2022年高考化学一轮复习 第4章 第22讲 微专题10 氧族元素
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1、10 氧族元素氧族元素 1氧族元素的递变规律 (1)氧族元素概况 包括氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、钋(Po)、 (Lv)六种元素。常温下,单质除氧为气体外, 其余均为固体,氧、硫、硒为典型的非金属元素,碲为类金属,钋、 为金属。 (2)相似性和递变性 原子结构 最外层都有 6 个电子,在化学反应中可显2、4、6 价(氧无 最高正价) 化 学 性 质 氢化物 氧、硫、硒的单质可直接与氢气化合生成氢化物:2H2O2= 点燃 2H2O、H2S= H2S,碲不能直接与氢气化合,只能通过其他 反应间接制取碲化氢。单质和氢气化合的能力逐渐减弱;对应的 气态氢化物的稳定性逐渐减弱 氧化物 硫
2、、硒、碲均有二氧化物、三氧化物,且均是酸酐,其对应的水 化物分别为 H2RO3型和 H2RO4型两种酸。但所对应最高价氧化 物的水化物的酸性逐渐减弱 能与大多数金 属直接化合 如:FeS= FeS、2CuS= Cu2S、3Fe2O2= 点燃 Fe3O4、 2CuO2= 2CuO 提醒 除 K 、Na外,一般的金属硫化物难溶于水,如:FeS、ZnS、CuS 等。 金属硫化物在空气中灼烧,生成金属氧化物和 SO2,如:2ZnS3O2= 2ZnO2SO2。 2臭氧 (1)组成:臭氧的分子式为 O3,与 O2互为同素异形体。 (2)物理性质:常温常压下,臭氧是一种有特殊臭味的淡蓝色气体,密度比氧气大,
3、比氧气易 溶于水。吸入少量臭氧对人体有益,吸入过量对人体健康有一定危害。 (3)化学性质 不稳定性 O3不稳定,容易分解,反应的化学方程式为 2O3=3O2,在放电条件下 空气中的 O2可以转化为 O3,反应的化学方程式为 3O2= 放电 2O3 强氧化性 O3容易使淀粉- KI 溶液变蓝色, 反应的化学方程式为 2KIO3H2O=I2 2KOHO2 漂白性 O3因其强氧化性能使有色物质褪色,可用作杀菌消毒剂 (4)用途 可用作脱色剂和消毒剂; 臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线,是人类和其他生物的保护伞。 3过氧化氢 (1)结构 电子式:,结构式:HOOH。 (2)化学性质 不稳定性 加热、 光
4、照或加催化剂都能加快其分解: 2H2O2= MnO2 2H2OO2, 因此 H2O2 应保存在棕色瓶中并放置在阴凉处 弱酸性 相当于二元弱酸:H2O2H HO 2,HO 2 H O2 2 强氧化性 工业上用10%的H2O2作为漂白剂, 医疗上用3%的H2O2作为消毒杀菌剂; 氧化 Fe2 、 SO2 3等还原性物质: H2O22Fe 22H=2Fe32H 2O, H2O2 Na2SO3=Na2SO4H2O; 使湿润的淀粉- KI 试纸变蓝:H2O22I 2H=I 22H2O 弱还原性 H2O2中1 价的氧遇强氧化剂可失去电子转化成 0 价氧而被氧化,如与 KMnO4溶液反应:2KMnO45H2
5、O23H2SO4=K2SO42MnSO45O2 8H2O 提醒 除 MnO2外,Fe2 、Mn2、Cu2、Cr3等也均能催化 H 2O2的分解;H2O2在碱性环 境中的分解远比在酸性环境中的快。 H2O2作氧化剂时,其还原产物一般为水,不引入杂质且对环境无污染,因而又称为绿色氧 化剂,常用于除去具有还原性的杂质离子。 4Se、Te 及其化合物 (1)硒及其化合物的性质 单质硒及其氢化物在空气中燃烧可得到 SeO2。 SeO2的氧化性比 SO2强,属于中等强度的氧化剂, 可氧化 H2S、 NH3等: SeO22H2S=Se 2S2H2O;3SeO24NH3=3Se2N26H2O。 亚硒酸可作氧化
6、剂,能氧化 SO2:H2SeO32SO2H2O=2H2SO4Se,但遇到强氧化剂 时表现还原性,可被氧化成硒酸:H2SeO3Cl2H2O=H2SeO42HCl。 (2)碲及其化合物的性质 碲在空气或纯氧中燃烧生成 TeO2。 TeO2是不挥发的白色固体,微溶于水,易溶于强酸、强碱,如 TeO22NaOH=Na2TeO3 H2O。 TeO2(H2TeO3)具有氧化性和还原性 H2TeO32SO2H2O=2H2SO4Te H2TeO3Cl2H2O=H2TeO42HCl (3)硒和碲的化合物均有毒。 1保罗 克拉兹等三位科学家因在氟利昂和臭氧层方面的工作获得诺贝尔化学奖,他们的研 究揭示了大气中臭氧
7、层被破坏的机理,如图所示。下列说法不正确的是( ) A氯原子在反应中作催化剂 B过氧化氯的结构式为 OClClO C臭氧分子最终转变成氧气分子 D过程中一氧化氯断键形成过氧化氯 答案 B 解析 图中反应历程为ClO3 ClOO2,ClOClO ClOOCl,ClOOCl日 光 2ClO2;该过程的总反应为 2O3 3O2,所以氯原子在反应中作催化剂,A 正确;氯 原子半径大于氧原子半径,所以图中原子半径较大的是氯原子,较小的是氧原子,所以过氧 化氯的结构式为 ClOOCl,B 错误;由该过程的总反应知臭氧分子最终转变成氧气分 子,C 正确;过程中 ClOClO ClOOCl,一氧化氯断键形成过
8、氧化氯,D 正确。 2向 CuSO4溶液中加入 H2O2溶液,很快有大量气体逸出,同时放热,一段时间后,蓝色溶 液变为红色浑浊(Cu2O),继续加入 H2O2溶液,红色浑浊又变为蓝色溶液,这个反应可以反复 多次。下列关于上述过程的说法不正确的是( ) ACu2 是 H 2O2分解反应的催化剂 BH2O2只表现了氧化性 CH2O2的电子式为 D发生了反应 Cu2OH2O24H =2Cu23H 2O 答案 B 解析 根据“蓝色溶液变为红色浑浊(Cu2O)”,说明铜离子被还原成1 价,H2O2表现了还 原性;继续加入 H2O2溶液,红色浑浊又变为蓝色溶液,说明发生了反应 Cu2OH2O24H =2C
9、u2 3H 2O,Cu2O 中1 价 Cu 被氧化成2,H2O2又表现了氧化性,故 B 错误、D 正 确;H2O2的电子式为,故 C 正确。 3为防止废弃的硒单质(Se)造成环境污染,通常用浓硫酸将其转化成二氧化硒(SeO2),再用 KI 溶液处理后回收 Se。发生的反应为Se2H2SO4(浓)=2SO2SeO22H2O;SeO2 4KI4HNO3=4KNO3Se2I22H2O,下列说法错误的是( ) A中 SO2是还原产物,SeO2是氧化产物 B中 KI 是还原剂,SeO2是氧化剂 C每生成 0.4 mol I2共转移 1.2 mol 电子 D氧化性由强到弱的顺序是 H2SO4(浓)SeO2
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