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氧族元素及其化合物的特殊性

来源:未知作者:汪静一 点击:所属专题: 硫及其化合物

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一、氧元素及其化合物的特殊性 1. 在氧族元素中,只有氧元素的单质(O 2 和O 3 )在常温常压下是气体。 2. 非金属元素的单质分子一般为非极性分子,但O 3 却是极性分子。 3. 氧元素只有在与氟元素形成的化合物中显正化合价,如在二氟化氧(OF 2 )中氧元素显其最高正化

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一、氧元素及其化合物的特殊性

1. 在氧族元素中,只有氧元素的单质(O2和O3)在常温常压下是气体。

2. 非金属元素的单质分子一般为非极性分子,但O3却是极性分子。

3. 氧元素只有在与氟元素形成的化合物中显正化合价,如在二氟化氧(OF2)中氧元素显其最高正化合价为+2价,其最高正化合价与其族序数不相等。

4. 氧元素只有在过氧化物(如H2O2、Na2O2、K2O2等)中显1价。

5. 在氧族元素中,氧元素与氢元素能形成氧化物(H2O)和过氧化物(H2O2)。

6.在氧族元素中,氧元素与金属元素能形成氧化物(K2O)、过氧化物(K2O2)超氧化物(KO2)。

7. 在氧族元素中,氧元素的非金属性最强,其单质(O2和O3)的氧化性最强。

8. 在所有气体中,只有O2能够供人和动植物呼吸。

9. 在O3层中,O3的含量虽然很小,却可以吸收来自太阳的大部分紫外线。因此,臭氧层被称为人类和生物的保护伞。

10 在氧族元素的单质中,O3的化学性质最活泼(比O2还活泼)并且臭氧具有不稳定、强氧化和漂白能力这三大特性:

(1)不稳定性:臭氧不稳定,在常温下能缓慢分解生成氧气,在高温时可以迅速分解:2O===3O2

(2)强氧化性:O3具有极强的氧化性,凡能与空气或氧气反应的物质都能与O3反应;Ag、Hg等在空气或氧气中不易被氧化的金属也能与O3反应:2Ag + 2O3===  Ag2O2+ 2O2、  Hg + O3===HgO + O2

(3)漂白性:臭氧具有漂白性,实质是染料受到O3的强烈氧化作用而褪色。

11. 在氧族元素与氢元素形成的化合物中,只有H2O2是强氧化剂。H2O2在酸性或碱性溶液中都具有强氧化性,其还原产物为H2O(氧元素由-1价还原为-2价)。如:H2O2+ 2I + 2H+===I2+2H2O、PbS + 4H2O2===PbSO4+ 4H2O。并且使用H2O2作氧化剂不会引入新杂质,因此,H2O2被称为“绿色”氧化剂。

12. 在氧族元素中的氢化物(H2R)中,H2O的沸点最高,最稳定,且呈中性。

二、硫元素及其化合物的特殊性

1. 在氧族元素中,硫元素与氢元素能形成硫化物(H2S)和过硫化物(H2S2)。

2. 在氧族元素中,硫元素与金属能形成硫化物(Na2S)、过硫化物(Na2S2)和多硫化物(Na2Sx,x为大于2的正整数)。

3. 硫元素只有在过硫化物(H2S2、Na2S2、FeS2)中显-1价。

4. 金属与非金属之间越活泼,一般越容易发生反应。常温下O2与Ag、Hg等金属不反应,但非金属活泼性比O2弱的S在常温下却能与Ag、Hg等金属反应。2Ag + S===Ag2S、 Hg + S ===HgS.

5. 单质硫与变价金属一般生成低价金属硫化物,如硫与变价金属Fe、Cu反应分别生成FeS、Cu2S;但S与变价金属Hg反应却生成HgS。

6. 非金属氧化物之间一般不发生反应,但SO2却能与NO2反应:SO2 + NO2 ===SO3 + NO。

7. SO2和Cl2都具有漂白性,但等物质的量的SO2和Cl2混合却使二者失去漂白性,这是因为二者发生反应生成无漂白性的物质。SO2 + Cl2 + 2H2O===H2SO4+ 2HCl。

8. SO2和Cl2都具有漂白性,Cl2能使石蕊试液褪色,但SO2却不能。

9. 浓H2SO4具有强氧化性,SO2、CO和H2都具有还原性,但浓H2SO4不能将SO2、CO和H2氧化,这是因为+6价的硫与+4价硫之间没有中间价态, CO和H2只有在高温时才表现出还原性。因此可用浓H2SO4干燥SO2、CO和H2

