2022年高中化学氧族元素知识点.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载氧族元素难点聚焦 1、氧族元素的原子结构及性质的递变规律 2、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爱护伞MnO 2过氧化氢不稳固分解,2H2O2=2H 2O+O 2 可作氧化剂、漂白剂;3、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(验,如 SO2、HCl、NH3);易液化( 10)4、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=Na 2SO3+H 2O 140);(可用于进行喷泉实与水反应生成相应的酸:SO2+H 2O=H 2SO3(
2、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,它很不稳固, 简单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,有淡黄色不溶物显现;SO22H 2S=3S 2H 2O 3)、仍原性: SO2 使溴水和高锰酸钾溶液褪色 SO2Br22H 2O= H 2SO4 2HBr 5SO2+2KMnO 4+2H 2O=K 2SO4+2MnSO 4+2H 2SO42SO2O2 2 SO3SO 3 是一种无色固体,熔点是16.80C,沸点也只(SO3+H 2O=H 2SO4,SO 3 是无色固体有
3、 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: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固的,易分解而复原原先有色物质的颜色;漂白性的比较 具有漂白性的物质名师归纳总结 物质HClO、 O3、H2O2 、Na2O2SO2不木炭第 1 页,共 15 页原理将有色物质氧化分解与有色物质结合生成无将有色物质的分子吸附色物质在其表面实质氧化仍原反应非氧化仍原反应物理吸附成效永久性临时性临时性范畴可漂白大多数有色物质,能可漂白某些有色物质,可吸附某些有色物质的使紫色石蕊褪色能使石蕊试液褪色分子- - - - - - -精选学习资料
4、- - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载把 Cl 2 和 SO2 混合用于漂白,能否增强漂白成效?为什么?答案不能,SO2Cl 22H2O= H 2SO42HCl 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,有时仍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 CO 2 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 KMnO 4
5、 溶液或饱和NaHCO 3溶液 吸取 SO2,再通过品红溶液 5、制法1) .工业制法a,硫磺燃烧法S+O 2点燃SO2检验 SO2是否被除尽 ;b,煅烧硫铁矿法4FeS2+11O2高温2Fe2O3+8SO22) .试验室制法Na2SO3() H2SO4(浓 =Na2SO4SO2 H2O 试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;6、二氧化硫的污染不能用很稀的硫酸,由于SO2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 SO2 :pH 小于 5.6 的雨水,称之为酸雨;7. 利用硫酸的强酸性制备多种物质:(1)制气体:制氢气 Zn+H2SO4 ZnSO 4+
6、H2 ; 制 H2S:FeS+H2SO4 H 2S +FeSO42 制较弱的酸:制 H3PO4; Ca3PO4 2+3H2SO4 浓 2H3PO4+2CaSO制 CH3COOH:2CH3COONa+H 2SO4 2CH 3COOH+Na 2SO43 制化肥:Ca3PO42+2H2SO4 浓 CaH2PO4 2+2CaSO42NH3+H2SO4=NH42SO44 制硫酸盐:制胆矾:CuO+H 2SO4+4H2O CaSO5H2O晶体 制绿矾: Fe+H2SO4 FeSO4+H28. 利用 H2SO4 高沸点性制取易挥发性酸;名师归纳总结 (1)制 HF:CaF2+H2SO4 浓 2HF +CaS
7、O 4 铅皿中 第 2 页,共 15 页微热(2)制 HCl:NaCl(固) +H2SO4(浓) NaHSO4+HCl- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - NaHSO强热 4+NaCl Na学习必备欢迎下载2SO4+HCl微热(3)制 HNO 3:NaNO 3+H2SO4(浓) HNO3 +NaHSO9. 利用硫酸的稳固性制不稳固性酸; Na 2SO3+H2SO4 Na 2SO4+H2O+SO 210. 利用浓 H2SO4的强氧化性制取 SO2 Cu+2H 2SO4 浓 CuSO 4+SO 2 +2H2O 11. 利用浓 H2SO4的脱水性:浓H2SO4(
