氧族元素

　　一、考点：

　　1.以硫元素为代表，了解氧族元素的单质、氢化物及其氧化物的重要性质；理解氧族元素的性质递变规律；

　　2.了解硫的氧化物对环境的污染及环境保护的意义；

　　3.掌握工业上接触法制硫酸的反应原理及有关的多步反应的计算；

　　4.了解硫酸的性质、用途及硫酸根离子的检验；了解几种常见的硫酸盐。

　　5.掌握离子反应、离子反应发生的条件及离子方程式的书写。

　　二、知识结构：

　　1.氧族元素原子结构、单质性质

　　元素名称和符号

　　氧(O)

　　硫(S)

　　硒(Se)

　　碲(Te)

　　原子

　　结构

　　原子序数

　　8

　　16

　　34

　　52

　　结构示意图

　　电子式

　　· ∶

　　· ∶

　　· ∶

　　· ∶

　　主要化合价

　　-2

　　-2，+4，+6

　　-2，+4，+6

　　-2，+4，+6

　　相同点

　　最外层电子数相同，都是6个电子

　　不同点

　　原子核外电子层数不同，依次增大

　　原子半径

　　物

　　理性

　　质

　　颜色和状态

　　无色无味气体

　　淡黄固体

　　灰色固体

　　银白色固体

　　密度

　　熔点(℃)

　　沸点(℃)

　　水、有机溶济溶解度

　　化学反

　　与金属反应

　　易与金属反应

　　易与金属反应

　　反应较难

　　多数不反应

　　与非金属反应

　　易与H2、C、P、S等反应

　　能与H2、C、O2反应

　　反应难

　　一般不反应

　　与化合物应

　　能与许多物质反应

　　能与氧化性酸、强碱反应

　　反应少

　　反应很少

　　一、硫

　　1、  游离态——自然界存在于火山喷口、地壳岩层。人类在远古时代发现并使用硫。

　　存在

　　化合态——存在形式有：FeS2（非盐）、CuFeS2（复盐）、石膏、芒硝、煤和石油

　　中含少量硫——污染大气物主要来源。

　　2、物理性质：硫有多种同素异开体。如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。不同温度硫分子含硫原子数不同、常温是S8、高温蒸气主要是S2。常温为淡黄色晶体（淡黄色固体有：Na2O2、AgBr、黄铁矿、T、N、T等）。

　　注意：①在溶液中通过化学反应生成少量硫时，有时称乳白色。

　　②硫的溶解性：不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2。因此用物理方法洗去试管壁上的硫，只能用CS2作溶剂。

　　3、化学性质——硫原子最外层6个电子，较易得电子，表现较强的氧化性。

　　（1）与金属反应    Na+S——Na2S （剧烈反应并发生爆炸）

　　（Na+S——Na2Sx）

　　Al+S   △  Al2­S2（制取Al2S3的唯一途径）

　　Fe+S    △   FeS（黑色）

　　思考：①21g铁粉跟8g硫粉混合加热，冷却后将所得固体溶于足量盐酸，在标准状况下可得气体多少升？

　　（据Fe～FeS～H2S↑可知，不论谁过量，有1molFe，必须生成1mol气体，则所得气

　　Fe～H2↑

　　体体积为： ）

　　②若为21g硫粉和8g铁粉混合，在空气中加热，冷却后，所得固体质量为多少克？

　　（解：Fe + S    △   FeS

　　56g  32g

　　8g   21g

　　则硫过量，但由于在空气中加热，过量的硫与O2反应生成了SO2气体，因此，所得固体只能为FeS。其质量为： ）

　　2Cu + S  △   Cu2S（黑色）

　　思考：①进行该实验时，将硫固体加热熔化至变成蒸气，再将光亮的铜丝放入硫蒸气中发生反应。实验时间较长，能否改成将铜丝加热后插入硫粉中？

　　（不能，若将铜丝在酒精灯上加热，Cu+O2  △  CuO（黑色），铜转化为氧化铜，反应将不再发生）

　　②对铜，铁与硫的反应产物进行分析，硫与Cl2的氧化性哪个更强？理由是什么？

　　（氯气更强，因为S只将铜，铁氧化到低价，而氯气则将它们氧化到高价）

　　（2）与非金属的反应   S+O2  点燃  SO2

　　思考：已知2SO2+O2     2SO3+Q（Q>0）反应温度对SO3的产率影响更大。硫在空气中和纯氧中燃烧，均能产生少量SO3，问在空气中或纯氧中燃烧哪个产生更多的SO3？为什么？

