第十章 氧族元素(指导、练习)
第十章氧族元素
[学习指导]
1．O3分子中存在键；H202分子中有-O-O-基；H2SO4分子中存在(p-d)π键。
2．H2O2的主要性质
(1) 不稳定性── 分解为O2和H2O；
(2) 弱酸性；
(3) 氧化性── 被还原为H2O；
(4) 还原性── 被氧化为O2。
3．H2S的主要性质
(1)弱酸性；
(2)还原性── 一般被氧化为S。
4．亚硫酸及其盐
(1) H2SO3为中强酸；
(2) 亚硫酸及其盐具有氧化还原性，但以还原性为主
还原性── 被氧化为SO42-；氧化性── 一般被还原为S。5．硫酸的主要性质
(1) 吸水性和脱水性；
(2) 浓硫酸有氧化性── 一般被还原为SO2。
6．K2S2O7（焦硫酸）可作熔矿剂。
7．硫代硫酸及其盐
(1) H2S2O3不稳定── 分解为H2S和S；
(2) Na2S2O3具有强还原性
遇强氧化剂── 被氧化为SO42-；遇弱氧化剂── 被氧化为S4O62-（连四硫酸）。
第十一章氧族元素
思考题
1．实验室中制备H2S气体为什么不用HNO3和H2SO4而用HCl与FeS作用?
HNO3和H2SO4具有氧化性，可将S2-氧化为S↓或H2SO4（遇强氧化剂时）
2．H2S气体通入MnSO4溶液中不产生MnS沉淀。若MnSO4溶液中含有一定量的氨水，再通入H2S时即有MnS沉淀产生。为什么?
2H2S + MnSO 4 Mn(HS)2 + H2SO4 (氢硫酸的酸式盐均易溶于水) MnSO4 + 2NH3·H2O + H2S MnS ↓+ (NH4)2SO4 + 2H2O
3．下列各组物质能否共存? 为什么?
H2S与H2O2MnO2与H2O2
H2SO3与H2O2 PbS与H2O2
H2S + H2O 2 S + 2H2O
2H
H
MnO 2+ H 2O 2
∵ MnO
2 + 4H + + 2e -
Mn 2+ + 2H 2O ； E θ = 1.224V H
2O 2 + 2H + + 2e -
2H 2O ； E θ=1.763V
微量杂质或重金属离子(Fe 3+
、Mn 2+
、Cr 3+
、Cu 2+
)及Mn02
等以及粗糙活性表面均能加速过氧化氢的分解。
MnO
2 + 2H 2O + 2e - Mn(OH)2 +2OH -； E θ = -0.05V
H
2SO 3 + H 2O 2
H 2SO 4 + 2H 2O
PbS + 4H 2O 2 ─→ PbSO 4↓+ 4H 2O
4．全球工业生产每年向大气排放约1.46亿吨的SO 2，请提出几种可能的化学方法以消除SO 2对大气的污染。
SO 2 + CO ─→ 2CO 2 + S↓
可以利用燃烧不完全的产物CO 将工厂烟道气中的SO 2还原成硫，这样，既可防止CO 及SO 2对大气的污染，也可回收硫。
5．浓硫酸能干燥下列何种气体? H 2S NH 3 H 2 Cl 2 Hl CO 2
6、浓硫酸、稀硫酸均有氧化性，使其具有氧化作用的原因有何不同？
浓硫酸具有氧化性，是指成酸元素中硫的氧化性；
稀硫酸的氧化作用是由于H 2SO 4中所解离出来的H +
夺电子所致；
故稀H 2SO 4，只能与电极电势顺序在氢以前的金属如Zn 、M g 、Fe 等反应，放出H 2。
7．AgNO 3溶液中加入少量Na 2S 2O 3，与Na 2S 2O 3溶液中加入少量AgNO 3，反应有何不同?
AgNO 3 + Na 2S 2O 3 ─→Ag 2S 2O 3↓(白) + NaNO 3 Ag 2S 2O 3 + H 2O ─→ Ag 2S↓+ H 2SO 4
即S 2O 32- + 2Ag + ─→ Ag 2S 2O 3↓(白)─→Ag 2S↓(黑) Ag 2S 2O 3在溶液中迅速分解，颜色经黄色、棕色、最后成黑色Ag 2S 。
用此反应可鉴定S 2O 32-或Ag +
2Na 2S 2O 3 + AgNO 3 ─→ [Ag(S 2O 3)2]3- + NaNO 3 S 2O 32-是一个比较强的配位体
8. 用一简便方法，将下列五种固体加以鉴别，并写出有关反应式。 Na 2S Na 2S 2 Na 2SO 3 Na 2SO 4 Na 2S 2O 3
Na 2S + 2H + ─→ 2Na + + H 2S↑（腐蛋臭味）
Na 2S 2 + 2H +─→ 2Na + + H 2S 2（多硫化氢H 2S x 为黄色液体） S 22- + 2H + ─→ H 2S x ─→ H 2S + S
当酸与亚硫酸盐作用时，平衡向左移动，产生SO 2
SO
32-+-H + H + + HSO 3- SO 2↑+ H 2O （鉴定SO 32-的方法）
S 2O 32- + 2H + ─→ S↓+ SO 2↑+ H 2O （鉴定S 2O 32-） Na 2SO 4 + 2H + （无变化）
S 2O 32- + 2Ag + ─→ Ag 2S 2O 3（白）↓（迅速分解，颜色经黄色、棕色、最后成黑色）Ag 2S 2O 3 + H 2O ─→ Ag 2S↓（黑）+ H 2SO 4
第十一章 卤素和氧族元素
第十一章卤素和氧族元素 11.1 p区元素综述 p区元素指ⅢA～ⅦA和零族元素，具有如下特点： 1）同族元素自上到下原子半径逐渐增大，元素的金属性 逐渐增强，非金属性逐渐减弱； 2）除零族外，原子的价电子层构型为n s2n p1 ～5，n s、 电子均可参与成键，由此它们具有多种氧化数，并且随着n p电子的增多，失电子趋势减弱，逐渐变为共用电子，甚至变为得电子。因此p区非金属除有正氧化数外，还 有负氧化数。 ⅢA ～ⅤA族同族元素从上到下低氧化数化合物的稳定 性增强，高氧化数化合物的稳定性减弱，这种现象称为“惰性电子对效应”。如Pb的化合物以Pb2+为主， Pb4+化合物有强的氧化性
