1、10氧族元素其化合物知识框架硫单质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；自然界中有硫的游离态存在，如火山口，温泉等；硫有多种同素异形体：如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。用途：大量用于制造硫酸、硫化天然橡胶，也用于制药和黑火药。2、 化学性质：硫原子最外层6个电子。a、与非金属单质S+O2SO2 S+H2H2S（说明硫化氢不稳定）b、与金属单质2Na+S=Na2S （剧烈反应并发生爆炸） 2Al+3SAl2S3（制取Al2S3的唯一途径）Fe+SFeS（黑色） 2Cu + SCu2S（黑色）【注】硫元素只有在过硫化物（H2S2、Na2S2、FeS2）中显1价c、与其他化
2、合物S+6HNO3（浓）H2SO4+6NO2+2H2O S+2H2SO4（浓）2SO2+2H2O3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O（用热碱溶液清洗硫）【例1】 （1）将m g铁粉和n g硫粉均匀混合，在密闭容器中加热到红热，冷却后加入_Lb molL1的盐酸就不再产生气体。若把已放出的气体收集起来，在标准状况下的体积是_。（2）若把0.1 mol铁粉和1.6 g硫粉均匀混合后，铺在石棉网上用酒精灯加热引燃，完全反应后，将残渣全部放入过量的稀H2SO4中充分反应，结果所产生的气体体积在标准状况下明显少于1.12 L，其原因是_。【答案】（1） 0.4m L（2）与硫反应的铁粉过
3、量，过量的铁粉在加热的条件下被空气中的氧气氧化，生成了铁的氧化物，与H2SO4反应不再放出H2，故放出气体的体积小于2.24 L硫的化合物一、 硫的氢化物硫化氢的制取：FeS+H2SO4（稀）=FeSO4+H2S（不能用浓H2SO4或硝酸，可以用盐酸，因为H2S具有强还原性）物理性质：H2S是无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体；能溶于水，密度比空气略大。硫化氢的化学性质A 可燃性：当2/1时，2H2S+O22S+2H2O（H2S过量） 当2/3时，2H2S+3O22SO2+2H2O（O2过量） 当时，两种反应物全部反应完，而产物既有S又有SO2B强还原性：常见氧化剂Cl2、Br2、Fe3+、HNO3
4、、KMnO4等，甚至SO2均可将H2S氧化。C不稳定性：300以上易受热分解二、 硫的氧化物（1）二氧化硫：SO2是无色而有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，容易液化，易溶于水。SO2是酸性氧化物，能跟水反应生成亚硫酸，亚硫酸是中强酸。SO2有强还原性 常见氧化剂（见上）均可与SO2发生氧化一还原反应如：SO2 + Cl2 +2H2O = H2SO4 + 2HClSO2也有一定的氧化性 2H2S + SO2 = 3S +2H2OSO2具有漂白性，能跟有色有机化合物生成无色物质（非氧化还原反应）实验室制法：Na2SO3 + H2SO4(浓) = Na2SO3 + H2O +SO2 （2）三氧化
5、硫：是一种没有颜色易挥发的晶体；具有酸性氧化物的通性，遇水剧烈反应生成硫酸并放出大量的热。（3）比较SO2与CO2、SO3SO2CO2SO3物理性质无色、有刺激性气体、易液化易溶于水(1:40)无色、无气味气体能溶于水(1:1)无色固体.熔点（16.8）与水SO2+H2O H2SO3 中强酸CO2+H2OH2CO3 弱酸SO3+H2O=H2SO4(强酸)与碱SO3+Ca(OH)2=CaSO4（微溶)紫色石蕊变红变红变红品红褪色不褪色不褪色鉴定存在能使品红褪色，加热后又恢复红色不能使品红褪色但能使清石灰水变浑浊氧化性SO2+2H2S=2S+2H2OCO2+2Mg 2MgO+CCO2+C2CO还原
6、性有无与Na2O2 Na2O2+SO2=Na2SO42Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O22Na2O2+2SO3=2Na2SO4+O2（4）酸雨的形成和防治：硫酸型酸雨的形成过程为：SO2+H2O=H2SO3、2H2SO3+O2=2H2SO4。三、 硫酸1. 硫酸的物理性质（1）物理性质：纯硫酸是一种无色油状液体，沸点高，难挥发98的硫酸称为浓硫酸，其密度为1.84g/mL，物质的量浓度为18.4mol/L，浓硫酸溶于水时放出大量的热（2）稀释浓硫酸的方法：把浓硫酸沿器壁慢慢地注入水中，并不断搅拌，使产生的热量迅速地扩散出去切不可把水倒入浓硫酸里，以防飞溅2. 浓硫酸的特性（1）吸水性：
