氧族元素解析教案

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一、考点：

1.以硫元素为代表，了解氧族元素的单质、氢化物及其氧化物的重要性质;理解氧族元素的性质递变规律;

2.了解硫的氧化物对环境的污染及环境保护的意义;

3.掌握工业上接触法制硫酸的反应原理及有关的多步反应的计算;

4.了解硫酸的性质、用途及硫酸根离子的检验;了解几种常见的硫酸盐。

5.掌握离子反应、离子反应发生的条件及离子方程式的书写。

二、知识结构：

1.氧族元素原子结构、单质性质

元素名称和符号氧(O)硫(S)硒(Se)碲(Te)

原子

结构

原子序数8163452

结构示意图

电子式·∶·∶·∶·∶

主要化合价-2-2，+4，+6-2，+4，+6-2，+4，+6

相同点最外层电子数相同，都是6个电子

不同点原子核外电子层数不同，依次增大

原子半径

物

理性

质颜色和状态无色无味气体淡黄固体灰色固体银白色固体

密度

熔点(℃)

沸点(℃)

水、有机溶济溶解度

化学反与金属反应易与金属反应易与金属反应反应较难多数不反应

与非金属反应易与H2、C、P、S等反应

能与H2、C、O2反应

反应难一般不反应

与化合物应能与许多物质反应能与氧化性酸、强碱反应反应少反应很少

一、硫

1、游离态——自然界存在于火山喷口、地壳岩层。人类在远古时现并使用硫。

存在

化合态——存在形式有：FeS2(非盐)、CuFeS2(复盐)、石膏、芒硝、煤和石油

中含少量硫——污染大气物主要来源。

2、物理性质：硫有多种同素异开体。如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。不同温度硫分子含硫原子数不同、常温是S8、高温蒸气主要是S2。常温为淡黄色晶体(淡黄色固体有：Na2O2、AgBr、黄铁矿、T、N、T等)。

注意：①在溶液中通过化学反应生成少量硫时，有时称乳白色。

②硫的溶解性：不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2。因此用物理方法洗去试管壁上的硫，只能用CS2作溶剂。

3、化学性质——硫原子最外层6个电子，较易得电子，表现较强的氧化性。

(1)与金属反应Na+S——Na2S(剧烈反应并发生爆炸)

(Na+S——Na2Sx)

Al+S△Al2­S2(制取Al2S3的唯一途径)

Fe+S△FeS(黑色)

思考：①21g铁粉跟8g硫粉混合加热，冷却后将所得固体溶于足量盐酸，在标准状况下可得气体多少升?

(据Fe～FeS～H2S↑可知，不论谁过量，有1molFe，必须生成1mol气体，则所得气

Fe～H2↑

体体积为：)

②若为21g硫粉和8g铁粉混合，在空气中加热，冷却后，所得固体质量为多少克?

(解：Fe+S△FeS

56g32g

8g21g

则硫过量，但由于在空气中加热，过量的硫与O2反应生成了SO2气体，因此，所得固体只能为FeS。其质量为：)

2Cu+S△Cu2S(黑色)

思考：①进行该实验时，将硫固体加热熔化至变成蒸气，再将光亮的铜丝放入硫蒸气中发生反应。实验时间较长，能否改成将铜丝加热后插入硫粉中?

(不能，若将铜丝在酒精灯上加热，Cu+O2△CuO(黑色)，铜转化为氧化铜，反应将不再发生)

②对铜，铁与硫的反应产物进行分析，硫与Cl2的氧化性哪个更强?理由是什么?

(氯气更强，因为S只将铜，铁氧化到低价，而氯气则将它们氧化到高价)

(2)与非金属的反应S+O2点燃SO2

思考：已知2SO2+O22SO3+Q(Q>0)反应温度对SO3的产率影响更大。硫在空气中和纯氧中燃烧，均能产生少量SO3，问在空气中或纯氧中燃烧哪个产生更多的SO3?为什么?

