本讲主要内容】
氧族元素。在元素周期律的基础上学习氧族元素的相似性与递变性。
知识掌握】知识点精析】
一。 氧族元素的相似性与递变性。
氧族元素包括氧(o)、硫(s)、硒(se)、碲(te)、钋(po)等几种元素。
一)氧族元素的相似性。
二)氧族元素的递变性。
二。 相似比较。
比较是科学研究中常用的方法,它能辨别相似知识间的细微差别,有助于更深刻地掌握知识。
1. 硫的氧化性比氯弱的实验事实。
1)硫与铁、铜等变价金属反应时,只能将这些金属氧化成低价态:
fe+sfes2cu+scu2s
而氯气与铁、铜等变价金属反应时,可将其氧化成**态:
2fe+3cl22fecl3 cu+cl2cucl2
2)硫必须加热成蒸气才能与氢气化合:
s+h2h2s
而cl2与h2见光或点燃即可剧烈化合,且产物***比硫化氢要稳定得多。
h2+cl22hcl
3)氯气和氢硫酸反应,置换出s:
cl2+h2s===2hcl+s↓(溶液酸性将增强)
4)最**氧化物对应水化物的酸性:
hclo4>h2so4
2. 氧族与卤族比较。
1)相似性。
物理性质。
状态:由气态到固态;颜色:由浅到深;熔、沸点:由低到高。
化学性质。
它们原子的最外层电子数目较多(卤族7个,氧族6个),均为活泼的非金属。具有负价和正价。具有类似的性质。如:
br-、i-、s2- cl
只有还原性既有氧化性,又有还原性只有氧化性。
2)递变性。
根据氧族与卤族核电荷数,按相同电子层排布,找出它们的相对位置如右图所示:不难看出它们处于相邻位置,每一横行原子半径随核电荷数的递增而减小,所以原子得电子能力增强。非金属性增强,最**氧化物对应水化物酸性增强。
气态氢化物稳定性增强。单质的氧化性增强而离子的还原性减弱。即表现为:
酸性:h2so4<hclo4 稳定性:h2s<hcl
h2seo4<hbro4h2se<hbr
氧化性:s<cl2 还原性:s2->i->br->cl-
化合价:卤素以奇数价为主:+7、+5、+3、+1、-1;氧族则以偶数价为主:+6、+4、-2。
3. 同素异形体与同位素。
4. 臭氧与氧气性质对比。
5. 水、双氧水比较。
相同点: 都由氢、氧两元素组成。
常温下,都是无色液体。
都是极性分子。
都既有氧化性又有还原性。
不同点: h2o2中含有非极性键。
h2o2中氧呈-1价,而h2o中氧呈-2价。
h2o2很不稳定,而h2o很稳定。
h2o2具有较强的氧化性(杀菌、漂白性),而水的氧化性却很弱,只有遇到强还原剂方显示。
h2o、h2o2的氧化产物、还原产物也不尽相同。一般地,三。 中学化学用于制取氧气的反应。
2kclo32kcl+3o2↑
2kmno4k2mno4+mno2+o2↑
2h2o22h2o+o2↑
2h2o2h2↑+o2↑
2na2o2+2h2o=4naoh+o2↑
2na2o2+2co2=2na2co3+o2↑
另外,工业制氧主要是利用液化空气,在低温下蒸发得液态氧气。
上述反应中,①②常作实验室制取o2用。
四。 硫化氢。
在硫化氢、氢硫酸(h2s的水溶液)、金属硫化物(如na2s)中,硫均呈-2价,是硫的最低价态,故均易失电子作强还原剂。
1. 硫化氢气体。
1)结构。硫化氢的分子式为h2s,电子式是,结构式是,在该分子中,s元素显-2价。
2)物理性质:
硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋气味的气体,有剧毒。通常状况下,1体积水能溶解2.6体积的h2s。比空气重。
3)化学性质。
不稳定性h2s s+h2
可燃性。完全燃烧:2h2s +3o2 2so2+2h2o
不完全燃烧:2h2s +o2 2s+2h2o
酸性。少量h2s气体通入氢氧化钠溶液:h2s +2naoh =na2s+2h2o
过量h2s气体通入氢氧化钠溶液:h2s +naoh =nahs+h2o
4)制法。fes+2hcl = fecl2 + h2s↑,fes+h2so4 = feso4+ h2s↑
fes+2h+= fe2++ h2s↑
2. 氢硫酸。
h2s溶于水即为氢硫酸。
1)二元弱酸性。具有酸的通性。
h2s+2oh-=s2-+2h2o,h2s+oh-=hs-+h2o
2)不稳定性。
加热易分解:h2s s+h2↑
在空气中易被o2氧化:2h2s+o2=2s↓+2h2o
故氢硫酸不能在空气中保存,要现用现配。
3)强还原性。
h2s+x2=2hx+s
2h2s+so2=3s+2h2o
3. na2s、nahs
na2s+2hcl=2nacl+h2s↑
nahs+hcl=nacl+h2s↑
nahs+naoh=na2s+h2o
na2s+h2s=2nahs
na2s、nahs均具有强还原性,在空气中均易被氧化。
小结:硫化氢气体、氢硫酸、氢硫酸盐三者在相同条件下还原能力的顺序为。
氢硫酸盐>氢硫酸>硫化氢气体。
思考:有如下转化关系:
1)若a是淡黄色物质,则b是。
2)若c是淡黄色物质,则b是。
解题方法指导】
例1] 含有硒(se)的保键品已进入市场,已知该元素与氧具有相同的最外层电子数。则下列关于硒的叙述中不正确的是( )
a. 最**氧化物的化学式为seo3
b. 单质se是一种半导体材料。
c. 原子半径比硫大,比溴小。
d. 单质的氧化性比氯气弱,比溴强,比o3弱。
解析:本题解题的关键在于搞清楚se与o、s、cl、br等元素在元素周期表中的相对位置关系及se单质和臭氧的特殊性质。如se可作为半导体材料,臭氧是很强的氧化剂等。
另外元素周期律的知识是判断选项正误的钥匙。
se位于元素周期表的第ⅵa族,最外层为6个电子,故最**为+6价,最低价为-2价,因此最**氧化物的形式为seo3。再由于se原子半径较s原子的大,故体现部分金属性质。硒可作为半导体材料。
因此选项a、b都正确。
根据o、s、cl、br与se在元素周期表中的相对位置关系,运用元素周期律的知识不难判断出原子半径大小关系为:se>s、se>br;单质的氧化性的关系为o3>o2>s>se、cl2>br2>se,因此可判断c、d两选项中的部分判断存在错误。
答案:cd点评:在学习元素化合物知识时,应能利用结构性质用途之间的相互关系,类比同族中代表性元素,抓住同周期、同主族元素性质的递变性来分析、推理未知的或不太熟悉的元素或化合物的性质,是学习元素化合物知识或解决部分信息迁移题的常见思维方法。
例2] 0.1 mol某单质跟足量的硫充分反应后,质量增加1.6 g,则组成这种单质的元素是( )
a. 铁 b. 铜 c. 铝 d. 钾。
解析:充分反应后,质量增加的1.6 g必为参加反应的硫的质量,则n(s)=。
说明:n(单质):n(s)=0.
1 mol∶0.05 mol=2∶1。分析四个选项,符合该反应物质的量之比(2∶1)的,只有cu和k,2cu+scu2s,2k+sk2s。
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