第三单元元素及其化合物第30讲氧族元素、臭氧、过氧化氢（第一课时）【要点精讲】1、氧族元素的原子构造及性质的相似性和递变性（1）构造：相似性：递变性：（2）性质（O→Te）相似性：主要化合价为价，氢化物的通式为，最高价氧化物对应的水化物的通式为。递变性：元素非金属性逐渐，H2R稳定性逐渐，H2RO4酸性逐渐。2、氧气和臭氧（1）氧气与臭氧性质的比较物质氧气臭氧①气态时的颜色②气味③沸点比较④同条件时的密度比较⑤同条件时水中溶解性比较⑥相互关系（2）臭氧的化学性质和用途①不稳定性[2O3(g)=3O2(g)；△H=-284kJ/mol]，说明氧气的稳定性比臭氧。13/13\n②极强的氧化性，能将Ag、Hg等不易被空气氧化的金属而氧化，能将有机色质氧化，故可用作脱色（漂白）剂，也具有杀菌消毒作用，那么又可用作消毒剂。在一定条件下臭氧和氧气可相互转化，其有关化学方程式为，。3、过氧化氢①过氧化氢的电子式为，是一种分子（填极性或非极性）。②过氧化氢为无色粘稠液体，它的水溶液俗称双氧水，医用双氧水的质量分数一般为。③化学性质：a．是一种二元弱酸，具有弱酸性，电离方程式为和；b．氧化性，如能把Fe2+氧化成Fe3+，酸性条件下的反响式为：；c．复原性，如能发生H2O2+Cl2==O2+2HCl，能使酸性高锰酸钾溶液褪色（离子方程式：）等；d．不稳定性（受热会分解，MnO2作催化剂时反响更快）。过氧化氢可用作氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂，还可作为火箭的燃料。【典型例题】【例1】（2022年北京，6）高压电机、复印机工作时会产生臭氧，该气体有强氧化性。以下表达不正确的选项是A．臭氧和氧气是氧的同素异形体B．臭氧可使湿润的KI淀粉试纸变蓝C．臭氧的存在对人体有益无害D．臭氧是很好的消毒剂和脱色剂13/13\n【例2】（2022年广东，25）以下关于“过氧化氢”的说法正确的选项是A．过氧化氢具有杀菌消毒作用，是强酸B．过氧化氢是离子化合物C．过氧化氢可以发生分解反响D．过氧化氢是水的同分异构体【例3】（2022年江苏，1）水资源非常重要，联合国确定2022年为国际淡水年。以下关于水的说法中错误的选项是A．蒸馏法是海水淡化的方法之一B．淡水的密度小于海水的密度C．融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少D．0℃以上，温度越高，水的密度越小光【例4】1995年诺贝尔化学奖授予致力研究臭氧层被破坏问题的三位化学家。大气中的臭氧层可滤除大量的紫外线，保护地球上的生物。氟利昂（如CCl2F2）可在光的作用下分解，产生Cl原子，Cl原子会对臭氧层产生长久的破坏作用。有关反响：O3O2+O，Cl+O3→ClO+O2，ClO+O→Cl+O2，总反响：2O3＝3O2（1）在上述臭变成氧气的反响过程中，Cl是A．反响物B.生成物C.中间产物D.催化剂（2）O3和O2是A．同分异构体B.同系物C.氧的同素异形体D.氧的同位素【当堂反响】1．以下关于硒元素的有关表达正确的选项是A．硒化氢比硫化氢稳定，其水溶液在空气中能稳定存在B．单质硒是一种半导体材料C．H2SO4、H2SeO4、H2TeO4的酸性依次增强13/13\nD．硒的非金属性比氧弱，但比溴强2．过氧化氢的沸点比水高，但受热容易分解。某试剂厂先制得7%～8%的过氧化氢溶液，再浓缩成30%溶液时，可采用的适宜方法是A．常压蒸馏B.减压蒸馏C.加生石灰常压蒸馏D.加压蒸馏3．过氧化氢俗称双氧水，它是一种液体，易分解为水和氧气，常作氧化剂、漂白剂和消毒剂，为贮存、运输、使用的方便，工业上常将H2O2转化为固态的过碳酸钠晶体(其化学式为2Na2CO3·3H2O2)，该晶体具有Na2CO3和H2O2的双重性质。以下物质不会使过碳酸钠晶体失效的是A．MnO2B．H2SC．稀盐酸D．NaHCO34．最近科学家发现了氧族元素的一种新微粒O4，对于这种新微粒，以下说法不正确的选项是A．它是氧的一种新的同素异形体B．它是氧的一种新的同位素C．它的摩尔质量是64D．它的氧化性比O3强5．钋是原子序数最大的氧族元素，推测钋及其化合物最不可能具有的性质是A．钋是能导电的固体B．钋的熔点较高C．钋的氢化物很稳定D．钋至少有两种氧化物对应的水化物6．O3能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。