氧族元素
[氧族元素] 包括氧(8O)、硫(16S)、硒(34Se)、碲(52Te)和放射性元素钋(84Po).氧族元素位于元素周期表中第ⅥA族.
[氧族元素的原子结构]
(1)相似性:①最外层电子数均为6个;②主要化合价:氧为-2价,硫、硒、碲有-2、 4、 6价.
(2)递变规律:按氧、硫、硒、碲的顺序,随着核电荷数的增加,电子层数增多,原子半径增大,失电子能力增强,得电子能力减弱,非金属性减弱,金属性增强.
[氧族元素单质的物理性质]
O2 S Se Te
颜 色 无色 黄色 灰色 银白色
状 态 气体 固体 固体 固体
密度 逐渐增大
熔点、沸点 逐渐升高
导电性 不导电 不导电 半导体 导电
[氧族元素的化学性质]
O2 S Se Te
与H2化合的条件及氢化物的稳定性 反应条件 点燃 加热 高温 不能直接化合
氢化物
稳定性 H2O很稳定 H2S不稳定 H2Se不稳定 H2Te
很不稳定
常见氧化物的化学式 SO2、SO3 SeO2、SeO3 TeO2、TeO3
高价含氧酸的化学式 H2SO4 H2SeO4 H2TeO4
与同周期ⅣA、VA、ⅦA族元素的非金属性强弱比较 同周期元素的非金属性:ⅣA<VA<ⅥA<ⅦA
[同素异形体] 由同种元素形成的几种性质不同的单质,叫做这种元素的同素异形体.例如,O2与O3,金刚石、石墨与C60,白磷与红磷,均分别互为同素异形体;硫元素也有多种同素异形体.
注意 “同位素”与“同素异形体”的区别.同位素研究的对象是微观的原子,而同素异形体研究的对象是宏观的单质.
[臭氧]
(1)物理性质:在常温、常压下,臭氧是一种具有特殊臭味的淡蓝色气体,密度比氧气大,也比氧气易溶于水.液态臭氧呈深蓝色,固态臭氧呈紫黑色.
(2)化学性质:
①不稳定性.O3在常温时能缓慢分解,高温时分解加速:2O3 =3O2.
②强氧化性.例如:a.Ag、Hg等不活泼金属能与O3发生反应;
b.O3 2KI H2O=O2 I2 2KOH.(此反应可用于O3的定量分析)
(3)用途:
①作漂白剂.O3能使有机物的色素和染料褪色(其褪色原理与HClO类似).如将O3通入石蕊试液中,溶液变为无色.②消毒剂.
(4)制法:3O22O3
(5)臭氧在自然界中的存在及其与人类的关系.
①存在:自然界中含有臭氧,其中90%集中在距离地面15 km~50 km的大气平流层中(即通常所说的臭氧层).②与人类的关系:空气中的微量臭氧能刺激中枢神经,加速血液循环,令人产生爽快和振奋的感觉.大气中的臭氧层能吸收太阳的大部分紫外线,使地球上的生物免遭伤害.但氟氯烃(商品名为氟利昂)等气体能破坏臭氧层.因此,应减少并逐步停止氟氯烃等的生产和使用,以保护臭氧层.
[过氧化氢]
(1)物理性质:过氧化氢俗称双氧水,是一种无色粘稠液体.市售双氧水中H2O2的质量分数一般约为30%.
(2)化学性质:
①H2O2显弱酸性,是二元弱酸.其电离方程式可表示为:
H2O2H+ HO2- HO2-H+ O22-
②不稳定性.H2O2贮存时就会分解.在其水溶液中加入MnO2等催化剂,分解速度大大加快.
2H2O2 2H2O O2↑
说明 该反应原理是实验室制O2的常见方法之一.其发生装置为“固 液不加热”型.
③H2O2既具有氧化性又具有还原性.H2O2中的氧元素为-1价,介于0价与-2价之间,当H2O2遇到强氧化剂时表现出还原性,而当遇到强还原剂时则表现出氧化性.例如:
2KMnO4 5H2O2 3H2SO4 =K2SO4 2MnSO4 5O2↑ 8H2O (H2O2表现还原性)
H2O2 2KI =2KOH I2 (H2O2表现氧化性)
(3)重要用途:
①医疗上广泛使用稀双氧水(含H2O2的质量分数为3%或更小)作为消毒杀菌剂.
②工业上用10%的双氧水作漂白剂(漂白毛、丝及羽毛等)、脱氯剂.
③实验室制取氧气.
*[硫化氢]
(1)物理性质:
①硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋气味的气体,密度比空气大.
②硫化氢有剧毒,是一种大气污染物.在制取和使用H2S气体时,必须在密闭系统如通风橱中进行.
③在常温、常压下,1体积水中能溶解2.6体积的硫化氢.
(2)化学性质:
①不稳定性:H2S受热(隔绝空气)能分解:H2S H2 S
②可燃性:H2S气体能在空气中燃烧:
2H2S 3O2(充足) 2H2O 2SO2 2H2S O2(不足) 2H2O 2S
(发出淡蓝色火焰) (析出黄色固体)
③强还原性:H2S中的硫为-2价,处在最低价态,当遇到氧化剂时,硫被氧化为0价、 4价或 6价.如:
H2S X2 =2HX S↓ (X=Cl、Br、I)
H2S H2SO4(浓) =S↓ SO2 2H2O
④水溶液显弱酸性.硫化氢的水溶液叫氢硫酸.氢硫酸是一种二元弱酸,具有酸的通性.氢硫酸易挥发,当氢硫酸受热时,硫化氢会从溶液里逸出.
(3)实验室制法:
反应原理:FeS 2H+=Fe2+ H2S↑(因H2S有强还原性,故不能用HNO3或浓H2SO4制取H2S气体)发生装置:固 液 → 气体型装置
干燥剂:用P2O5或CaCl2(不能用浓H2SO4或碱性干燥剂).