CO 2 +H2 O Na 2 CO 3+SO 2=Na 2SO 3+CO 2 SO 2 +X 2+2H 2 O=H 2SO 4 +2HXNa 2SO 3 +X2

5、 +H 2O=Na 2SO 4 +2HXX 2 =Cl 2,Br 2,I22FeCl 3 +SO 2+2H 2O=2FeCl 2+2HCl+H 2SO 4SO 2 +NH 3H 2 O=NH 4 HSO 3Na 2SO 3+H2 SO 4=Na 2 SO 4+SO 2 +H 2O2Na 2SO 3+O 2=2Na 2 SO 4 亚硫酸易被氧化而变质 （ 4）浓 H 2SO 4 有关反应（稀H 2SO 4 具有酸的通性）4 硫化物的溶解性硫化物溶解性反应举例Na 2 S、K 2 S、NH 4 2S溶于水,又溶于酸NH 4 2S+2HCl=2NH 4 Cl+H 2SBaS 、CaS 、MgS 、A

6、l 2S 3遇水分解Al 2S 3+6H 2 O=2AlOH 3 +3H 2 SZnS （白）、FeS （黑）不溶于水,但溶于酸ZnSO 4 +Na 2 S=ZnS +Na 2 SO 4ZnS+H 2 SO 4=ZnSO 4+H2 SAg2S、HgS 、CuS 、PbSHgS 为红色,其他均为黑色不溶于水,也不溶于酸CuSO 4+H2 S=CuS +H 2SO 42AgNO 3 +Na 2 S=Ag 2 S+2NaNO 35 浓硫酸的氧化性和稀硫酸的氧化性的区分浓硫酸具有强氧化性,其氧化性是由硫酸分子中处于最高价态的+6 价的硫产生的,加热能氧化很多金属、非金属及某些具有仍原性的化合物,浓硫酸

7、的仍原产物一般为二氧化硫；稀硫酸溶液中不存在硫酸分子,因而无强氧化性,但电离产生H+ 具有肯定的氧化性,能氧化比较活泼的金属（如Zn 等）而发生置换反应,稀硫酸的仍原产物为氢气；由此可见,浓硫酸和稀硫酸都具有氧化性,但产生氧化性的缘由是不同的,因此其氧化才能也有强与弱的差别,被仍原产物也不相同；6 硫化氢、二氧化硫有关反应运算技巧. H 2 S、O2 混合气体燃烧运算技巧不完全燃烧： 2H 2 S+O 2（不足）2S +2H 2O完全燃烧： 2H 2 S+3O 3 （充分）2SO 2 +2H 2O 争论：（ 1）当时,发生反应,产物为S,H 2O（ 2）当时,发生反应,产物为SO 2 , H2

8、 O（ 3）当时,发生、反应,产物S,SO 2 ,H 2O可将（ 1）、（ 2）两式合并,并用待定系数法配平留意：运算时应依据nH 2S： nO 2 的比值分别挑选、式进行运算,假如作为挑选题,可以用如下争论：如,就只发生反应；如,只发生反应；如,、反应均发生,生成SO 2 的量为（体积或摩尔）；. H 2S, SO 2 混和运算的进一步推广：即它们的盐在酸性条件下生成硫的运算、争论依据的化学原理有：Na 2 S+H 2SO 4 =Na 2SO 4 +H2S Na 2 SO 3+H 2SO 4=Na 2SO 4+SO 2+H 2 O 2H 2 S+SO 2 3S+2H 2 O如设 Na 2SO

9、 3 为 amol , Na 2 S 为 bmol ,足量 H 2SO 4 条件下反应,就有以下情形：时,正好完全反应,生成S时, Na 2 SO 3 过量,产物为SO 2 和 S时, Na 2 S 过量,产物为 H 2S 和 S 7 物质的漂白性规律(1) 由于发生物理变化能起漂白作用的物质：活性炭,具有吸附性(2) 由于发生化学变化而具有漂白作用的物质有： SO 2 能与某些有色物质化合形成无色的化合物而具有漂白作用,SO 2 的漂白作用是可逆的 HClO 、O 3 、H2 O2 、Na 2O 2 ,浓 HNO 3 具有很强的氧化性,能将染料和有机色质氧化而使之褪色,HClO 等的漂白作用

10、不行逆； HClO 、浓 HNO 3 和 Na 2O 2 能使指示剂变色后褪色说明：由于浓硝酸有强腐蚀性,所以一般不用它做漂白剂8 硫酸与金属反应的一般规律(1) 浓 H2 SO 4 与金属反应的规律常温时, Fe 、Co 、Ni 、Cr 、Al 等金属与浓 H2 SO 4 作用,发生“钝化”加热时,除Au、Pt 外,绝大多数金属都能与浓硫酸发生反应,但都没有氢气生成金属活动次序表中氢以前的金属与浓H 2SO 4 作用时,金属被氧化为相应的硫酸盐,一般情形下,H2 SO 4 被仍原为 SO 2 ,但仍原性较强的金属,如锌等与浓H 2SO 4 作用时,仍原产物主要是SO 2,往往同时有单质硫和硫