8、1)制 C2H4:CH3CH2OH CH 170 C2 CH2 +H2O (2)制 CO:HCOOH CO 浓H2SO4 +H2O 12. 利用浓 H2SO4的吸水性做干燥剂;干燥: O2、H2、Cl 2、N2、CO、CO2、SO2不干燥:碱性:NH3仍原性: H2S、HI、HBr 13. 用 H2SO4作催化剂:浓H2SO4(1)乙烯水化: CH2CH2+H2O CH3CH2OH 13. 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 难挥发性;(2)化学性质: 吸水性(干燥剂)三种形式: 与水任意比例混溶,溶于水猛烈放热;98.3%,沸点为 338,高沸点 吸取气体中水蒸气(作
9、为干燥剂,不能干燥硫化氢、溴化氢、碘化氢、氨气) 与结晶水合物反应;试验: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; 脱水性(炭化) 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; 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2:1夺取有机物中的氢原子和氧原子; 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); 强氧化性 试验 65:浓硫酸与铜反应,请同学留意反应现象,分析反应产物存在的依据;Cu2 H2SO 4(浓)CuSO 4SO 2
10、2H2O强调:硫酸所起的作用(氧化剂与酸的作用);表达:浓硫酸也与木炭反应,C2 H2SO 4CO22SO 22H2O分析上述反应中元素化合价的变化情形,指出氧化剂和仍原剂;摸索:请设计试验证明浓硫酸与炭反应的三种产物,画出试验装置图;名师归纳总结 介绍:钝化现象及有关应用(分别举Al 、 Fe,说明缘由);第 3 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - (二)2 SO 4检验学习必备欢迎下载 X BaCl 2 溶液现象(产生白色沉淀)HCl 溶液 现象(沉淀不消逝)2 2结论:可能含有 SO 4、Ag、Hg 2; X Ba NO 3 2 溶
11、液现象(产生白色沉淀)HNO 3 溶液现象(沉淀不消逝)结论:可能含 SO 4 2、SO 3 2; X Ba NO 3 2 溶液现象(产生白色沉淀)HCl 溶液 现象(沉淀不消逝)结论:可能含 SO 4 2、SO 3 2; X BaCl 2 溶液现象(产生白色沉淀)HNO 3 溶液现象(沉淀不消逝)结论:可能含 SO 4 2、SO 3 2、Ag、Hg 2 2;2 2小结: 在中学化学里经常先用盐酸把溶液酸化,以排除 CO 3、SO 3、Ag 等可能造成2的干扰,再加入 BaCl 溶液,依据是否有白色沉淀显现来阐明原溶液中是否有 SO 4 存在;(三)硫酸盐1. 酸式盐NaHSO 、KHSO 的
12、水溶液显酸性, 由于:NaHSO4NaH2 SO 4,所以,有强酸作用;2. 正盐名师归纳总结 硫酸盐2结晶水合物的俗名主要用途第 4 页,共 15 页CaSO 4CaSO 42 H2O生石膏制粉笔、模型、塑像等2 CaSO 4H2O熟石膏Na2SO 4Na2SO 410 H2O芒硝制玻璃、造纸工业ZnSO 4ZnSO 47H2O皓矾收敛剂、防腐剂、颜料BaSO 4重晶石医疗上用作“ 钡餐”FeSO 4FeSO 47H2O绿矾补血剂、制蓝黑墨水CuSO 4CuSO 45 H2O蓝矾、胆矾制农药、镀铜液KAlSO 4KAlSO 4212 H2O明矾净水剂- - - - - - -精选学习资料 -
13、 - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载四、接触法制硫酸的原理、过程及典型设备1三种原料:硫铁矿(FeS2)、空气、水;2三步骤、三反应:(1) 4FeS2 +11O 2= 2Fe2O3+8SO2(高温)(2)2 SO2+ O 2 2 SO3(催化剂,加热),(3) SO3 + H 2O = H 2SO4 3三设备:( 1)沸腾炉( 2)接触室( 3)合成塔 4三原理:化学平稳原理、热交换原理、逆流原理;(1)增大反应物浓度、增大反应物间接触面积,能提高反应速率并使化学平稳向正反应方向移动,以充分提高原料利用率;(2)热交换原理:在接触室中生成的热量经过热交换器,传递给进入接触室的