(空气中。因为纯氧中燃烧，尽管O2浓度大，但产生的热量更多，而在空气中燃烧，速率较小，产生的热量能及时分散到空气中)

S+H2H2S(说明硫化氢不稳定)

(3)与化合物的反应

S+6HNO3(浓)△H2SO4+6NO2↑+2H2O

S+2H2SO4(浓)△2SO2↑+2H2O

S+NaOH△Na2S+Na2SO3+H2O

思考：由硫能溶于热碱溶液可知，用热碱溶液可洗去试管壁上的硫，实验室为何常用热Ca(OH)2溶液而不用热NaOH溶液除去试管内的硫?(因NaOH碱性强，腐蚀玻璃)

S+Na2S=Na2Sx

S+Na2SO3­△Na2S2O3

例1、硫与热强碱溶液可生成S2-和SO32-;生成物继续与硫作用得Sz2-和S2O32-。过滤后除去过量硫，向滤液中加入一定量的强碱后，再适入足量的SO2，SO2与Sz2-也完全转化为S2O32-。问：

(1)S+SO2+OH-完全转化为S2O32-的离子方程式____________________

(2)amolS最终转化为Na2S2O3，需SO2、NaOH的物质的量分别为________

(3)若amolS最终转化为Na2Sz耗原热碱溶液6molNaOH，则Na2Sx中x值为

_________。

解析：3S+6OH‑△2S2-+SO32-+3H2O…………①

S2-+(x+1)SSx2-………………②

SO32-+S△S2O32-……………………③

由①②③迭加得：(2x+2)S+6OH-=2Sx2-+S2O32-+3H2O…………④

SO2+Sx2-+OH-——S2O32-+H2O………………⑤

由④⑤迭加得：S+SO2+2OH-=S2O32-+H2O…………………………⑥

答：第(1)问时，实质不必要这么繁的过程，因Sx2-、SO32-均为中间产物，只要抓住反应物为S和SO2及OH-，生成物为S2O32-和水即可得反应⑥。

由⑥式可知每有1mol硫需1molSO2和2molOH-，则SO2和OH-分别为a、2amol。

(2)由④式可知x=例2、工业上将硫黄混入Na2SO3溶液中共热至沸可制取Na2S2O3。制备Na2S2O3的另一种方法是把SO2通入Na2S和Na2CO3的混合液中，在反应过程中，先生成黄色沉淀，其量逐渐增多，然后又逐渐减少。当形成无色透明溶液时，反应完成：

(1)写出用上述反应制备Na2S2O3的化学方程式

①_________________________②____________________

③_________________________④Na2SO3+S△Na2S2O3

(2)原料中Na2CO3、Na2S、SO2的物质的量比最佳

是___________________。

(3)若SO2过量，则又会有黄色沉淀出现，其原因是(用离子方程式表示)______________。

解析：由于SO2溶于水生成H­­2SO3，而H­­2SO3是中强酸，其酸性比H3PO4还要强。则

(1)①SO2+H2O+Na2S=Na2SO­3+H2S

②SO2+Na2CO3=Na2CO3+CO2

③SO2+2H2S=3S↓+2H2O

(2)要求三种物质的最佳配比，必须牢牢抓住关键的反应式④，其反应物为S和

Na2SO3，S由反应③生成，Na2SO3由反应①②形成，由反应③可知每生成3molS需2molH2S和1molSO2，则反应④可改为3Na2SO­3+3S=3Na2S2O3，而生成2molH2S则需2molNa2S和2molSO2，同时生成2molNa2SO3，现还差1molNa2SO3，由反应②提供。则Na2CO3、Na2S、SO2的最佳物质的量比为1:2:4。

(3)若SO2过量，又生成3H2SO3，H2SO3+S2O32-H2S2O3+SO32-，H2S2O3极不稳定，H2S2O3→H2­O+S+SO2，SO2与SO32-又能继续转化为HSO3-，因此，该反应的离子方程式为：

SO2+H­2O+S2O32-=S↓+2HSO3-

2e10e

S+3C+2KNO3­点燃K­2S+N2↑+3CO2(黑火药爆炸)

橡胶的硫化(化学变化，将橡胶从线型结构转化为体型网状结构，增强橡胶的强度和弹性)