11、化氢显现金属的仍原性越强,生成S 和 H2S 的倾向就越大；在金属活动次序表中氢以后的金属,在加热忱形下跟浓硫酸作用,金属被氧化为相应的硫酸盐,仍原产物均是SO 2,而不生成S 和 H2 S；但随着浓 H 2SO 4 消耗,浓度变小成稀H 2SO 4,氢以后的金属便不反应了,而氢以前的金属仍可以反应置换H 2,这在运算题中要特殊留意(2) 稀硫酸与活泼金属反应,生成硫酸盐如金属为变价金属,就生成低价金属的硫酸盐和氢气例如： Fe+H 2 SO 4 稀=FeSO 4 +H 2Cu 、Hg 、Ag 等位于氢后面的金属与稀H2 SO 4 不反应9 工业制硫酸的十个“三”(1) 三原料 黄铁矿或硫、空

12、气、水 (2) 三阶段硫铁矿煅烧 SO 2 的制备和 SO 2 的净化和氧化 SO 3 的吸取和 H 2SO 4 的生成(3) 三方程SO 3+H 2O H2 SO 4(4) 三条件 SO 2 转化为 SO 3 需 1 个大气压、 400 500 、 V2 O 5 作催化剂 (5) 三设备沸腾炉、接触室、吸取塔(6) 三杂质 矿尘、砷、硒的化合物、水蒸气(7) 三净化 除尘、洗涤、干燥 (8) 三原理 热交换、逆流、增大接触面(9) 三留意 粉碎硫铁矿、用 98.3 的浓 H 2SO 4 吸取 SO 3、SO 2 的回收与利用 (10) 三关系 FeS 2 2H 2SO 4 ,S H2SO 4

13、,SO 2H 2SO 4 10 浓 H 2SO 4 的吸水性与脱水性有何不同(1) 浓硫酸能够剧烈地吸水而形成一系列稳固的水化物,如H 2SO 4H 2O、H 2SO 4 2H 2 O 和 H 2SO 4 4H 2 O 等；例如,浓 H 2SO 4 可以吸取空气里的水分；因而,浓H 2SO 4 可用作某些气体的干燥剂；吸水性是指浓硫酸吸取直接的H 2O,这 H 2O 可以是游离水或晶体中的结晶水或某反应生成的水(2) 浓硫酸也能夺取纸张、木材、 衣服、皮肤等有机物中的氢原子和氧原子按水的组成比 ,使它们炭化； 但并不是都游离出碳, 例如浓硫酸使甲酸 HCOOH 脱水以后生成的是一氧化碳；脱水性

14、指浓硫酸吸取非现成的H 2O,而在指把有机物中H、O 原子按个数 2 1 脱走11 浓 H 2SO 4 能干燥的气体(1) 挑选干燥剂时应把握的原就： 一是干燥剂本身应具有吸水性, 二是干燥剂与被干燥气体主要成分 之间不能发生化学反应 氧化仍原反应、复分解反应、络合反应、化合反应(2) 浓 H2 SO 4 具有酸性,因而不能用来干燥碱性气体氨气NH 3(3) 浓 H2 SO 4 又具有强氧化性,所以不能用来干燥强仍原性的气体,例如H 2S、HI 、HBr 等(4) 可用浓 H 2 SO 4 干燥的气体有 H2 、O2 、CO 2 、CO 、SO 2、N2、CH 4 、C2 H4 、HCl 、C

15、l 2 等(5) 干燥用仪器为洗气瓶氢气与水一、 O2、H2、H2 O、 H2O2 的转化关系二、氢气的有关性质1. 氢气参与的有关反应（ 1）与非金属单质作用H2+X2=2HX（ X F、Cl 、 Br 、I ）H2+SH 2S3H2+N22NH3（ 2）与某些化合物作用（ 3）与活泼金属作用（ 4）与不饱和有机物发生加成反应CH3CHO+H2 CH3 CH2OH2. 产生 H2 的反应（ 1）金属与水反应2Na+2H2O=2NaOH+2H（ 2）金属与酸反应（H 以前的活泼金属）2Al+6HCl=2AlCl 3+3H2（ 3）活泼金属与水解呈酸性的盐的反应（如镁粉与NH4Cl 溶液）+2+

16、Mg+2H=Mg +H2（ 4）氢化物的分解CH4C+2H2H2SH2+S+（ 5）某些单质与碱溶液反应2Al+2H2O+2NaOH=2NaAl2O+3H2 Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H22（ 6）原电池或电解池中H 放电2H+2e=H （ 7）活泼金属与含OH的有机物作用2C2H5OH+2Na 2C2H5ONa+H2（ 8）活泼金属与含COOH的有机物作用2CH3COOH+2Na 2CH3COONa+2H（ 9）金属氢化物与水的反应CaH2+2H2O=CaOH2+2H2三、水的有关性质1、与水有关的反应（ 1）水参与的氧化仍原反应水作氧化剂C+H2OgCO+H2 2K+2H