3）P区金属的熔点一般较低 Ga/29.78℃,In/156.6℃,Sn/231.88℃,Pb/327.5℃,Bi/271.3℃,这些金属可作为低熔点合金。 4）某些金属是制造半导体重要材料，如超纯锗、砷化镓、锑化镓。 11.2 卤素元素 11.2.1卤素通性 结构：价电子构型：n s2n p5与8电子构型差1个电子 核电荷是同周期元素中最多(除稀有气体外) 原子半径是同周期元素中最小 → 最容易得到电子，非金属性是同周期中最强的 卤素之间比较：从氟→碘，非金属性下降 原因：从氟→碘，电负性下降
11.2.2 卤素单质 1 物理性质 皆为双原子分子 固态时为分子晶体，其熔、沸点都比较低 熔、沸点依F--Cl--Br–I 增大 在有机溶剂中的溶解度比在水中（除氟与水激烈反应外）的大得多（为什么？） 碘难溶于水，易溶于碘化物中 (s) + I-(l) ?I3(l) I 2 其它物理性质见书
氧族元素习题参考
第十六章氧族元素习题参考 7.少量Mn+可以催化分解HbQ,其反应机理解释如下：HO能氧化MrT 为 MnO,后者又能使H2Q氧化。试从电极电势说明上述解释是否合理，并写 出离子反应方程式。 解：H2O2＋2H+＋2e-=2H2O p01 = MnO 2＋4H+＋2e-= Mn2+＋2H2O p0 2= O 2＋2H+＋2e-= H2O2 p0 3= ①－②H 2O2＋Mn2+ =MnO2＋2H+ 0 0 0 E =? 1 —? 2= >0 ②－③MnO2＋H2O2＋2H+=Mn2+＋O2＋2H2O 0 0 0 E =9 2一（p 3= 一= >0 8. 写出H2O2 与下列化合物的反应方程式：KMnO（在HSO介质 中）， Cr（OH）3 （在NaOH介质中）。 解: 3H2Q + 2Cr（OH） 3 + 4NaOH H2NaCrO + 8H 2O 5H 2Q + 2KMnO + 3H 2SS2MnSO+ K 2SQ +8H2O + 5。2 14. 完成下列反应方程式,并解释在反应（1）过程中为什么出现由 白到黑的颜色变化。 第一个反应首先形成白色硫代硫酸银沉淀，随后经历黄色、棕色至黑色的硫化银。 Ag + + 2S2Q2-(足量)—[Ag(S2O) 2]3 16. 写出下列各题的生成物并配平反应方程式： (1)Na2C2与过量冷水反应。Na 2O +
2H2d2NaOH + O (2)在N Q Q固体上滴加几滴热水。2Na 2C2 + 2HO —4NaOH + O2 ( 3 ) 在Na2CO3 溶液中通入SO2 至溶液的PH=5 左右。 Na2CO3+2SO2+H2O—2NaHS3O+CO2 ( 4) H2S 通入FeCl3 溶液中。H 2S+2FeCl3—S+2FeCl2+2HCl (5) 62S加水。Cr 2S+HSCr(OH)3+HS ( 6)用盐酸酸化多硫化铵溶液。2HCl + (NH 4)2S x—H2S + (x-1)S + 2NH 4Cl (7) Se禾口HNC反应。3Se+4HNO 3+H?3HSeO+4NO 18. 将SC(g)通入纯碱溶液中，有无色无味气体A逸出，所得溶液经烧碱中和，再加入硫化钠溶液除去杂质，过滤后得溶液B。将某非金 属单质C加入溶液(B)中加热，反应后再经过过滤、除杂等过程后，得溶 液D。取3mL溶液D加入HCI溶液，其反应产物之一为沉淀C。另取 3mL溶液D,加入少量AgBr(s)，则其溶解，生成配离子E。再取第3份 3mL溶液D,在其中加入几滴溴水，溴水颜色消失，再加入BaCl2溶液，得 到不溶于稀盐酸的白色沉淀F。试确定A~F的化学式，
第十六章 氧族元素习题参考
第十六章氧族元素习题参考 7. 少量Mn2+可以催化分解H2O2，其反应机理解释如下：H2O2能氧化Mn2+为MnO2，后者又能使H2O2氧化。试从电极电势说明上述解释是否合理，并写出离子反应方程式。 解：H2O2＋2H+＋2e-＝2H2O φ01＝1.77V MnO2＋4H+＋2e-＝Mn2+＋2H2O φ02＝1.23V O2＋2H+＋2e-＝H2O2φ03＝0.692V ①－②H2O2＋Mn2+ =MnO2＋2H+ E0＝φ01－φ02＝0.54V>0 ②－③MnO2＋H2O2＋2H+=Mn2+＋O2＋2H2O E0＝φ02－φ03＝1.23－0.68＝0.55V>0 8. 写出H2O2与下列化合物的反应方程式：KMnO4（在H2SO4介质中），Cr(OH)3（在NaOH介质中）。 解：3H2O2 + 2Cr(OH)3 + 4NaOH→2Na2CrO4 + 8H2O 5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4→2MnSO4 + K2SO4 +8H2O + 5O2 14. 完成下列反应方程式，并解释在反应（1）过程中为什么出现由白到黑的颜色变化。 （1）Ag++S2O32-(少量)→ （2）Ag++S2O32-(过量)→ 解：2Ag+ + S2O32- (少量)→Ag2S2O3 (白色) Ag2S2O3 + H2O→Ag2S↓(黑色) + 2H+ + SO42-
