4.22 微專(zhuān)題10 氧族元素-新高考化學(xué)-大一輪復(fù)習(xí)講義（人教版）

1、微專(zhuān)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(lèi)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(gè)電子，在化學(xué)反應(yīng)中可顯2、4、6價(jià)(氧無(wú)最高正價(jià))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：2H2O2 2H2O、H2S H2S，碲不能直接與氫氣化合，只能通過(guò)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(duì)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(duì)應(yīng)

2、的水化物分別為H2RO3型和H2RO4型兩種酸。但所對(duì)應(yīng)最高價(jià)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：FeS FeS、2CuS Cu2S、3Fe2O2 Fe3O4、2CuO2 2CuO提醒除K、Na外，一般的金屬硫化物難溶于水，如：FeS、ZnS、CuS等。金屬硫化物在空氣中灼燒，生成金屬氧化物和SO2，如：2ZnS3O2 2ZnO2SO2。2.臭氧(1)組成：臭氧的分子式為O3，與 O2互為_(kāi)。(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(duì)人體有益，吸入過(guò)量對(duì)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

3、O3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 3O2 2O3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 2KIO3H2O=I22KOHO2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)用途可用作脫色劑和消毒劑；臭氧層可以吸收來(lái)自太陽(yáng)的紫外線，是人類(lèi)和其他生物的保護(hù)傘。3.過(guò)氧化氫(1)結(jié)構(gòu)電子式：_，結(jié)構(gòu)式：_。HOOH(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：2H2O2 H2OO2，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)氧化性工業(yè)上用10%的H2

4、O2作為漂白劑，醫(yī)療上用3%的H2O2作為消毒殺菌劑；氧化Fe2、 等還原性物質(zhì)：_，_；使?jié)駶?rùn)的淀粉-KI試紙變藍(lán)：_弱還原性H2O2中1價(jià)的氧遇強(qiáng)氧化劑可失去電子轉(zhuǎn)化成0價(jià)氧而被氧化，如與KMnO4溶液反應(yīng)：_H2O22Fe22H=2Fe32H2OH2O2Na2SO3=Na2SO4H2OH2O22I2H=I22H2O2KMnO45H2O23H2SO4=K2SO42MnSO45O28H2O提醒除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。H2O2作氧化劑時(shí)，其還原產(chǎn)物一般為水，不引入雜質(zhì)且對(duì)環(huán)境無(wú)污染，因而又稱(chēng)為綠色氧

5、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)單質(zhì)硒及其氫化物在空氣中燃燒可得到SeO2。SeO2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：SeO22H2S=Se2S2H2O；3SeO24NH3=3Se2N26H2O。亞硒酸可作氧化劑，能氧化SO2：H2SeO32SO2H2O=2H2SO4Se，但遇到強(qiáng)氧化劑時(shí)表現(xiàn)還原性，可被氧化成硒酸：H2SeO3Cl2H2O=H2SeO42HCl。(2)碲及其化合物的性質(zhì)碲在空氣或純氧中燃燒生成TeO2。TeO2是不揮發(fā)的白色固體，微溶于水，易溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，如TeO22NaOH=Na2TeO

6、3H2O。TeO2(H2TeO3)具有氧化性和還原性H2TeO32SO2H2O=2H2SO4TeH2TeO3Cl2H2O=H2TeO42HCl (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(guò)氧化氯的結(jié)構(gòu)式為OClClOC.臭氧分子最終轉(zhuǎn)變成氧氣分子D.過(guò)程中一氧化氯斷鍵形成過(guò)氧化氯專(zhuān)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(jiǎng)，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(shuō)法不正確的是123456解析圖中反應(yīng)歷程為ClO3ClOO2，ClOClOClOOCl，ClOOCl日光2ClO2；該過(guò)程的總反應(yīng)為2O33O2，所以氯原子在反應(yīng)中作

7、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(guò)氧化氯的結(jié)構(gòu)式為ClOOCl，B錯(cuò)誤；由該過(guò)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(guò)程中ClOClOClOOCl，一氧化氯斷鍵形成過(guò)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(shí)放熱，一段時(shí)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(gè)反應(yīng)可以反復(fù)多次。下列關(guān)于上述過(guò)程的說(shuō)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)Cu2OH2O24H

8、=2Cu23H2O123456解析根據(jù)“藍(lán)色溶液變?yōu)榧t色渾濁(Cu2O)”，說(shuō)明銅離子被還原成1價(jià)，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(shuō)明發(fā)生了反應(yīng)Cu2OH2O24H=2Cu23H2O，Cu2O中1價(jià)Cu被氧化成2，H2O2又表現(xiàn)了氧化性，故B錯(cuò)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Se2H2SO4(濃)=2SO2SeO22H2O；SeO24KI4HNO3=4KNO3Se2I22H2O，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.中SO2

