氧族元素知识点梳理

臭氧O3

1. 同素异形体：有同一种元素组成的性质不同的单质。氧气和臭氧、金刚石和石墨、S有多种同素异形体。

2. 在常温、常压下，臭氧是一种有特殊臭味的淡蓝色气体，密度比空气的大，也比氧气易溶于水。液态臭氧呈深蓝色，沸点为-112.4℃，固态臭氧呈紫黑色，熔点为-251℃。

3. 臭氧不稳定，在常温下能缓慢分解生成氧气，在高温时可以迅速分解。

2O33O2

4. 臭氧具有极强的氧化性，银、汞等在空气或氧气中不易被氧化的金属，可以与臭氧发生反应。

5. 臭氧可用于漂白和消毒。某些染料受到臭氧的强烈氧化作用会褪色，臭氧还可以杀死许多细菌，因此，它是一种很好的脱色剂和消毒剂。

6. 在空气中高压放电就能产生臭氧。

放电

3O22O3

过氧化氢H2O2

1. 过氧化氢是一种无色粘稠液体，它的水溶液俗称双氧水，呈弱酸性。

2. 市售双氧水中过氧化氢的质量分数一般约为30%。医疗上广泛使用稀双氧水的质量分数为3%（或更小）作为消毒杀菌剂。工业上用10%的双氧水漂白毛、丝以及羽毛等。

过氧化氢可用作氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂等，也可作为火箭燃料，及生产过氧化物的原料。

3. 过氧化氢会分解生成水和氧气。

MnO2

2H2O22H2O + O2↑

综合实验活动：H2O2性质研究及化学反应条件的控制

活动任务：通过实验研究H2O2的化学性质，并讨论反应条件如浓度、温度、反应介质（水溶液的酸碱性）、催化剂等对化学反应结果的影响。

任务一：研究H2O2的化学性质

通过实验研究H2O2的化学性质。

设计实验方案

1. 请你根据你对H2O2性质的了解和对H2O2中氧元素化合价的分析，预测过氧化氢

可能具有哪些化学性质。

2. 请选择具体试剂，实现上述反应关系。

可供选择的试剂：5%H2O2溶液、二氧化锰、碘化钾溶液、酸性高锰酸钾溶液、

提示：

（1）双氧水对皮肤、眼睛和粘膜有刺激作用，使用时不要沾到皮肤上。一旦双氧水沾到皮肤上或溅入眼内，应立即用大量清水冲洗。

（2）双氧水容易引起可燃物燃烧，使用时应避免双氧水与可燃物接触。当外溢的双氧水与可燃物接触时，应立即用大量水冲洗、稀释。

实施实验方案

请实施你的实验方案，检验你的预测，做好实验记录。

1.归纳总结H2O2的主要性质

2.通过活动，你对利用实验方法研究元素及其化合物的性质有了哪些新的认识？

3.请你查阅资料，丰富你对H2O2的认识。

知识小结

H2O2中氧元素显-1价，化合价即可升高为0价又可降低为-2价，所以H2O2既有氧化性又有还原性。过氧化氢主要具有以下性质：

1.氧化性

H2O2具有很强的氧化性，能和很多还原剂发生反应。例如：

H2O2 + 2I- + 2H+I2 + 2H2O

过氧化氢的强氧化性是它能作为漂白剂、杀菌消毒剂的主要原因。

2.还原性

H2O2的还原性很弱，只有遇到强氧化剂时才能使它氧化。例如：

2KMn O4 + 5H2O2 + 3H2SO42MnSO4 + K2SO4 + 5O2↑ + 8H2O

3.不稳定性

H2O2不稳定，易分解，发生自身氧化还原反应（歧化反应）。

MnO2

2H2O22H2O + O2↑

利用这一性质，可快速制备少量氧气。

4.酸性

H2O2可以看成一种二元弱酸，酸性比水强，能和强碱反应。金属过氧化物可以看做是H2O2形成的盐。

任务二：反应条件对化学反应速率的影响

通过实验研究浓度、反应介质（溶液酸碱性）、温度、催化剂对H2O2分解速率的影响。

可供选择的试剂：5% H2O2溶液、2% H2O2溶液、二氧化锰、氯化铁溶液、稀盐酸、氢氧化钠溶液等。

交流与研讨

1.为什么不通过直接观察的方法来比较不同浓度的双氧水的分解速率，

而是向其中加入FeCl3溶液通过间接的方法来比较它们的分解速率？

这一实验中，为什么不用二氧化锰做催化剂？

2.H2O2在什么条件下分解较慢，在什么条件下分解较快？

3.你认为应该如何保存双氧水？为什么？

4.你还能举出其他实例进一步说明反应条件对化学反应速率的影响吗？

知识小结

双氧水见光、遇热、遇大多数金属氧化物都会加速分解。此外，反应介质对双氧水的稳定性有较大的影响。在酸性介质中双氧水性质稳定，分解较慢；在碱性介质中双氧水不稳定，分解较快。因此，双氧水应储存在阴凉、通风的地方，避免阳光直射；严禁与碱、金属化合物、易燃品混存；容器应加盖并保持排气。

任务三：反应介质对化学反应结果的影响

通过实验研究KMnO4溶液与Na2SO3溶液在酸性、碱性和中性条件下的反应。

向三支试管中分别加入酸性、中性、碱性KMnO4溶液，然后分别向其中滴加Na2SO3溶液，观察现象，分析产物。

交流与研讨

1.KMnO4溶液与Na2SO3溶液在酸性、碱性和中性条件下的反应的生成物分别是什

么？

2.请再举出当条件改变时化学反应结果不同的实例。

3.请与同学们讨论变量控制的实验方法在研究物质性质及反应规律方面的意义。

知识小结

反应介质会对化学反应结果产生影响。例如，高锰酸钾的还原产物随溶液酸碱性的不同而发生变化，溶液中的MnO4-在酸性、中性和碱性介质中与SO32-反应的还原产物分别是Mn2+、MnO2和MnO42-。

2MnO4- + 6H+ + 5SO32-2Mn2+ + 5SO42- + 3H2O

2MnO4- + H2O + 3SO32-2MnO2↓ + 3SO42- + 2OH-

2MnO4- + 2OH- + SO32-2MnO42- + SO42- + H2O

研究反应条件对化学反应结果影响的核心思路是：只改变一种条件，观察实验结果，从而得出该条件对化学反应结果的影响。这里体现的就是变量控制的思想。

通过任务二和任务三的研究，我们发现，浓度、温度等反应条件会改变化学反应的速率，影响化学反应的结果。因此，在化学实验过程中应该控制反应条件。