高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第四章 第22講　微專題10　氧族元素

微專題10氧族元素1.氧族元素的遞變規(guī)律(1)氧族元素概況包括______、______、硒(Se)、碲(Te)、釙(Po)、

(Lv)六種元素。常溫下，單質(zhì)除氧為氣體外，其余均為固體，氧、硫、硒為典型的非金屬元素，碲為類金屬，釙、

為金屬。氧(O)硫(S)(2)相似性和遞變性原子結(jié)構(gòu)最外層都有6個電子，在化學(xué)反應(yīng)中可顯－2、＋4、＋6價(氧無最高正價)化學(xué)性質(zhì)氫化物氧、硫、硒的單質(zhì)可直接與氫氣化合生成氫化物：2H2＋O22H2O、H2＋SH2S，碲不能直接與氫氣化合，只能通過其他反應(yīng)間接制取碲化氫。單質(zhì)和氫氣化合的能力逐漸減弱；對應(yīng)的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱氧化物硫、硒、碲均有二氧化物、三氧化物，且均是酸酐，其對應(yīng)的水化物分別為H2RO3型和H2RO4型兩種酸。但所對應(yīng)最高價氧化物的水化物的酸性逐漸減弱化學(xué)性質(zhì)能與大多數(shù)金屬直接化合如：Fe＋SFeS、2Cu＋SCu2S、3Fe＋2O2Fe3O4、2Cu＋O22CuO提醒①除K＋、Na＋外，一般的金屬硫化物難溶于水，如：FeS、ZnS、CuS等。②金屬硫化物在空氣中灼燒，生成金屬氧化物和SO2，如：2ZnS＋3O2

2ZnO＋2SO2。2.臭氧(1)組成：臭氧的分子式為O3，與O2互為___________。(2)物理性質(zhì)：常溫常壓下，臭氧是一種有特殊臭味的淡藍(lán)色氣體，密度比氧氣大，比氧氣易溶于水。吸入少量臭氧對人體有益，吸入過量對人體健康有一定危害。同素異形體(3)化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定性O(shè)3不穩(wěn)定，容易分解，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2O3===3O2，在放電條件下空氣中的O2可以轉(zhuǎn)化為O3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

3O22O3強(qiáng)氧化性O(shè)3容易使淀粉-KI溶液變藍(lán)色，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KI＋O3＋H2O===I2＋2KOH＋O2漂白性O(shè)3因其強(qiáng)氧化性能使有色物質(zhì)褪色，可用作殺菌消毒劑(4)用途①可用作脫色劑和消毒劑；②臭氧層可以吸收來自太陽的紫外線，是人類和其他生物的保護(hù)傘。3.過氧化氫(1)結(jié)構(gòu)電子式：____________，結(jié)構(gòu)式：_____________。H—O—O—H3.過氧化氫(1)結(jié)構(gòu)電子式：____________，結(jié)構(gòu)式：_____________。H—O—O—H(2)化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定性加熱、光照或加催化劑都能加快其分解：2H2O2H2O＋O2↑，因此H2O2應(yīng)保存在棕色瓶中并放置在陰涼處弱酸性