17、2O=2KOH+2H水作仍原剂；2F2+2H2O=4HF+O2水既作氧化剂又作仍原剂水既不作氧化剂也不作仍原剂,但反应是氧化仍原反应Cl 2+H2O=HCl+HClO3NO2+H2O=2HNO3+NO2Na2O2+2H2O=4NaOH+2O（ 2）分子或离子形成水合物（水合离子）NH3+H2O=NH3 H2OCaSO4+2H2O=CaSO4 2H2OH2SO4+nH2O=H2SO4 nH2OCu +4H2O=CuH 2O42+2+（ 3）水解反应盐类水解（包括双水解）：酯类水解（包括油脂）：卤代烃水解：糖类水解（二糖及多糖）：蛋白质水解：（ 4）金属氧化物（碱性氧化物）、非金属氧化物（酸性氧化

18、物）与水化合反应Na2O+H2O=2NaOHSO3+H2O=H2SO4（ 5）部分有机物与H2O加成反应2. 常见与水有关的说法及其成分的熟悉（ 1）重要的水溶液氯水、溴水、碘水；氨水；水玻璃（Na2SiO3 水溶液）；石灰水；苏打水（ Na2HCO3 的水溶液）；王水（浓盐酸和浓硝酸体积比3： 1 的水溶液）；卤水（MgCl2 、NaCl 的水溶液）；生理盐水（ 0.9%NaCl 水溶液）；（ 2）纯水或含微量元素的水自来水；矿泉水；井水；蒸馏水；纯洁水；太空水；硬水（临时硬水,永久硬水）；软水；（ 3）部分物质的名称中有水,但物质中并没有水水银；铁水；铜水；双氧水（H2 O2）；水晶（ S

19、iO2 ）,水泥（ 3CaO SiO2 , 2CaOSiO 2,3CaO Al 2 O3）；（ 4）氢或氧同位素形成的水18重水（ D2O）；超重水（ T2O）；重氧水（ H2 O）3. 水在化学上的作用(1) 作溶剂(2) 作催化剂 Zn+I 2ZnI 2（滴水生烟反应）(3) 作净化剂（除杂质）(4) 洗涤剂 溶于水的物质的洗涤方法,过滤物的洗涤(5) 导热剂 水浴加热,保持恒温(6) 灭火剂 大部分物质如着火可用水灭火(7) 爱护剂 液溴为防止挥发,用水封 (8) 鉴别试剂四、 H2 O2 的有关学问 1H 2O2 的结构特点像 Na2 O2 一样,在 H2 O2 分子中含有一个过氧键O

20、O,每个氧原子上各连着一个氢原子其中O H为极性键, O O为非极性键,各原子不在一个平面,不是直线型分子,分子为极性分子像 Na2 O2 一样,因含有过氧键而不稳固,易分解成H2 O和 O2 ；2H 2O2 的性质不稳固性2H2O2 2H2O+O2 加热、见光、加催化剂 如 MnO2 ,乃至加碱都使其分解速率加快由于过氧键 其中的氧呈 -1 价,具有强氧化性易得电子变成 2 价的氧 不稳固易分解出O2 而具有强氧化性强氧化性+无论酸性介质仍是碱性介质的条件下,H2 O2 都是强氧化剂： H2 O2+2e +2H=2H2O,H2O2 +2e =2OH油画置于空气中,天长日久就会生成黑色PbS,

21、而使油画的颜色变暗如用H2O2 来“清洗”,就可将PbS转变为白色的 PbSO4而使油画“复原”；这个“清洗”依据的原理就是利用H2 O2 的强氧化性其反应为： 4H2 O2 +PbS=PbSO4 +4H2 O弱仍原性H2 O2 中氧为 1 价,也可表现出弱的仍原性：+H2 O2 -2e=2H+O2, H2O2 +2OH-2e 2H2 O+O2弱酸性H2 O2 是一种极弱的酸 比 HCN的酸性仍弱 ,如： H2O2+BaOH2 =BaO2 +2H2O 3H 2O2 的制法试验室常用过氧化物与H2O或稀酸反应来制备 H2 O2,由于 H2O2 易分解,一般只能得到稀溶液且宜在低温下制取 4H 2O2 的用途医疗上用 H2 O2 的质量分数 3或更低的双氧水作消毒剂工业上用 H2 O2 的质量分数 10的双氧水漂白毛、 丝以及羽毛等； 工业上也用过氧化氢作氧化剂、脱氯剂及生产过氧化物的原料；航天工业可用过氧化氢作火箭燃料双氧水是化学试验中的重要试剂之一,照试验室里可用双氧水来制取氧气