O3的分子构造如右图：呈V型，键与键间的夹角为116.5°。三个原子以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个非极性共价键，中间O原子提供两个电子，旁边两个O原子各提供一个电子，构成一个特殊的化学键（图中用小黑点表示这四个电子）——三个O原子均等地享有这四个电子。请答复：13/13\n（1）臭氧与氧气的关系是；（2）以下物质的分子与O3分子的构造最相似的是；A．H2OB．CO2C．SO2D．BeCl2（3）1个O3分子中共有个电子参与成键；（4）O3分子是否极性分子（填“是”或“否”）；（5）O3具有强氧化性，它能氧化PbS为PbSO4，而O2不能，试配平：PbS+O3——PbSO4+O27．针对以下A～D四个涉及H2O2的反响（未配平），填写以下空白：A．Na2O2+HCl——H2O2+NaClB．Ag2O+H2O2－－Ag+O2+H2OC．H2O2－－H2O+O2D．H2O2+Cr2(SO4)3+KOH－－K2SO4+K2CrO4+H2O（1）H2O2仅表达氧化性的反响是（填代号），配平：；（2）H2O2既表达氧化性又表达复原性的反响是（填代号）；（3）H2O2表达弱酸性性的反响是，理由是；8．光化学烟雾（主要含有臭氧、低级醛、硝酸酯等）是二次污染物，主要由汽车尾气中的氮氧化物、碳氢化合物在日光照射下与O2反响而形成。首先NO2分解成NO和氧原子，氧原子与O2结合成O3，进展包括三个反响的产生O3的循环，请补充化学方程式②和③①NO2NO＋O②________________③________________以上三个反响总化学方程式为__________________________，生成的臭氧再与汽车尾气中其它成份反响可生成醛。试写出尾气中的2-丁烯被臭氧氧化成乙醛并释放出氧气的化学方程式________________________________________。9．有A、B、C三种常见的短周期元素，它们之间两两结合成化合物X、Y、Z。X、Y、Z之间也能相互反响。已知X是A和B按原子个数比1∶1组成的化合物，其它元素形成的单质（仍用A、B、C表示）和组成的化合物间反响关系式如下：①B+C→Y②A+C→Z③X+Y→M④X+Z→C+N⑤Y+Z→C+N请填空：13/13\n（1）上述反响中，一定属于氧化复原反响的是____，理由是____。（2）假设M是一种无色、粘稠的油状液体化合物，那么X、Y、Z分别是。（3）写出反响③、④的化学方程式：。10．阅读以下材料：过氧化氢（H2O2）又称双氧水，常温下它是一种液体，它难电离，且易分解。它是一种绿色氧化剂。为了贮存、运输、使用的方便，工业上采用“醇析法”将其转化为固态的过碳酸钠晶体（其化学式为2Na2CO3•3H2O2），该晶体具有Na2CO3和H2O2的双重性质。“醇析法”的生产工艺过程如下：在0℃~5℃下，往饱和的Na2CO3溶液中，先参加H2O2和稳定剂（MgCl2和Na2SiO3），经充分反响后，再参加异丙醇，过滤别离，即得过碳酸钠晶体。根据上述材料，答复以下问题：（1）依据你已有的知识，写出H2O2的构造式_________________。（2）你认为H2O2被称为绿色氧化剂的主要原因是________________________________。（3）我们知道，稀硫酸不与铜反响，但在稀硫酸中参加H2O2，那么可使铜顺利溶解，写出该反响的离子方程式______________________________________。（4）稳定剂能反响生成难溶物将过碳酸钠粒子包裹住，该反响的化学方程式为_____________________________________________。【课后作业】13/13\n1．对臭氧层有破坏作用的化学物质主要含有氯氟烃等，据报道，位于地球南极上空的臭氧空洞已有三个中国的面积，科学家呼吁人类要重视对臭氧层的保护。大气中，臭氧的主要作用是A．吸收CO2B．补充O2C．吸收红外线D．吸收紫外线2．过氧化氢与硫酸酸化的高锰酸钾溶液进展反响生成硫酸钾、硫酸锰、水和氧气。如果过氧化氢中的氧原子是示踪原子（18O），当反响完成后，含有示踪原子的物质是A．氧气B.水C.硫酸锰D.硫酸钾3．（2022年北京春季，6）北京大学两位教授率先发现人体心肺血管中存在微量硫化氢，它对调节心血管功能具有重要作用。以下表达正确的选项是A．硫化氢分子很稳定，受热难分解B．