相當(dāng)于二元弱酸：強(qiáng)氧化性①工業(yè)上用10%的H2O2作為漂白劑，醫(yī)療上用3%的H2O2作為消毒殺菌劑；②氧化Fe2＋、

等還原性物質(zhì)：__________________________________，_____________________________；③使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍(lán)：______________________________弱還原性H2O2中－1價的氧遇強(qiáng)氧化劑可失去電子轉(zhuǎn)化成0價氧而被氧化，如與KMnO4溶液反應(yīng)：_________________________________________________________H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2OH2O2＋Na2SO3===Na2SO4＋H2OH2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O提醒①除MnO2外，F(xiàn)e2＋、Mn2＋、Cu2＋、Cr3＋等也均能催化H2O2的分解；H2O2在堿性環(huán)境中的分解遠(yuǎn)比在酸性環(huán)境中的快。②H2O2作氧化劑時，其還原產(chǎn)物一般為水，不引入雜質(zhì)且對環(huán)境無污染，因而又稱為綠色氧化劑，常用于除去具有還原性的雜質(zhì)離子。4.Se、Te及其化合物(1)硒及其化合物的性質(zhì)①單質(zhì)硒及其氫化物在空氣中燃燒可得到SeO2。②SeO2的氧化性比SO2強(qiáng)，屬于中等強(qiáng)度的氧化劑，可氧化H2S、NH3等：SeO2＋2H2S===Se＋2S＋2H2O；3SeO2＋4NH3===3Se＋2N2＋6H2O。③亞硒酸可作氧化劑，能氧化SO2：H2SeO3＋2SO2＋H2O===2H2SO4＋Se，但遇到強(qiáng)氧化劑時表現(xiàn)還原性，可被氧化成硒酸：H2SeO3＋Cl2＋H2O===H2SeO4＋2HCl。(2)碲及其化合物的性質(zhì)①碲在空氣或純氧中燃燒生成TeO2。②TeO2是不揮發(fā)的白色固體，微溶于水，易溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，如TeO2＋2NaOH===Na2TeO3＋H2O。③TeO2(H2TeO3)具有氧化性和還原性H2TeO3＋2SO2＋H2O===2H2SO4＋TeH2TeO3＋Cl2＋H2O===H2TeO4＋2HCl(3)硒和碲的化合物均有毒。(2)碲及其化合物的性質(zhì)①碲在空氣或純氧中燃燒生成TeO2。②TeO2是不揮發(fā)的白色固體，微溶于水，易溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，如TeO2＋2NaOH===Na2TeO3＋H2O。③TeO2(H2TeO3)具有氧化性和還原性H2TeO3＋2SO2＋H2O===2H2SO4＋TeH2TeO3＋Cl2＋H2O===H2TeO4＋2HCl(3)硒和碲的化合物均有毒。A.氯原子在反應(yīng)中作催化劑B.過氧化氯的結(jié)構(gòu)式為O—Cl—Cl—OC.臭氧分子最終轉(zhuǎn)變成氧氣分子D.過程②中一氧化氯斷鍵形成過氧化氯專題精練1.保羅·克拉茲等三位科學(xué)家因在氟利昂和臭氧層方面的工作獲得諾貝爾化學(xué)獎，他們的研究揭示了大氣中臭氧層被破壞的機(jī)理，如圖所示。下列說法不正確的是12345√6解析圖中反應(yīng)歷程為①Cl＋O3―→ClO＋O2，②ClO＋ClO―→ClOOCl，③ClOOCl＋日光―→2Cl＋O2；該過程的總反應(yīng)為2O3―→3O2，所以氯原子在反應(yīng)中作催化劑，A正確；氯原子半徑大于氧原子半徑，所以圖中原子半徑較大的是氯原子，較小的是氧原子，所以過氧化氯的結(jié)構(gòu)式為Cl—O—O—Cl，B錯誤；由該過程的總反應(yīng)知臭氧分子最終轉(zhuǎn)變成氧氣分子，C正確；過程②中ClO＋ClO―→ClOOCl，一氧化氯斷鍵形成過氧化氯，D正確。1234562.向CuSO4溶液中加入H2O2溶液，很快有大量氣體逸出，同時放熱，一段時間后，藍(lán)色溶液變?yōu)榧t色渾濁(Cu2O)，繼續(xù)加入H2O2溶液，紅色渾濁又變?yōu)樗{(lán)色溶液，這個反應(yīng)可以反復(fù)多次。下列關(guān)于上述過程的說法不正確的是A.Cu2＋是H2O2分解反應(yīng)的催化劑B.H2O2只表現(xiàn)了氧化性C.H2O2的電子式為D.發(fā)生了反應(yīng)Cu2O＋H2O2＋4H＋===2Cu2＋＋3H2O√123456解析根據(jù)“藍(lán)色溶液變?yōu)榧t色渾濁(Cu2O)”，說明銅離子被還原成＋1價，H2O2表現(xiàn)了還原性；繼續(xù)加入H2O2溶液，紅色渾濁又變?yōu)樗{(lán)色溶液，說明發(fā)生了反應(yīng)Cu2O＋H2O2＋4H＋===2Cu2＋＋3H2O，Cu2O中＋1價Cu被氧化成＋2，H2O2又表現(xiàn)了氧化性，故B錯誤、D正確；H2O2的電子式為