第一个反应首先形成白色硫代硫酸银沉淀，随后经历黄色、棕色至黑色的硫化银。 Ag+ + 2S2O32- (足量)→[Ag(S2O3)2]3- 16. 写出下列各题的生成物并配平反应方程式： （1）Na2O2与过量冷水反应。Na2O2 + 2H2O→2NaOH + O2（2）在Na2O2固体上滴加几滴热水。2Na2O2+ 2H2O →4NaOH + O2 （3）在Na2CO3溶液中通入SO2至溶液的PH=5左右。Na2CO3+2SO2+H2O→2NaHSO3+CO2 （4）H2S通入FeCl3溶液中。H2S+2FeCl3→S+2FeCl2+2HCl （5）Cr2S3加水。Cr2S3+H2O→Cr(OH)3+H2S （6）用盐酸酸化多硫化铵溶液。2HCl + (NH4)2S x→H2S + (x-1)S + 2NH4Cl （7）Se和HNO3反应。3Se+4HNO3+H2O→3H2SeO3+4NO 18. 将SO2(g)通入纯碱溶液中，有无色无味气体A逸出，所得溶液经烧碱中和，再加入硫化钠溶液除去杂质，过滤后得溶液B。将某非金属单质C加入溶液（B）中加热，反应后再经过过滤、除杂等过程后，得溶液D。取3mL溶液D加入HCl溶液，其反应产物之一为沉淀C。另取3mL溶液D，加入少量AgBr(s)，则其溶解，生成配离子E。再取第3份3mL溶液D，在其中加入几滴溴水，溴水颜色消失，再加入BaCl2溶液，得到不溶于稀盐酸的白色沉淀F。试确定A~F的化学
卤族元素和氧族元素
14．卤族元素和氧族元素 第一课时 教案目标 知识技能：使学生充分认识以氯元素为核心的卤族元素的性质及其递变规律，进一步加深对“结构决定性质”的理解；掌握卤族元素的单质、卤化氢的制备方法，进一步认识氧化还原反应；认识卤族元素的单质及其重要化合物的特殊性。 能力培养：通过卤族元素及其重要化合物的转化关系的教案，培养学生的归纳能力；通过卤族元素的“结构—性质”关系的教案，培养学生分析问题的能力和归纳能力；通过卤族元素的“性质—制备”关系的教案，培养学生解决实际问题的综合能力。 科学思想：通过认识卤族元素的原子结构与其性质的关系，使学生感悟到事物的现象与本质的辩证关系；通过卤族元素及其重要化合物的特殊性的归纳，认识事物的一般与特殊的关系；通过分析卤单质的制备，认识事物间普遍联系与制约的观点。 科学品质：通过学生讨论、归纳、设计实验、探索结论，激发学生的学习兴趣，培养学生的严谨求实、团结、合作的精神。 科学方法：培养学生研究事物和探究事物规律的科学方法。 重点、难点卤族元素的性质及其递变规律。用氧化还原的观点分析认识卤族元素的单质及其化合物的性质。 教案过程设计 教师活动 【引言】卤族元素和氧族元素是典型的非金属元素族。在复习这部分内容时建议以元素周期律和氧化还原理论为指导思想。 学生活动 倾听、了解本部分内容的复习方法。 【过渡】下面我们复习卤族元素的知识。 【板书］一、卤族元素
【复习提问】请画出卤素及其重要化合物之间的转化关系网络图，并完成有关的化学方程式。 回忆、再现曾经学过的卤族元素知识，建立起以氯、溴、碘为核心的知识网络图，书写相关的化学方程式。 【讲评】指导学生完成知识网络图，对学生归纳情况给予评价。最终建立如下页关系： 【板书】1．卤族元素及其重要化合物间的转化关系 【投影】 【板书】 2．卤族元素的“原子结构—性质”的关系 【投影】写出下列反应的离子方程式： （1）在NaBr溶液中滴入氯水 （2）在FeSO4溶液中滴入溴水 （3）在FeCl3溶液中滴加KI溶液 【提问】比较Cl2、Br2、I2、Fe3+的氧化性强弱。比较I-、Br-、Fe2+的还原性强弱。 思考并书写离子方程式： Cl2+2Br-=Br2+2Cl- Br2+2Fe2+=2Fe3++2Br- 2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+ 思考并根据书写的离子方程式得出结
大学无机化学第十五章试题及答案
第十二章氧族元素 总体目标： 1.了解氧化物的分类 2. 握氧、臭氧、过氧化氢的结构、性质和用途 3.掌握硫的多种氧化态所形成的重要化合物的结构、性质、用途以及它们之间的相互转化关系。 各节目标： 第一节氧及其化合物 1.掌握氧、臭氧的结构、性质、制备和用途；氧的成键特征 2.了解氧化物的分类；掌握主要氧化物的结构、制备和性质（与水的作用、酸碱性） 3.掌握过氧化氢的结构、实验室和工业制法、性质和用途 第二节硫及其化合物 1.了解硫的同素异形体、制备、性质和用途 2.掌握硫化氢的制备、结构和性质；了解金属硫化物的主要性质 3.掌握SO 2、SO 3 、H 2 SO 3 、H 2 SO 4 和它们相应的盐、硫代硫酸及其盐、过二硫酸及其盐 的结构、性质、制备和用途以及它们之间的相互转化关系第三节硒、碲及其化合物 了解硒、碲及其化合物的结构和性质 习题 一选择题 1.H 2O 2 熔、沸点较高（分别为273K和423K），其主要原因是（） A .H 2O 2 相对分子质量大 B. H 2 O 2 分子极性大 C. H 2O 2 分子间氢键很强，在固液时均有存在缔和现象 D. H 2 O 2 分子内键能大 2.气态SO 3 分子的几何构型是（） A.线性 B.平面三角形 C.弯曲形 D.三角锥 3.在293K，101.3KPa压力下，1体积水可溶解H 2 S气体2.6体积即饱和， 此H 2 S饱和溶液pH值约为（） A.2.5 B.3.8 C.3.5 D.4.0