9、是還原產(chǎn)物，SeO2是氧化產(chǎn)物B.中KI是還原劑，SeO2是氧化劑C.每生成0.4 mol I2共轉(zhuǎn)移1.2 mol電子D.氧化性由強(qiáng)到弱的順序是H2SO4(濃)SeO2HNO3123456解析反應(yīng)中，硒元素化合價(jià)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(jià)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)中，硒元素化合價(jià)降低被還原，二氧化硒為氧化劑，碘元素化合價(jià)升高被氧化，碘化鉀是還原劑，故B正確；反應(yīng)中，生成2 mol碘單質(zhì)，轉(zhuǎn)移4 mol電子，則每生成0.4 mol I2共轉(zhuǎn)移0.8 mol電子，故C錯(cuò)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)中濃硫

10、酸為氧化劑，二氧化硒為氧化產(chǎn)物，氧化性：H2SO4(濃)SeO2，反應(yīng)中SeO2為氧化劑，硝酸既不是氧化劑也不是還原劑，說(shuō)明氧化性：SeO2HNO3，則氧化性由強(qiáng)到弱的順序是H2SO4(濃)SeO2HNO3，故D正確。123456A.將陽(yáng)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(shí)發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為T(mén)eO22OH= H2OC.“沉碲”時(shí)為使碲元素沉淀充分，應(yīng)加入過(guò)量的硫酸D.若提取過(guò)程碲元素的回收率為90%，則處理1 kg這種陽(yáng)極泥最少需通 入標(biāo)準(zhǔn)狀況下SO2 20.16 L4.(2021威海模擬)碲(Te)廣泛用于彩色玻璃和陶瓷。工業(yè)上用精煉銅的陽(yáng)極泥(含有質(zhì)

11、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(shuō)法不正確的是123456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(lèi)似氧化鋁與氫氧化鈉的反應(yīng)，生成 ，離子方程式為T(mén)eO22OH= 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(guò)程中，硫酸若過(guò)量，可能導(dǎo)致TeO2的溶解，造成產(chǎn)品的損失，故C錯(cuò)誤；123456123451 kg陽(yáng)極泥中含有TeO2的質(zhì)量為1 000 g8%80 g，碲元素的回收

12、率為90%，則有80 g90%72 g的TeO2被還原。1 mol TeO2得4 mol電子，1 mol SO2失去2 mol電子，則有關(guān)系式：TeO22SO2，V(SO2)222.4 L mol120.16 L，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(xiě)出H2O2的結(jié)構(gòu)式：_，H2O2在MnO2催化下分解的化學(xué)方程式：_。12345HOOH6(2)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(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式：_。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_。你認(rèn)為H2O2被稱(chēng)為綠色氧化劑的主要原因

13、是_。12345H2O2Cu2H=Cu22H2OH2O22I2H=2H2OI2還原產(chǎn)物為水，對(duì)環(huán)境無(wú)污染6(3)H2O2還有一定的還原性，能使酸性KMnO4溶液褪色。寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式：_。實(shí)驗(yàn)室常用酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液測(cè)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=5O22Mn28H2O酸式滴入最后一滴酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液后，溶液變淺紫色，且30 s內(nèi)不褪色6(4)H2O2是一種二元弱酸，寫(xiě)出其第一步電離的方程式：_，它與過(guò)量的Ba(OH)2反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。12345H2O2Ba(OH)2

14、=BaO22H2O66.硒(Se)、碲(Te)為A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(yáng)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：.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；.元素碲在溶液中主要以Te4、 等形式存在；.25 時(shí)，亞碲酸(H2TeO3)的Ka11103，Ka22108。123456(1)Se的氫化物的電子式是_。0.1 molL1的H2TeO3電離度(當(dāng)弱電解質(zhì)在溶液里達(dá)到電離平衡時(shí)，溶液中已經(jīng)電離的電解質(zhì)分子數(shù)占原來(lái)總分子數(shù)的百分?jǐn)?shù)叫做電離度) 約為_(kāi)。10%1234

15、56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x molL1，亞碲酸(H2TeO3)的Ka11103 ，解得x0.01，則0.1 molL1的H2TeO3電離度 100%10%。123456(2) 加入濃硫酸焙燒前常將陽(yáng)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(yáng)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)的操作為_(kāi)(填操作名稱(chēng))。SeO22SO22H2O=2H2SO4Se過(guò)濾解析根據(jù)流程圖，SeO2與SO2在冷卻后通

16、入水中發(fā)生反應(yīng)生成Se，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SeO22SO22H2O=2H2SO4Se，Se單質(zhì)難溶于水，反應(yīng)后分離出Se單質(zhì)可以通過(guò)過(guò)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，其溶質(zhì)的主要成分為_(kāi)(填化學(xué)式，過(guò)量的NaOH除外)。工業(yè)上也可以通過(guò)電解溶液得到單質(zhì)碲。已知電解時(shí)的電極均為石墨，則陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)。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，其溶質(zhì)的主要成分為Na2TeO3，工業(yè)上也可以通過(guò)電解溶液得到單質(zhì)碲，電解時(shí)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 3H2O4e=Te6OH。123456(5)向溶液中加入硫酸時(shí)控制溶液的pH為4.55.0，生成TeO2沉淀，如果H2SO4過(guò)量，將導(dǎo)致碲的回收率_(填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”)。偏低解析TeO2微溶于水，易溶于較濃的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿。向溶液中加