，故C正確。1234563.為防止廢棄的硒單質(zhì)(Se)造成環(huán)境污染，通常用濃硫酸將其轉(zhuǎn)化成二氧化硒(SeO2)，再用KI溶液處理后回收Se。發(fā)生的反應(yīng)為①Se＋2H2SO4(濃)===2SO2↑＋SeO2＋2H2O；②SeO2＋4KI＋4HNO3===4KNO3＋Se＋2I2＋2H2O，下列說法錯誤的是A.①中SO2是還原產(chǎn)物，SeO2是氧化產(chǎn)物B.②中KI是還原劑，SeO2是氧化劑C.每生成0.4molI2共轉(zhuǎn)移1.2mol電子D.氧化性由強(qiáng)到弱的順序是H2SO4(濃)>SeO2>HNO3√123456解析反應(yīng)①中，硒元素化合價升高被氧化，硒作還原劑，二氧化硒為氧化產(chǎn)物，硫元素化合價降低被還原，濃硫酸作氧化劑，二氧化硫是還原產(chǎn)物，故A正確；反應(yīng)②中，硒元素化合價降低被還原，二氧化硒為氧化劑，碘元素化合價升高被氧化，碘化鉀是還原劑，故B正確；反應(yīng)②中，生成2mol碘單質(zhì)，轉(zhuǎn)移4mol電子，則每生成0.4molI2共轉(zhuǎn)移0.8mol電子，故C錯誤；在同一反應(yīng)中氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，反應(yīng)①中濃硫酸為氧化劑，二氧化硒為氧化產(chǎn)物，氧化性：H2SO4(濃)>SeO2，反應(yīng)②中SeO2為氧化劑，硝酸既不是氧化劑也不是還原劑，說明氧化性：SeO2>HNO3，則氧化性由強(qiáng)到弱的順序是H2SO4(濃)>SeO2>HNO3，故D正確。123456A.將陽極泥研磨、反應(yīng)適當(dāng)加熱都有利于提高“堿浸”的速率和效率B.“堿浸”時發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為TeO2＋2OH－===

＋H2OC.“沉碲”時為使碲元素沉淀充分，應(yīng)加入過量的硫酸D.若提取過程碲元素的回收率為90%，則處理1kg這種陽極泥最少需通

入標(biāo)準(zhǔn)狀況下SO220.16L4.碲(Te)廣泛用于彩色玻璃和陶瓷。工業(yè)上用精煉銅的陽極泥(含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的TeO2、少量Ag、Au)為原料制備單質(zhì)碲的一種工藝流程如下(已知TeO2微溶于水，易溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿)，下列有關(guān)說法不正確的是12345√6解析研磨增大接觸面積，加熱均能提高“堿浸”的速率和效率，故A正確；由已知信息可知，TeO2微溶于水，易溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿，是兩性氧化物，與氫氧化鈉發(fā)生類似氧化鋁與氫氧化鈉的反應(yīng)，生成

，離子方程式為TeO2＋2OH－===＋H2O，故B正確；由已知信息可知，TeO2易溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿，在沉碲的過程中，硫酸若過量，可能導(dǎo)致TeO2的溶解，造成產(chǎn)品的損失，故C錯誤；123456123451kg陽極泥中含有TeO2的質(zhì)量為1000g×8%＝80g，碲元素的回收率為90%，則有80g×90%＝72g的TeO2被還原。1molTeO2得4mol電子，1mol

SO2失去2mol電子，則有關(guān)系式：TeO2～2SO2，V(SO2)＝×2×22.4L·mol－1＝20.16L，故D正確。65.H2O2是重要的化學(xué)試劑，在實(shí)驗(yàn)室和實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。(1)寫出H2O2的結(jié)構(gòu)式：_____________，H2O2在MnO2催化下分解的化學(xué)方程式：_____________________。12345H—O—O—H6(2)①我們知道，稀硫酸不與銅反應(yīng)，但在稀硫酸中加入H2O2后，則可使銅順利溶解，寫出該反應(yīng)的離子方程式：________________________________。②在“海帶提碘”的實(shí)驗(yàn)中，利用酸性H2O2得到碘單質(zhì)的離子方程式是___________________________。③你認(rèn)為H2O2被稱為綠色氧化劑的主要原因是_____________________________。12345H2O2＋Cu＋2H＋===Cu2＋＋2H2OH2O2＋2I－＋2H＋===2H2O＋I(xiàn)2還原產(chǎn)物為水，對環(huán)境無污染6(3)H2O2還有一定的還原性，能使酸性KMnO4溶液褪色。①寫出反應(yīng)的離子方程式：_____________________________________________。②實(shí)驗(yàn)室常用酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液測定溶液中H2O2的濃度，酸性KMnO4溶液應(yīng)盛放在_____(填“酸式”或“堿式”)滴定管中，判斷到達(dá)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是_____________________________________________________________。123455H2O2＋