7、浓H2SO4能吸附物质中湿存的水分； 利用此性质可用浓H2SO4作干燥剂，干燥一些不与浓H2SO4反应的气体可用浓H2SO4干燥的气体：O2、H2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4、C2H2等【拓展】浓H2SO4不能干燥碱性气体(如NH3)和具有较强还原性的气体(如H2S、HI)（2）脱水性：浓硫酸将有机物里的氢、氧元素按原子数2：1的比例脱去的性质【拓展】吸水性和脱水性的比较硫酸规格浓硫酸浓硫酸作用类型吸水作用脱水作用作用对象由H2O分子组成的水，结晶水合物中的水一般为含氢、氧元素的有机物，H、O原子按2：1的物质的量之比脱去变化类型物理变化化学变化能量变化放热放热（3）强氧化性
8、： 浓硫酸与金属反应：Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2+ 2H2O浓硫酸与非金属反应：C + 2H2SO4(浓) CO2 +2 SO2+ 2H2O S + 2H2SO4(浓) 3SO2 + 2H2O浓硫酸氧化还原性化合物：H2S + H2SO4(浓) = S+ SO2+2H2O 2HI + H2SO4 (浓)= I2 + SO2 + 2H2O常温下可以使Fe、Al钝化，但加热时，Fe、Al可与浓H2SO4反应【拓展】浓硫酸的氧化性：在高浓度下硫酸主要以分子的形式存在，硫酸中含有非金属性较强且又呈最高价态(+6价)的硫元素，所以能表现出强氧化性浓硫酸在作氧化剂时，主要是+6价
9、的硫原子得电子，被还原为低价的硫元素，一般不会有+1价的氢被还原为氢气浓硫酸有强氧化性，所以不能用来干燥还原性气体，CO、H2除外（4）难挥发性：根据此性质可制挥发性酸H2SO4(浓)+2NaClNa2SO4+2HCl3. 硫酸工业（1）硫酸的工业制法（三个阶段、三个原理、三种设备）阶段化学方程式设备SO2的制取和净化4FeS2+11O2煅烧2Fe2O3+8SO2沸腾炉SO2的接触氧化2SO2+O22SO3接触室SO3的吸收和H2SO4的生成SO3+H2O=H2SO4吸收塔（2）关于硫酸工业综合经济效益的讨论1）环境保护与综合利用原料尾气吸收：SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3；(N
10、H4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2+H2O这样得到的SO2气体含量较高，可返回车间作生产硫酸的原料或作他用，同时得到的(NH4)2SO4可作肥料污水处理(用石灰乳中和处理)：Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O废渣的利用：黄铁矿矿渣一般可作为制造水泥的原料或制砖含铁量高的矿渣，经处理后可用于炼铁2）能量的充分利用：余热可以预热反应物(使用热交换器)或发电【例2】 下列物质和氢硫酸反应不能产生沉淀的是APb(NO3)2溶液 BNa2S溶液 CCuSO4溶液 DH2SO3溶液【解析】A生成PbS沉淀； B中Na2S与H2S不反应； C生成CuS沉淀； D生成单质S沉
11、淀。【答案】B 【例3】 根据硫化氢气体的实验室制法和性质完成下列填空。（1）若用启普发生器制取硫化氢气体，则制取气体的原料可选用_。 a稀硫酸与硫化亚铁 b稀硝酸与硫化亚铁 c稀硫酸与硫化钠 d稀盐酸与硫化亚铁（2）现要组装一套可以控制硫化氢气体产生速率的装置，请在下图中选择合适的仪器； _（填编号）。 （3）如右图，在一个充满氧气的集气瓶中加入少量品红稀溶液，点燃硫化氢气体。在火焰自动熄灭后，停止通入气体，瓶内可观察到的现象是_。（4）在上述集气瓶中继续通入硫化氢气体，振荡，发生反应的化学方程式为：_反应过程中，溶液的pH_（填“变大”、“变小”或“不变”）。（5）点燃不纯的硫化氢气体可能