4.在分别含有0.1mol/L的Hg2+,Cu2+,Cr3+,Zn2+,Fe2+的溶液中，在酸度为0.3mol/L条件下，通H 2 S至饱和都能生成硫化物沉淀的是（）(吴成鉴《无机化学学习指导》) A.Cu2+,Hg2+ B.Fe2+,Cr3+ C.Cr3+,Hg2+ D.Zn2+,Fe2+ 5.既能溶于Na 2S又能溶于Na 2 S 2 的硫化物是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) A.ZnS B.As 2S 3 C. HgS D.CuS 6.在空气中长期放置后，会产生多硫物的是（） A.H 2S B.Na 2 S C.Na 2 SO 3 D.Na 2 S 2 O 4 7.热分解硫酸亚铁的最终产物是（） A.FeO+SO 3 B.FeO+SO 2 +1/2O 2 C.Fe 2O 3 +SO 2 D.Fe 2 O 3 +SO 3 +SO 2 8.用于制备K 2S 2 O 8 的方法是（） A.在过量硫酸存在下，用KMnO 4使K 2 SO 4 氧化 B.在K+离子存在下，往发烟H 2SO 4 中通入空气 C.在K+离子存在下，电解使H 2SO 4 反发生阳极氧化反应 D.用Cl 2氧化K 2 S 2 O 3 9.下列含氧酸中酸性最弱的是（） A.HClO 3 B.HBrO 3 C.H 2 SeO 4 D.H 6 TeO 6 10.硫的含氧酸酸性递变规律是（） A.H 2SO 4 >H 2 SO 3 >H 2 S 2 O 7 >H 2 S 2 O 4 B.H 2 SO 4 >H 2 S 2 O 7 >H 2 SO 3 >H 2 S 2 O 4 C.H 2S 2 O 7 >H 2 SO 4 >H 2 SO 3 >H 2 S 2 O 4 D.H 2S 2 O 7 >H 2 SO 4 >H 2 S 2 O 4 >H 2 SO 3 11.下列四种硫的含氧酸盐中，氧化能力最强的是（）；还原能力最强的是（） A.Na 2SO 4 B.Na 2 S 2 O 3 C.Na 2 S 4 O 6 D. K 2 S 2 O 8 12.下列各种硫的含氧酸，可以是同多酸的是（） A.H 2S 3 O 6 B.H 2 S 2 O 7 C.H 2 S 3 O 10 D.H 2 S 6 O 6 13.下列叙述中错误的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) A.自然界中只存在单质氧而没有单质硫 B.氧既有正氧化态的化合物，又有负氧化态的化合物 C.由H和18O组成的水叫做重氧水
氧族元素通性
氧族元素通性 王振山 氧族元素指周期系第ⅥA 族元素，它包括氧（O ）、硫（S ）、硒（Se ）、碲（Te ）、钋(Po)五个元素。除O 之外的S ，Se ，Te ，Po 又称硫族元素。其中氧是地壳中含量最多的元素，约占总质量的48.6%；硫在地壳中的含量只有0.052%，居元素丰度第16位，但在自然界的分布很广。 氧元素在地球上的丰度最高，达58%(以mol 计)，16O(993759%)，17O(0.037%)， 18 O(0.204%)；14O ，15O ，19O 为人工合成的同位素，t 1/2为数十秒。 元素在地壳中的存在形式比较复杂，只有少数能以单质存在，例如，氧和硫在自然界大量以游离态单质状态存在，其余均为化合物。化合物主要有氧化物和硫化物两大类。地质学上称前者为亲石元素，后者为亲硫元素。硒、碲则有稀有元素，单质为准金属，通常以硒化物，碲化物存在硫化矿床中；钋则是典型金属元素，是一种放身性元素，存在于含铀和钍的矿床中。（S 有四种同位素: 32, 33, 34, 35） 氧族元素通性 氧族元素（ⅥA 族）：O 、S 、Se 、Te 、Po ，非金属、准金属、金属。 氧族元素的一些基本性质表 从表可以看出，氧族元素的性质变化趋势与卤素相似。氧族元素的金属性、原子半径、离子半径、熔点、沸点随原子序数增加而增大；电负性、电离能随原子序数增加而减小。 氧族元素原子的价层电子构型均为ns 2np 4，有获得2个电子达到稀有气体稳定结构的趋势。当氧族元素原子和其他元素化合时，如果电负性相差很大，则可以有电子的转移。例如，氧可以和大多数金属元素形成二元离子化合物，硫、硒、碲只能和低价态的金属形成离子型的化合物。当氧族元素和高价态的金属或非金属化合时，所生成的化合物主要为共价化合物。 氧和硫的性质相似，都活泼。氧能与许多元素直接化合，生成氧化物，硫也能与氢、卤素及几乎所有的金属起作用，生成相应的卤化物和硫化物。不仅氧和硫的单质的化学性质相似，它们的对应化合物的性质也有很多相似之处。
氧族元素知识点总结
2H 2O 2===2H 2O+O 2 ↑ MnO 2 氧族元素 1．复习重点 1．氧族元素的物理性质和化学性质的递变规律； 2．硫单质、臭氧、过氧化氢、硫化氢的物理性质与化学性质； 3．重点是硫的化学性质及氧族元素性质递变规律。 2．难点聚焦 元素 氧（O ） 硫（S ） 硒（Se ） 碲（Te ） 核电荷数 8 16 34 52 最外层电子数 6 6 6 6 电子层数 2 3 4 5 化合价 -2 -2，+4，+6 -2，+4，+6 -2，+4，+6 原子半径 逐渐增大 密度 逐渐增大 与H 2化合难易 点燃剧烈反应 加热时化合 较高温度时化合 不直接化合 氢化物稳定性 逐渐减弱 氧化物化学式 —— SO 2 SO 3 SeO 2 SeO 3 TeO 2 TeO 3 氧化物对应水化物化学式 —— H 2SO 3 H 2SO 4 H 2SeO 3 H 2SeO 4 H 2TeO 3 H 2TeO 4 最高价氧化物水化物酸性 逐渐减弱 元素非金属性 逐渐减弱 臭氧和氧气是氧的同素异形体，大气中臭氧层是人类的保护伞 过氧化氢不稳定分解，可作氧化剂、漂白剂。 归纳知识体系。 2.1.1．与氧气有关的反应 （1）有氧气参加的反应方程式 ① 与绝大多数金属单质作用 4Na+O 2=2Na 2O ② 与绝大多数非金属单质作用