＋6H＋===5O2↑＋2Mn2＋＋8H2O酸式滴入最后一滴酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液后，溶液變淺紫色，且30s內(nèi)不褪色6(4)H2O2是一種二元弱酸，寫出其第一步電離的方程式：_________________，它與過量的Ba(OH)2反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________。12345H2O2＋Ba(OH)2===BaO2＋2H2O66.硒(Se)、碲(Te)為ⅥA族元素，是當(dāng)今高新技術(shù)新材料的主要成分之一，電解精煉銅的陽極泥主要成分為Cu2Te、Ag2Se和少量金屬單質(zhì)及其他化合物，工業(yè)上從其中回收碲、硒的一種工藝流程如下：已知：Ⅰ.Se單質(zhì)難溶于水。TeO2微溶于水，易溶于較濃的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿；Ⅱ.元素碲在溶液中主要以Te4＋、

等形式存在；Ⅲ.25℃時，亞碲酸(H2TeO3)的Ka1＝1×10－3，Ka2＝2×10－8。123456(1)Se的氫化物的電子式是________。0.1mol·L－1的H2TeO3電離度(當(dāng)弱電解質(zhì)在溶液里達(dá)到電離平衡時，溶液中已經(jīng)電離的電解質(zhì)分子數(shù)占原來總分子數(shù)的百分?jǐn)?shù)叫做電離度)約為_____。10%123456解析Se與O屬于同主族元素，故Se的氫化物的電子式為

。設(shè)電離的亞碲酸為xmol·L－1，亞碲酸(H2TeO3)的Ka1＝1×10－3＝

，解得x≈0.01，則0.1mol·L－1的H2TeO3電離度＝

×100%＝10%。123456(2)加入濃硫酸焙燒前常將陽極泥中大塊顆粒先粉碎，其目的是____________________________。觸面積，加快反應(yīng)速率解析加入濃硫酸焙燒前常將陽極泥中大塊顆粒先粉碎，可以增大接觸面積，加快反應(yīng)速率。增大接123456(3)SeO2與SO2在冷卻后通入水中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________________。反應(yīng)后分離出Se單質(zhì)的操作①為_____(填操作名稱)。SeO2＋2SO2＋2H2O===2H2SO4＋Se↓過濾解析根據(jù)流程圖，SeO2與SO2在冷卻后通入水中發(fā)生反應(yīng)生成Se，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SeO2＋2SO2＋2H2O===2H2SO4＋Se↓，Se單質(zhì)難溶于水，反應(yīng)后分離出Se單質(zhì)可以通過過濾分離。123456(4)焙砂中碲以TeO2形式存在，與足量NaOH溶液反應(yīng)后得到的溶液①，其溶質(zhì)的主要成分為_________(填化學(xué)式，過量的NaOH除外)。工業(yè)上也可以通過電解溶液①得到單質(zhì)碲。已知電解時的電極均為石墨，則陰極的電極反應(yīng)式為_____________________________。Na2TeO3123456解析TeO2微溶于水，易溶于較濃的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿，焙砂中碲以TeO2的形式存在，與足量NaOH溶液反應(yīng)后得到的溶液①，其溶質(zhì)的主要成分為Na2TeO3，工業(yè)上也可以通過電解溶液①得到單質(zhì)碲，電解時的電極均為石墨，則陰極發(fā)生還原反應(yīng)，

得到電子生成Te，電極反應(yīng)式為

＋3H2O＋4e－===Te＋6OH－。123456(5)向溶液①中加入硫酸時控制溶液的pH為4.5～5.0，生成TeO2沉淀，如果H2SO4過量，將導(dǎo)致碲的回收率________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。偏低解析TeO2微溶于水，易溶于較濃的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿。向溶液①中加入硫酸時控制溶液的pH為4