12、会发生爆炸，为了防止意外，可连接一个安全装置。下图的装置能起到此作用的是_。（6）已知硫化氢气体在空气中的体积分数为4.3%45.5%时会发生爆炸。当硫化氢气体在空气中的体积分数为30%时，其爆炸产物是_。【来源】2009年上海卷【答案】（1）a d （2） （3）品红溶液褪色：瓶壁有淡黄色粉末和无色的小液滴（4）SO2+2H2S=3S+2H2O 变大 （5）b （6）S H2O【例4】 利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤。（1）某温度下，SO2（g） O2（g） SO3（g）；H98 kJmol1。开始时在100 L的密闭容器中加入4.0 mol SO2(g)和1
13、0.0 mol O2(g)，当反应达到平衡时共放出热量196 kJ，该温度下平衡常数K 。（2）一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生下列反应： 2SO2（g）O2（g）2SO3（g），达到平衡后改变下述条件，SO2、O2、SO3气体平衡浓度都比原来增大的是 （填字母）。 A保持温度和容器体积不变，充入2molSO3 B保持温度和容器体积不变，充入2molN2C保持温度和容器体积不变，充入0.5 mol SO2和0.25 mol O2D保持温度和容器内压强不变，充入1 mol SO3E升高温度 F移动活塞压缩气体（3）某人设想以右图所示装置用电化学原理生产硫酸
14、，写出通入SO2的电极的电极反应式： 。（4）若通入SO2的速率为2.24 Lmin-1（标准状况），为稳定持续生产，硫酸溶液的浓度应维持不变，则左侧水的流入速率应为 mLmin-1。【来源】2010年江苏镇江【答案】（1）10/3或3.33 （2）A、C、F（3）SO22H2O2e SO42-4 H+ （4）13.4 mLmin1【例5】 聚合硫酸铁又称聚铁，化学式，广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量等）制备聚铁和绿矾（FeSO47H2O），过程如下：（1）验证固体焙烧后产生的气体含有的方法是 （2）实验室制备，收集干燥的，所需仪器如下。装置A产生，按气流方向
15、链接各仪器口，顺序为a f。装置D的作用是 ，装置E中溶液的作用是 。（3）制备绿矾时，向溶液X中加入过量，充分反应后，经操作得当溶液Y，再经浓缩，结晶等步骤得到绿矾。（4）溶液Z影响聚铁中铁的质量分数，用pH试纸测定溶液pH的操作方法为。若溶液Z的pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏。【来源】2010年山东【答案】（1）将气体通入品红溶液中，如品红褪色，加热后又变红，证明有。（2）d e c b；安全瓶，防止倒吸；尾气处理，防止污染 （3）铁粉 过滤（4）将试纸放到表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，点到试纸的中央，然后跟标准比色卡对比。低氧族元素1、氧族元素比较：原子半径 OSSeTe 单质氧化性
16、 O2SSeTe单质颜色 无色 淡黄色 灰色 银白色 单质状态 气体 固体 固体 固体氢化物稳定性 H2OH2SH2SeH2Te最高价含氧酸酸性 H2SO4H2SeO4H2TeO43、 O2和O3比较O2O3颜色无色气态淡蓝色气味无刺激性特殊臭味水溶性臭氧密度比氧气的大密度臭氧比氧气易溶于水氧化性强（不易氧化Ag、Hg等）极强（O3+2KI+H2O=2KOH+I2+O2）（易氧化Ag、Hg等不活泼金属）漂白性无有（极强氧化性作消毒剂和脱色剂）稳定性O2O33O22O3 2O3=3O2 （常温：缓慢；加热：迅速）相互关系臭氧和氧气是氧的同素异形体3、比较H2O和H2O2H2OH2O2稳定性稳定：
17、2H2O2H2+O2不稳定 2H2O22H2O+O2氧化性较弱（遇强还原剂反应）2Na+2H2O=2NaOH+H2较强（遇还原剂反应）SO2+H2O2=H2SO4还原性较弱（遇极强氧化剂反应）2F2+2H2O=4HF+O2较强（遇较强氧化剂反应）2MnO4+5H2O2+6H+=2Mn2+5O2+8H2O作用饮用、溶剂等氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂等【例6】 已知硫和氧同族，性质相似，请用化学方程式解释下列实验现象： (1)CS2和Na2S水溶液一起振荡，水溶液由无色变有色 。(2)P2S5溶于K2S水溶液中 。(3)Na2S2溶液中加稀HCl产生浅黄色沉淀 。【答案】(1)CS2Na2S=N