③与非还原性化合物作用 2NO+O 2=2NO 2 4FeS 2+11O 2 2Fe 2 O 2 +8SO 2 ④与有机物作用 ⑤在空气中易被氧化而变质的物质 a.氢硫酸或可溶性硫化物：2H 2S+O 2 =2S↓+2H 2 O b.亚硫酸及其可溶性盐2H 2SO 3 +O 2 =2H 2 SO 4 ，2Na 2 SO 3 +O 2 =2Na 2 SO 4 c.亚铁盐、氢氧化亚铁4Fe(OH) 2+O 2 +2H 2 O=4Fe(OH) 3 d.苯酚 e.氢碘酸及其可溶性碘化物4HI+O 2=2H 2 O+2I 2 ⑥吸氧腐蚀（如：铁生锈） 负极：2Fe—4e—=2Fe2+正极：O 2+4e—+2H 2 O=4OH— Fe2++2OH—=Fe(OH) 2 4Fe(OH) 2+O 2 +2H 2 O=4Fe(OH) 3 2Fe(OH) 3 =Fe 2 O 3 +3H 2 O （2）生成氧气的反应方程式
无机化学第十六章氧族元素习题
第16章氧族元素 16-1 写出下列物质的化学式。 （1）方铅矿; (2)朱砂; (3)闪锌矿; (4)黄铜矿; （5）黄铁矿; (6)芒硝; (7)海波; (8)保险粉 解: (1)PbS (2)HgS (3)ZnS (4)CuFeS2 (5)FeS2 (6)Na2SO4·10H2O (7)Na2S2O3·5H2O (8)Na2S2O4·2H2O 16-2 命名下列硫的含氧酸及盐。 (1)K2S2O7; (2)H2SO5; (3)K2S2O8; (4)Na2S2O3·5H2O; (5)Na2S2O4; (6)Na2SO3; (7)Na2S4O6; (8)Na2SO4·10H2O 解: （1）焦硫酸钾(2)过一硫酸(3)过二硫酸钾 （4）五水合硫代硫酸钠(俗称海波) (5)连二亚硫酸钠 (6)亚硫酸钠(7)连四硫酸钠(8)十水合硫酸钠(俗称芒硝) 16-3 完成并配平下列反应方程式。 （1）H2S+ClO3-+H+ ------ （2）Na2S2O4+O2+NaOH------ （3）PbO2+H2O2 ------ （4）PbS+H2O2 ------- （5）S+NaOH(浓)------ （6）Cu+H2SO4(浓)------ （7）H+H2SO4(浓)------ （8）H2S+H2SO4(浓)------ （9）SO2Cl2+H2O------ （10）HSO3Cl+H2O------ 解: (1)5H2S + 8ClO3- === 5SO42- + 2H+ + 4Cl2 +4H2O （2）Na2S2O4 + O2 +2NaOH === Na2SO3 + Na2SO4 + H2O (3)PbO2+H2O2 === PbO + H2O + O2↑ (4)PbS+4H2O2 === PbSO4 + 4H2O (5)3S + 6NaOH(浓) === 2 Na2S + Na2SO3 + 3H2O （6）Cu +2H2SO4(浓) === CuSO4 + SO2↑+ 2H2O （7）S + 2H2SO4(浓) === 3SO2↑+2 H2O （8）H2S + H2SO4(浓) === S↓+ SO2+ 2H2O （9）SO2Cl2+2H2O === H2SO4+2HCl (10)HSO3Cl+H2O === H2SO4+HCl 16-4 完成下列各反应的化学方程式。 （1）Na2O2与过量冷水作用; （2）几滴热水滴在Na2O2固体上; （3）电解硫酸与硫酸铵的混合溶液; （4）将难溶于水与酸的Al2O3变成可溶于水的硫酸盐; （5）无氧条件下Zn粉还原酸式亚硫酸钠溶液; （6）将SeO2溶于水,然后通SO2Q气体;
第12-16章 p区元素习题
第12-16章P区元素习题目录 一判断题；二选择题；三填空题；四完成方程式；五计算并回答问题一判断题 (返回目录) 1 硼在自然界主要以含氧化合物的形式存在。（） 2 在硼与氢形成的一系列共价型氢化物中，最简单的是BH3。（） 3 硼酸是三元酸。（） 4 硼是非金属元素，但它的电负性比氢小。（） 5 由于B-O键键能大，所以硼的含氧化合物很稳定。（） 6 硼砂的化学式为Na2B2O7。（） 7 B2H6为平面形分子。（） 8 硼是缺电子原子，在乙硼烷中含有配位键。（） 9 三卤化硼熔点的高低次序为BF3 第十三章 氧族元素 1.试用论分子轨道理描述下列各物种中的键、键级和磁性（顺磁性、逆磁性）和相对稳定性。 (1)+2O (二氧基阳离子)；(2) O 2 ；(3)－ 2O (超氧离子) ；(4)-22O (过氧离子)。 答：O 2分子阳、阴离子的分子轨道能级与O 2分子的相同。 (1) +2O ])()()()()()(KK [1*py 22pz 22py 22px 22*s 22s 2πππσσσ +2 O 有一个σ键，一个π键，一个三电子键： 5.22 16)O ·B (=-=键级 有1个成单电子，显顺磁性。 (2) O 2 ] )()()()()()()(KK [1 *pz 21*py 22pz 22py 22px 22*s 22s 2ππππσσσ 22 2 6)O ·B (=-= 键级 有一个σ键，2个三电子键；有2个成单电子，显顺磁性。 (3) －2O ])()()()()()()(KK [1 *pz 22*py 22pz 22py 22px 22*s 22s 2ππππσσσ 5.12 36)O ·B (=-=键级 有一个σ键，一个三电子键；有1个成单电子，显顺磁性。 (4) -22O ])()()()()()()(KK [2 *pz 22*py 22pz 22py 22px 22*s 22s 2ππππσσσ 12 2)O ·B (==键级 - 22 O 无成单电子，为反磁性。 分子或离子的键级大，其稳定性就强，所以稳定性： +2 O > O 2 >－2O >- 22O ；分子或离子的磁性与成单电子数有关，成单电子数越多，磁性越强，所以磁性 O 2>+2O ＝－2O >- 22O ， 2.重水和重氧水有何差别？写出它们的分子式。他们有何用途？如何制备？ 答：重水为D 216O 或D 2O ；重氧水为H 218O 。 重水D 2O 是核能工业中常用的中子减速剂；重氧水H 218O 是研究化学反应特别是水解反应机理的示踪物。二者的差别是：H 218O 不能维持动植物体的生命，电解水时，H 2O 优先分解,而重水D 2O 聚集在残留液中，经长时间电解后蒸馏其残留液可得到重水D 2O 。 3.解释为什么O 2分子具有顺磁性，O 3具有反磁性？ 答：O 2分子中有2条三电子п键，电子未完全配对，有2个单电子，所以有顺磁性，而O 3分 子中有2条σO －O 键，1条4 3π键，电子均已配对，所以有反磁性。 4.在实验室怎样制备O 3？它有什么重要性？ 答：在实验室里制备臭氧主要靠紫外光(<185nm)照射氧或使氧通过静电放电装置而获得臭氧与氧的 混合物，含臭氧可达10%。臭氧发生器的示意图见图13-10。它是两根玻璃套管所组成的,中间玻璃管内壁镶有锡锚，外管外壁绕有铜线,当锡箔与铜线间接上高电压时，两管的管壁之间发生无声放电(没有火花的放电)，产生电弧，02就部分转变成了03。 第11章 卤素和氧族元素 习题参考答案 1. 解：(1) 2NaCl + 2H2O 电解2↑+Cl2↑ (2)2Br?+Cl22 + 2Cl?; 3 Br2+3CO32??+ BrO3?+3CO2↑; 5Br?+ BrO3?+ 6H+2+3H2O 2. 解：(1) 2Br?+Cl22+ 2Cl? (2) 6Ca(OH) 2(热) +6Cl2 Ca(ClO3)2+ 5 CaCl2+ 2H2O (3) I2+ 2HClO32+ 2HIO3 (4) 4KClO4+KCl 3. 解：（1）以食盐为基本原料制备Cl2、NaOH、NaClO、Ca(ClO)2、KClO3、HClO4； 2NaCl + 2H2O 电解2↑+Cl2↑ Cl2 + 2NaOH(冷) NaClO + NaCl + H2O 2Cl2 + 2Ca(OH)2(冷) 2 + CaCl2 + 2H2O 3Cl2 + 6KOH(热) KClO3 + 5KCl + 3H2O 4KClO3 3KClO4 + KCl KClO4 + H2SO4(浓) 减压蒸馏4 + HClO4 （2）以萤石(CaF2)为基本原料制备F2。 CaF2 + H2SO4(浓) CaSO4 +2HF↑ KOH + 2HF KHF2 + H2O 2KHF2电解2↑+ F2↑ (3) 2KI+Cl2I2+ KCl 3I2 KIO3 + 5KI + 3H2O 4. 解：（1）Cl2 + 2KOH(冷) KClO + KCl + H2O （2）3Cl2 + 6KOH(热) KClO3 + 5KCl + 3H2O （3）KClO3 KCl+3Cl2↑+ 3H2O （4）2KClO3 2KCl+ 3O2↑ （5）I2+ 5H2O23+ 4H2O 第十五章氧族元素之教案 15-1 氧族元素的通性 一：氧族元素通性的变化规律(C级掌握) 1.同族的通性 氧族元素的基本性质 15-1.2:为什么氧族元素的氧化态为偶数(-2,+2,+4,+6)？(B级掌握) 2。与同周期的卤素元素比较(C级掌握) 15-1.3:为什么氧族元素的非金属活泼性和电负性均小于同周期的卤素元素?(C级掌握) 3。氧族元素从上到下正氧化态的稳定性逐渐增加。 二：氧的特殊性（C级重点掌握） （1）电子亲合势：O＜S(原因同卤素的F＜Cl) （2）解离能：O-0＜S-S(原因同卤素的F 2＜Cl 2 ) （3）氧在正常化合物中的氧化数均为-Ⅱ,OF 2、H 2 O 2 等例外。氧可形成强的双键，而S，Se，Te形成 双键的倾向越来越小. 15-1.4:硫与氧相比,为什么氧易形成p-p的π键,而硫却难以形成?(B级掌握) 三：氧族元素的存在（了解） 15-2 氧及其化合物 15-2-1 氧气单质（了解） 一：氧气的结构 二：氧气的性质 氧的化学性质很活泼，除稀有气体、卤素、氮气和一些贵金属外，其余元素都能和氧直接化合. 三：氧气的制备 15-2.1:指出工业上和实验室制备氧气的方法(C级了解) 四：氧气的用途 15-2-2 氧化物 一：氧化物的分类 15-2.2:总结氧化物按三种不同标准进行的分类情况,并各举一例说明(C级了解) 二：氧化物的酸碱性（C级掌握） 15-2.3:总结氧化物在周期表中的酸碱性变化规律(C级掌握) 15-2-3 臭氧 一: 臭氧的存在和保护作用（P490-491） 二：臭氧的产生（了解） 三：臭氧的性质（C级掌握） 臭氧是淡蓝色，俱鱼腥臭味的气体。臭氧不稳定，在常温下分解较慢，但在437K时，将迅速分解，并放出大量热。 无论在酸性或碱性条件下,臭氧都比氧气具有更强的氧化性。它能与除金和铂族金属外的所有金属和非金属反应。 臭氧浓度可由碘量法来测定 2KI + H 2SO 4 + O 3 ==I 2 + O 2 + H 2 O + K 2 SO 4 所产生的I 2用Na 2 S 2 O 3 来滴定。 四：臭氧的结构（C级掌握） 臭氧分子呈三角形，偶极距为0.54D，是反磁性的。 