　　（空气中。因为纯氧中燃烧，尽管O2浓度大，但产生的热量更多，而在空气中燃烧，速率较小，产生的热量能及时分散到空气中）

　　S+H2        H2S（说明硫化氢不稳定）

　　（3）与化合物的反应

　　S+6HNO3（浓）  △     H2SO4+6NO2↑+2H2O

　　S+2H2SO4（浓）  △   2SO2↑+2H2O

　　S+NaOH   △  Na2S+Na2SO3+H2O

　　思考：由硫能溶于热碱溶液可知，用热碱溶液可洗去试管壁上的硫，实验室为何常用热Ca (OH)2溶液而不用热NaOH溶液除去试管内的硫？（因NaOH碱性强，腐蚀玻璃）

　　S + Na2S =Na2Sx

　　S + Na2SO3­   △   Na2S2O3

　　例1、硫与热强碱溶液可生成S2-和SO32-；生成物继续与硫作用得Sz2-和S2O32-。过滤后除去过量硫，向滤液中加入一定量的强碱后，再适入足量的SO2，SO2与Sz2-也完全转化为S2O32-。问：

　　（1）S+SO2+OH-完全转化为S2O32-的离子方程式____________________

　　（2）amolS最终转化为Na2S2O3，需SO2、NaOH的物质的量分别为________

　　（3）若amolS最终转化为Na2Sz耗原热碱溶液6molNaOH，则Na2Sx中x值为

　　_________。

　　解析：3S+6OH‑    △  2S2-+SO32-+3H2O  …………①

　　S2-+（x+1）S       Sx2-        ………………②

　　SO32-+S   △      S2O32-    ……………………③

　　由①②③迭加得：（2x+2）S+6OH- =2Sx2-+S2O32-+3H2O …………④

　　SO2+Sx2-+OH-——S2O32-+H2O   ………………⑤

　　由④⑤迭加得：S+SO2+2OH-=S2O32-+H2O …………………………⑥

　　答：第（1）问时，实质不必要这么繁的过程，因Sx2-、SO32-均为中间产物，只要抓住反应物为S和SO2及OH-，生成物为S2O32-和水即可得反应⑥。

　　由⑥式可知每有1mol硫需1molSO2和2molOH-，则SO2和OH-分别为a、2amol。

　　（2）由④式可知      x=

　　例2、工业上将硫黄混入Na2SO3溶液中共热至沸可制取Na2S2O3。制备Na2S2O3的另一种方法是把SO2通入Na2S和Na2CO3的混合液中，在反应过程中，先生成黄色沉淀，其量逐渐增多，然后又逐渐减少。当形成无色透明溶液时，反应完成：

　　（1）写出用上述反应制备Na2S2O3的化学方程式

　　①_________________________              ②____________________

　　③_________________________              ④Na2SO3+S    △  Na2S2O3

　　（2）原料中Na2CO3、Na2S、SO2的物质的量比最佳是___________________。

　　（3）若SO2过量，则又会有黄色沉淀出现，其原因是（用离子方程式表示）______________。

　　解析：由于SO2溶于水生成H­­2SO3，而H­­2SO3是中强酸，其酸性比H3PO4还要强。则

　　（1）①SO2+H2O+Na2S=Na2SO­3+H2S

　　②SO2+Na2CO3=Na2CO3+CO2

　　③SO2+2H2S=3S↓+2H2O

　　（2）要求三种物质的最佳配比，必须牢牢抓住关键的反应式④，其反应物为S和

　　Na2SO3，S由反应③生成，Na2SO3由反应①②形成，由反应③可知每生成3molS需2molH2S和1molSO2，则反应④可改为3Na2SO­3+3S=3Na2S2O3，而生成2molH2S则需2molNa2S和2molSO2，同时生成2mol Na2SO3，现还差1mol Na2SO3，由反应②提供。则Na2CO3、Na2S、SO2的最佳物质的量比为1:2:4。

　　（3）若SO2过量，又生成3H2SO3，H2SO3+S2O32- H2S2O3+SO32-，H2S2O3极不稳定，H2S2O3→H2­O+S+SO2，SO2与SO32-又能继续转化为HSO3-，因此，该反应的离子方程式为：

　　SO2+H­2O+S2O32-=S↓+2HSO3-

　　2e      10e

　　S + 3C +2KNO3­   点燃    K­2S+N2↑+3CO2（黑火药爆炸）

　　橡胶的硫化（化学变化，将橡胶从线型结构转化为体型网状结构，增强橡胶的强度和弹性）