18、a2CS3 (2)P2S5K2S=2KPS3 (3) Na2S22HCl=2NaClSH2S【例7】 过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂，它的水溶液又称为双氧水，常用作消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液，准确测定了过氧化氢的含量，并探究了过氧化氢的性质。.测定过氧化氢的含量，请填写下列空白：（1）移取10.00 mL密度为 g/mL的过氧化氢溶液至250 mL _(填仪器名称)中，加水稀释至刻度，摇匀。移取稀释后的过氧化氢溶液25.00 mL至锥形瓶中，加入稀硫酸酸化，用蒸馏水稀释，作被测试样。 （2）用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样，其反应的离子方程式如下，请将相关物质的化学
19、计量数及化学式填写在方框里。 MnO4 + H2O2 + H+ = Mn2+ + H2O + _ （3）滴定时，将高锰酸钾标准溶液注入_（填“酸式”或“碱式”）滴定管中。滴定到达终点的现象是_。 （4）重复滴定三次，平均耗用c mol/L KMnO4标准溶液VmL，则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为_。 （5）若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果_（填“偏高”或“偏低”或“不变”）。.探究过氧化氢的性质 该化学小组根据所提供的实验条件设计了两个实验，分别证明了过氧化氢的氧化性和不稳定性。（实验条件：试剂只有过氧化氢溶液、氯水、碘化钾淀粉溶液、饱和硫化氢溶液，实验仪器及用品
20、可自选。）请将他们的实验方法和实验现象填入下表：实验内容实 验 方 法实 验 现 象验证氧化性验证不稳定性【来源】2009年四川【答案】（1）容量瓶 （2）2 5 6 2 8 5 O2 （3）酸式 滴入一滴高锰酸钾溶液，溶液呈浅红色，且30秒内不褪色 （4）17cV/200 （5）偏高实验内容实验方法实验现象验证氧化性取适量饱和硫化氢溶液于试管中，滴入过氧化氢溶液。（取适量碘化钾淀粉溶液于试管中，加入过氧化氢溶液。）产生淡黄色沉淀或溶液变浑浊。（溶液变蓝色。）验证不稳定性取适量过氧化氢溶液于试管中，加热，用带火星的木条检验。（取适量过氧化氢溶液于试管中，加热，用导气管将得到的气体通入到装有饱和
21、硫化氢溶液的试管中。）产生气泡，木条复燃。（溶液变浑浊或有浅黄色沉淀产生）【例8】 臭氧是一种强氧化剂，常用于消毒、灭菌等。（1）O3与KI溶液反应生成的两种单质是_和_.（填分子式）（2）O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间（t）如表所示。已知：O3的起始浓度为0.0216 mol/L。3.04.05.06.02030123116958301581084815503126157pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是_.在30C、pH=4.0条件下，O3的分解速率为_ mol/(Lmin)。据表中的递变规律，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为_.（填字母代号）a. 40C、pH=3.0 b. 10C、pH=4.0 c. 30C、pH=7.0（3）O3 可由臭氧发生器（原理如题29图）电解稀硫酸制得。图中阴极为_(填“A”或“B”)，其电极反应式为_.若C处通入O2，则A极的电极反应式为_.若C处不通入O2，D、E处分别收集到xL和有yL气体(标准情况)，则E处收集的气体中O3所占的体积分数为_.(忽略O3的分解)。【来源】杨云晓老师推荐【答案】（1）O2 ，I2 （2）溶液的OH-浓度；0.0001； bac （3）A,2H+2e-=H2 O2+4e-+4H+=2H2O