在这个分子中，中心氧原子以sp2杂化态与其它两个配位氧原子相结合，分子中存在一个π 3 4的离域大π键。键角为116.80，键长为127.8pm。 15-2.4:试从O 2和O 3 的结构差异说明它们性质上(如氧化性，极性，磁性等)的不同(B级掌握) 15-2.5:为什么O 3 的分子偶极距不为0?(A级掌握) 五：臭氧的用途 15-2-4 过氧化氢 一：制备和用途（P493）（了解） 二：结构和性质 1．结构（C级掌握） 在过氧化氢分子中有一个过氧链-O—O-存在，结构如右图所示。O-O 键和O-H键的长度分别为147.5pm和95pm，键角∠HOO为94.80，两个氢原子所在平面间的夹角为111.50。 2。性质 (1) 物理性质 纯的过氧化氢是无色粘稠液体，沸点为423K，凝固点为272K。过氧化氢分子间存在较强的氢键,故在液态和固态中存在缔合分子,使其具有较高的熔沸点.在实验室和工业上常用它做氧化剂或还原剂.实验室中常用的过氧化氢为30%的水溶液。 (2) 化学性质 1) 稳定性: 极纯的过氧化氢相当稳定。其水溶液在室温下会分解: 2H 2O 2 (l)==2H 2 O(l)+O 2 (g) △ r Hθ=-195.9kJ·mol-1 15-2.6:为什么要在冰盐水条件下制备H 2O 2 ?(C级掌握) 15-2.7:指出H 2O 2 分解反应的条件影响因素以及防范分解的措施.(C级了解) 2) 酸性 过氧化氢水溶液是二元弱酸，在298K时，它的第一级电离常数K 1=1.55×10-12,K 2 ≈10-25. 3) 氧化还原性（C级重点掌握） 在H 2O 2 分子中,氧的氧化数为-I,处于中间状态,所以它即可做氧化剂又可做还原剂.其标准电极电势 见下表. 第十六章氧族元素习题参考 2+ 2+ 7. 少量 Mn 可以催化分解 HO，其反应机理解释如下： HO 能氧化 Mn 2 2 2 2 为 MnO2，后者又能使 H2O2氧化。试从电极电势说明上述解释是否合理，并写出离子反应方程式。 + - 0 ＝ 解： HO＋2H＋2e ＝2HO φ 2 2 1 + - 2+ 0 ＝ MnO ＋4H ＋2e ＝Mn ＋2HO φ 2 2 + - φ0 ＝ O ＋2H＋2e ＝HO 2 2 2 3 2+ + ①－② H 2O2＋Mn =MnO2＋2H E 0 0 0 ＝φ 1－φ 2＝>0 2 2 2 +2+ 2 ②－③ MnO ＋HO＋2H=Mn ＋O＋2HO E 0 0 0 ＝－＝ >0 ＝φ－φ 2 3 8.写出 H2O2与下列化合物的反应方程式： KMnO4（在 H2SO4介质中），Cr(OH)3（在 NaOH介质中）。 解：3HO + 2Cr(OH) 3 + 4NaOH→ 2NaCrO + 8H O 2 2 4 2 5H O + 2KMnO + 3H SO→2MnSO+ K SO +8H O + 5O 2 2 4 2 4 4 2 4 2 2 14.完成下列反应方程式，并解释在反应（ 1）过程中为什么出现由白到黑的颜色变化。 +2- （1）Ag +S2O3 ( 少量 ) → +2- （2）Ag +S2O3 ( 过量 ) → + 2 32- 2 2 3 解： 2Ag + S O ( 少量 ) →Ag SO ( 白色 ) + 2- Ag S O + H O→Ag S↓( 黑色 ) + 2H + SO 4 2 2 3 2 2 第一个反应首先形成白色硫代硫酸银沉淀， 随后经历黄色、 棕色 至黑色的硫化银。 Ag + + 2S 2- ( 足量 ) →[Ag(S 2 O 3) 2] 3- 2O 3 16. 写出下列各题的生成物并配平反应方程式： （1）Na 2O 2 与过量冷水反应。 Na 2 O 2 + 2H 2O →2NaOH + O 2 （2）在 Na 2O 2 固体上滴加几滴热水。 2Na 2 O 2 + 2HO →4NaOH + O 2 （3）在 Na 2CO 3 溶液中通入 SO 2 至溶液的 PH=5 左 右 。 Na 2CO 3+2SO+H 2 O →2NaHSO 3+CO 2 （4）H 2S 通入 FeCl 3 溶液中。 H 2 S+2FeCl 3→S+2FeCl 2+2HCl （5）Cr 2S 3 加水。 Cr 2 S 3+H 2O →Cr(OH)3+H 2S （ 6）用盐酸酸化多硫化铵溶液。 2HCl + (NH 4 )2S x →H 2S + (x-1)S + 2NH 4Cl （7）Se 和 HNO 反应。 3Se+4HNO 3 +HO →3HSeO+4NO 3 2 2 3 18. 将 SO 2(g) 通入纯碱溶液中， 有无色无味气体 A 逸出，所得溶液经烧碱中和，再加入硫化钠溶液除去杂质，过滤后得溶液 B 。将某非金属单质 C 加入溶液（ B ）中加热，反应后再经过过滤、除杂等过程后， 得溶液 D 。取 3mL 溶 液 D 加入 HCl 溶液，其反应产物之一为沉淀 C 。 另取 3mL 溶液 D ，加入少量 AgBr(s) ，则其溶解，生成配离子 E 。再 取第 3 份 3mL 溶液 D ，在其中加入几滴溴水，溴水颜色消失，再加入 BaCl 2 溶液，得到不溶于稀盐酸的白色沉淀 F 。试确定 A~F 的化学式， 第14章 氧族元素 14-1： 空气中O 2 与N 2 的体积比是21:78 ，在273K 和101.3kPa 下1L 水能溶解O 2: 49.10 mL ,N 2:23.20mL 。问在该温度下溶解于水的空气所含的氧与氮的体积比是多少？ 14-2： 在标准状况下，750mL 含有O 3 的氧气，当其中所含O 3 完全分解后体积变为780mL ，若将此含有O 3的氧气1L 通入KI 溶液中，能析出多少克I 2？ 