硫化氢分子中所有原子的最外电子层都到达8电子构造C．将硫化氢通入溴水，溴水褪色D．硫化氢是电解质，其电离方程式是H2S=2H++S2-4．在近代高能技术中纯H2O2普遍被作为单一组分的喷燃料和火箭燃料的氧化剂。以下有关H2O2的表达中不正确的选项是A．3%的H2O2溶液中，参加MnO2，分解速率会加快，MnO2是催化剂B．在2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+8H2O+5O2↑反响中，MnO2是复原剂，且O2中氧全部来自于MnO2C．Na2O2溶液于水的过程中，不可能有H2O2生成13/13\nD．SO2与H2O2相混合完全可能生成H2SO4，SO2+H2O2=H2SO4，且电子转移数为25．（2022年上海，10）水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165K时形成的，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体构造，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的表达正确的选项是A．水由液态变为玻璃态，体积缩小B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀C．玻璃态是水的一种特殊状态D．玻璃态水是分子晶体6．以下物质不能用对应的单质直接化合制取的是①CuS②FeS③Al2S3④Fe2S3⑤Cu2S⑥FeCl2⑦CS2A．②⑤⑦B．①④⑥C．③④⑦D．④⑥⑦7．钋是原子序数最大的氧族元素，推测它及其化合物最不可能具有的性质是A．钋是能导电的固体B．钋的氧化物的水化物至少有两种C．钋与氢气不能直接化合D．钋的氢化物很稳定8．以下结论正确的选项是①微粒半径S2一>Cl>F>S；②氢化物稳定性HF>HCl>H2S>H2Se；③氧化性Cl2>S>Se>Te；④酸性H2SO4>HClO4>H2SeO4；⑤非金属性F>Cl>S>SeA．②③⑤B．①③C．只有①D．只有⑤9．工业上从含硒的废料中提取硒的方法之一是：用硫酸和硝酸钠处理废料，获得亚硒酸和少量硒酸，再与盐酸共热，硒酸转化为亚硒酸（2HCl+H2SeO4=H2SeO3+Cl2+H2O），通SO2于亚硒酸溶液中，有单质硒析出。据此，以下说法正确的选项是A．H2SeO4的氧化性弱于Cl2B．亚硒酸氧化性强于H2SO313/13\nC．SeO2的复原性强于SO2D．析出1molSe需H2SeO3、SO2、H2O各1mol10．0.05mol某单质与0.8g硫在一定条件下完全反响，该单质可能是A．H2B．CuC．KD．Zn11．过氧化氢（俗名双氧水），医疗上可作外科消毒剂。（1）向含有酚酞的NaOH溶液中滴加双氧水，溶液由红色褪至无色，主要原因是双氧水的______性；（2）将双氧水参加经酸化的高锰酸钾溶液中，溶液的紫红色消褪了，此时双氧水表现出_________；（3）久置的油画，白色部位（PbSO4）常会变黑（PbS），用双氧水揩擦后又恢复原貌，有关反响的化学方程式为_______________________。12．氧元素的同素异形体有_____和臭氧。现采用下法测定臭氧的化学式：取O2和Om的混合气体，从其中取出体积相同的两份气体。往1份气体中加松节油，Om完全被吸收，结果气体体积减少了VmL；加热另一份气体，使其中Om全局部解成O2，那么气体体积增加V/2mL（体积都是在同温同压下测定），那么m值为______。臭氧是一种氧化性比氧气更强的氧化剂，例如，臭氧通入到碘化钾溶液中有一种无色气体逸出，所得溶液可使酚酞变红，也可使淀粉变蓝，由此判断，发生反响的化学方程式是___________________________。13．H2燃烧时除生成水外，还可生成少量的H2O2，但一般条件下很难得到H2O2。如果将H2燃烧时产生的火焰用冰块冷却，就可检验出极少量的H2O2生成。实验前，用两只蒸发皿盛好冰（用蒸馏水冷凝而成），做比照实验如下：13/13\nⅠ：一只蒸发皿放在石棉网上加热，使冰块慢慢熔化成液体，再参加0.1mol/L碘化钾淀粉溶液，不显蓝色。Ⅱ：另一只蒸发皿用调节好的氢气火焰对着冰块加热，熔化成液体后，再参加0.1mol/L碘化钾淀粉溶液，立即变成蓝色。