14、需要预热的混合气体,为二氧化硫的接触氧化和三氧化硫的吸取制造了有利条件;(3)逆流原理:液体由上向下流,气体由下向上升,两者在逆流过程中充分反应;接触法制硫酸的原理、过程及典型设备三原料三阶段三反应(均放热)三设备三净化黄铁矿造气4FeS2+11O 2= 2Fe 2O3+8SO2(高沸腾炉除尘或 S 温)或 S+O 2=SO2 空气接触氧接触室(含热洗涤2 SO2 + O 2 2 SO3 (催化剂)化交换器)98.3%浓三氧化SO3+ H 2O = H 2SO4 吸取塔干燥硫酸硫吸取接触法制硫酸示意图:5应用化学反应速率和化学平稳移动原理挑选相宜条件名师归纳总结 - - - - - - -第
15、5 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载(1)二氧化硫接触氧化的反应是一个气体总体积缩小的、放热的反应;(2)相宜条件:常压、较高温度(400500)和催化剂6接触法制硫酸中应留意的几个问题(1)依据反应物之间的接触面积越大反应速率越快的原理,小的矿粒,增大矿石跟空气的接触面积,使之充分燃烧;送进沸腾炉的矿石要粉碎成细(2)依据增大廉价易得的反应物的浓度,使较珍贵的原料得以充分利用的原理,采纳过 量的空气使黄铁矿充分燃烧;(3)通入接触室的混合气体必需预先净化,其缘由是: 炉气中含有二氧化硫、氧气、 氮气、水蒸气以及砷、硒化合物、矿尘等;砷、硒化
16、合物和矿尘等会使催化剂中毒;水蒸气对生产和设备有不良影响;因此,炉气必需通过除尘、洗涤、干燥等净化处理;(4)在接触室里装有热交换器,其作用是在二氧化硫接触氧化时,用放出的热量来加热未 反应的二氧化硫和空气,充分利用热能,节省燃料;(5)不能用水吸取三氧化硫而用 且吸取速度慢;7、硫酸生产中的“三废 ”处理 1 尾气吸取98.3%的浓硫酸,如用水或稀硫酸吸取,简单形成酸雾,用氨水吸取,再用H2SO4 处理: SO2+2NH 3+H 2O=NH 42SO3NH 42SO3+H2SO4=NH 42SO4+SO 2 +H2O 用 Na2SO3 溶液吸取: Na2SO3+SO2+H 2O=2NaHSO
17、 3 2污水处理 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:CaOH 2+ H 2SO4=CaSO4+2H 2O;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,削减能耗;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);其次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,再送入吸取塔;4)废渣的利用黄铁矿的矿渣的主要成分是Fe2O3 和 SiO 2,可作为制造水泥的原料或用
18、于制砖;含铁量高名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载的矿渣可以炼铁;五、有关运算1物质纯度、转化率、产率的运算(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(%)=实际参与反应的原料量 投入原料总量100% (3)产率( %)=实际产量 理论产量100% (4)化合物中某元素的缺失率 =该化合物的缺失率2多步反应运算(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,即可一步运算;(2)元素守衡法:
19、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:FeS22H 2SO4, SH2SO4;如已知(欲求)FeS2 含量,用前面的关系式,如已知(欲求)S 的含量,用后一关系式,且二氧化硫转化率、三氧化硫吸取率均可折算成起始物留意:1、氧化性酸与酸的氧化性的区分酸根部分易得电子有氧化性氧化性酸FeS2(或 S)进行运算;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、依据氯气、硫等非金属单质性质的学习,把握非金属单质性质的一般方法应从以下几个方面 分析:与氢气的反应;与金属的反应;与氧气的
20、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、把握化合物性质的一般方法应从以下几个方面分析:稳固性;可燃性;酸碱性;氧化性和仍原性;特别性等;名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载例题精讲例 1哪些试验事实说明氯元素的非金属性比硫元素强,并用原子结构学问加以说明;解析:可以说明氯元素非金属性比硫元素强的主要试验事实有:氯气与氢气反应时间照可发生爆炸,反应猛烈,硫单质加热变为蒸气才可与H2 化合,且 H 2S 不如 HCl 稳固; H2SO
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