解：由方程式： 2 O 3=3O 2可知该混合气体中含有臭氧60ml ； 由O 3+2I -+H 2O=O2+I 2+2OH -；可算出析出I 2的质量；(0.06/22.4)×2×126.9=0.68g; 14-3 ： 比较O 3 和O 2 的氧化性﹑沸点﹑极性和磁性的相对大小。 解：氧化性：O 3>O 2; 沸点：O 3>O 2; 极性：O 3>O 2; 磁性；O 3 卤素、氧族元素练习 第2题 (5分) 化合物X 是产量大、应用广的二元化合物，大量用作漂白剂、饮水处理剂、消毒剂等。年产量达300万吨的氯酸钠是生产X 的原料，92%用于生产X —在酸性水溶液中用盐酸、二氧化硫或草酸还原。此外，将亚氯酸钠固体装柱，通入用空气稀释的氯气氧化，也可生产X 。X 有极性和顺磁性，不形成二聚体，在碱性溶液里可发生歧化反应。 2-1 写出X 的分子式和共轭π键（m n π）。 ClO 2 53π (各1分，共2分) 2-2 分别写出上述用草酸还原和用氯气氧化生产X 的反应方程式。 2ClO 3+ H 2C 2O 4 + 2H + = 2ClO 2 + 2CO 2 + 2H 2O (1分) 或 2NaClO 3 + H 2C 2O 4 + H 2SO 4 = 2ClO 2 + 2CO 2 + Na 2SO 4 + 2H 2O 2NaClO 2 + Cl 2 = 2ClO 2 + 2NaCl (1分)NaClO 2是固体，写成ClO 2，不得分。 2-3 写出上述X 歧化反应的化学方程式。 2ClO 2 + 2NaOH = NaClO 2 + NaClO 3 + H 2O (1分)或 2ClO 2 + 2OH = ClO 2+ ClO 3+ H 2O 第6题（8分）化合物A, 俗称“吊白块”，年产量上万吨，主要用于染色工艺，具还原性和漂白性, 对热不稳定，有毒。近年报道，我国一些不法商人违章地将A 添加到米、面、腐竹、食糖等食品中增白，导致多起严重食物中毒事件，如某地曾发生五所学校400余名学生食用含A 食品一次性中毒事件。已知： ● 固体A·2H 2O 的摩尔质量为154 g/mol ； ● A 的晶体结构及其水溶液的电导证实A 是钠盐，每摩尔A 含1摩尔钠离子。 ● A 在水中的溶解度极大，20o C 饱和溶液A 的质量分数达45％。 ● A 的制备方法之一是在NaOH 溶液中令甲醛与Na 2S 2O 4（连二亚硫酸钠）反应（摩尔比1：1）， 反应产物为A 和亚硫酸钠。 ● A 在化学上属于亚磺酸的衍生物，亚磺酸的通式为RSO 2H ，R 为有机基团。 6－1、画出A 的阴离子的结构（简）式。 6－2、写出上述制备A 的“分子方程式”。 6－3、给出A 的化学名称。 1. M A = 32+3x16+3x1+12+23 = 118 118+36 = 154 HO CH 2S O -O 或HOCH 2SO 2-或HO CH 2O - 或O S O C H H O H -等。 （3分） 第15章氧族元素 [教学要求] 1．掌握氧、臭氧、过氧化氢的结构、性质和用途。 2．掌握硫的成键特征及多种氧化态所形成的含氧酸的结构、性质、制备和用途，以及它们之间的相互转化关系。 3、一般地了解硒和碲。 [教学重点] 1．臭氧、过氧化氢的结构、性质。 2．硫的同素异形体，硫化物、多硫化物、氧化物、硫的含氧酸的结构和性质。 [教学难点] 硫的不同氧化物、含氧酸的结构和性质。 [教学时数] 6学时 [教学内容] 15.1 氧族元素概述 15-1-1 氧族存在(自学) 15-1-2 氧族元素的基本性质P 1．氧化态：-2，-1，+4，+6 2. 单键（1）自身成键O-O < S-S > Se-Se > Te-Te 键能：142 264 172 -- kJ·mol-1 （2）与电负性较大、价电子数目较多的元素的原子成键 O-F < S-F O-Cl < S-Cl 键能：190 326 205 255 kJ·mol-1 （3）与电负性较小、价电子数目较少的元素原子成键 O-C(359 )> S-C (272) O-H (374 )> S-H(467) kJ·mol-1 3. 双键O=O (493.59 kJ·mol-1 ) > S=S(427.7 kJ·mol-1) 第二周期元素2p-2pπ键特征, 第二周期元素可与第三周期元素形成P-d反馈π键，如SO42-、PO42- 4．键型多数氧化物为离子型，而硫化物、硒化物、碲化物多数为共价型， 15-1-3 氧族元素的电势图(见书486) 氧的元素电势图： a、H2O2无论酸性或碱性都会歧化； b、O2酸性条件下是强氧化剂，碱性条件下是弱氧化剂； c、O3无论酸性或碱性条件都是强氧化剂。 15-2 氧及其化合物 15-2-1、氧气单质 一、基本性质、制备和应用： O2分子结构：[KK(σ2s)2(σ*2s)2(σ2p)2(π2pY)2(π2pZ)2(π*2pY)1 (π*2pZ)1] 1、氧形成化合物的价键特征 (1)、以氧原子为结构基础的成键情况 A、形成离子键成为O2-离子, Na2O , MgO B、形成共价键，氧化数为-2时： a、两个共价单键：—O — 此时O原子多取sp3杂化。H2O b、在a的基础上再形成一个配键：↑无机化学第三版下册答案第二十一章第十三章_氧族元素(1)
第11章 卤素和氧族元素 习题参考答案
第十五章氧族元素教案
第十六章氧族元素习题参考.doc
无机化学练习题(含答案)第14章 氧族元素
卤素、氧族元素 化学竞赛题库
第15章氧族元素