⑴一般条件下得不到H2O2的原因是：__________________________________________；⑵要做比照实验的理由是：________________________________________________；⑶为了增强实验效果，且能迅速检验出反响过程中生成H2O2，在不另加任何试剂和用品的情况下，你认为如何改?______________________________________________；⑷能否________(填“能”或“不能”)将实验Ⅱ中的0.1mol/L碘化钾淀粉溶液换成酚酞试剂；理由是_________________________________________________。14．化合物A含硫（每个分子只含一个硫原子）、氧以及一种或几种卤素；少量A与水反响可完全水解而不被氧化或复原，所有反响产物均可溶于水；将A配成水溶液稀释后分成几份，分别参加一系列0.1mol/L的试剂，现象如下：①参加硝酸和硝酸银，产生白色沉淀；②参加氯化钡溶液，无沉淀生成；③溶液经酸化后参加高锰酸钾溶液，紫色褪去，再参加硝酸钡溶液，产生白色沉淀；13/13\n（1）由此判断组成该化合物的元素中，可能存在的卤素有，A与水反响后生成的溶液中含有的离子可能有。（2）要确定该化合物的分子式，称取11.90gA溶于水稀释至250.0mL，取25.00mL溶液参加足量的高锰酸钾溶液和硝酸钡溶液，使沉淀完全，沉淀经洗涤、枯燥后称重，为2.33g，试确定A的化学式，写出计算过程。13/13\n参考答案典例解析【例1】臭氧和氧气是氧元素组成的不同单质，互为同素异形体。臭氧有强氧化性，能氧化KI、有机色素等，所以臭氧可使湿润的KI淀粉试纸变蓝，也可作消毒剂、脱色剂等。空气中的微量臭氧能刺激中枢神经，令人产生爽快和振奋的感觉。但当空气中臭氧含量超过10-5%（体积分数）时，就会对人体有害。应选C。【例2】H2O2是一种共价化合物，且是一种弱酸，它有较强的氧化性，可以用来进展杀菌、消毒等。它的稳定性较差，易分解生成H2O和O2。H2O2和H2O的分子式不同，不是同分异构体关系。应选C。【例3】海水中溶有Na+、Mg2+、Cl-及SO42-等离子组成的盐，它们的沸点比水的沸点高，可用蒸馏法将其别离，上述盐的溶入使水溶液的密度增大，故A、B均正确。雪与雨水成分相同，是水蒸发后凝结而成的，含矿物质很少，而深井中的水溶有较多矿物质，故C也正确。水在4℃时密度最大，故此题选D。【例4】（1）D；（2）C当堂反响：1．B2．B3．D4．BC5.C6.（1）同素异形体（2）C（3）8（4）是（5）14147．（1）D3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH====3K2SO4+2K2CrO4+8H2O（2）C（3）A这一反响可看作是强酸制弱酸的反响8．O+O2=O3，2NO+O2=2NO23O22O3,CH3CH=CHCH3+2O32CH3CHO+2O29．（1）①、②、④、⑤理由略（2）X—H2O2Y—SO2_Z—H2S（3）略13/13\n10．（1）H—O—O—H；（2）H2O2的复原产物为H2O，反响时不产生污染物；（3）Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O；（4）MgCl2+Na2SiO3=MgSiO3↓+2NaCl课后练习：1．D2．A3．C4．C5．C6．B7．D8．A9．B10．BC1．（1）氧化；（2）复原；（3）PbS+4H2O2=PbSO4+4H2O12．O2；3；2KI+O3+H2=2KOH+O2+I2。13．（10分）⑴H2O2不稳定，遇热易分解⑵排除冰块熔化后所得的液体也能是碘化钾淀粉溶液变蓝的可能⑶在蒸发皿中先参加碘化钾淀粉溶液，用氢氧焰直接对着冰块加热⑷不能，因为在中性环境中H2O2不可能生成OH—14．（1）F、Cl；H+、SO32—、HSO3—、Cl—、F—（2）在25.00mL溶液中产生n（BaSO4）=0.01mol,那么n(SO42－)=0.01mol原A中n（S）=0.1mol,n(A)=n(S)=0.1mol,M(A)=11.90g/0.1mol=119g/mol,由于S元素在A中的化合价为+4价，且A中只含一个S原子，故A中只能含有一个氧原子和两个卤原子又A的相对分子质量为119，故两个卤原子的相对原子质量和为：119－32－16=71所以，只能是两个氯原子，A的化学式为SOCl2（执笔：二甲中学杨建锋）13/13