10. 浓H2SO4是一种酸性干燥剂,一般可用于干燥中性和酸性气体,但不能干燥H2S、HBr、HI等具有还原性的酸性气体。这是因为浓H2SO4能将其氧化。

H2SO4(浓)+ H2S ===  SSO2 + 2H2O、

H2SO4(浓)+ 2HBr ===  Br2  +  SO2  + 2H2O、

H2SO4(浓)+ 2HI===  I2  +  SO2  + 2H2O

11. 酸与酸之间一般不反应,但浓H2SO4和亚硫酸能分别和氢硫酸反应。

H2SO4(浓)+ H2S === SSO2↑+ 2H2O、H2SO3 + 2H2S=== 3S3H2O。

12. 酸性氧化物与酸一般不反应,但SO2与氢硫酸能够反应。SO2 + 2H2S === 3S2H2O

13. 强酸与弱酸盐反应可以制弱酸,弱酸一般不能与强酸盐反应制强酸。但有氢硫酸与CuSO4溶液反应可制的强酸。CuSO4+ H2S===  H2SO4+ CuS↓。

氧族元素及其化合物的特殊性    14. 在实验室用浓H2SO4与NaCl反应制取HCl,可以在强热的条件下进行反应生成Na2SO4;但用浓H2SO4与NaNO3反应制取HNO3时,却不能强热,只能微热生成NaHSO4

H2SO4(浓)+ 2NaCl          Na2SO4+ 2HCl↑

H2SO4(浓)+ NaNO3   氧族元素及其化合物的特殊性    NaHSO4+ HNO3↑。

15. 钡盐一般有毒,但BaSO4却无毒,可做“钡餐”。

16. 同素异形体之间的转化一般属于化学变化,如O2和O3、白磷与红磷、金刚石与石墨之间的转化等均属于化学变化;但斜方硫与单斜硫之间的转化(S8的组成及硫原子之间的化学键均未变化,只是S8分子大晶体里的排列方式不同)却属于物理变化。、

17. 活泼金属与稀H2SO4反应,一般速率很快;但活泼金属Ca、Ba与稀H2SO4反应时,由于生成CaSO4、BaSO4沉淀物附于金属表面,致使反应速率很慢。

18.在金属活动顺序表中,位于氢后面的金属与非氧化性酸一般不反应,但Cu与氢硫酸可以反应。

Cu + H2S===  H2↑ + CuS↓

19. 非金属元素的单质与其最高价含氧酸一般不反应,但硫元素的单质与其最高价含氧酸浓硫酸可以反应。2H2SO4(浓)+ S ===  3SO2↑+ 2H2O

20. 在非金属元素的含氧酸中,只有浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性这三大特性。

①.吸水性:是指浓硫酸中的硫酸分子吸收游离态的水,跟水分子结合,生成一系列硫酸水合物。因为浓硫酸中存在大量未电离的硫酸分子,能强烈地和水分子结合,生成稳定的水合分子:H2SO4·xH2O(x = 1、2、3、4),故浓硫酸是一种良好的液态干燥剂,常用来干燥中性和酸性气体,如H2、O2 、CO2、SO2、Cl2、HCl等,若将其敞口久置就会因吸水而稀释。

氧族元素及其化合物的特殊性    ②.脱水性:是指浓硫酸能将有机化合物(特别是糖类)中的氢、氧原子按2 : 1的数目脱去(相当于水的组成),使某些有机物发生炭化而变黑如:

C12H22O11           12C + 11H2O、 C2H5OH 氧族元素及其化合物的特殊性 C2H4↑+ H2O

③.强氧化性:是指浓硫酸分子中+6价的硫容易得到电子的性质,即浓硫酸有很强的氧化性,这是由于硫酸分子中处于最高价态的+6价的硫元素引起的。在加热的条件下,它能氧化许多金属、少数非金属及某些具有强还原性的化合物,浓硫酸的还原产物一般为SO2

Cu +2H2SO4(浓) 氧族元素及其化合物的特殊性 CuSO4+SO2↑+2H2O

C + 2H2SO4(浓)氧族元素及其化合物的特殊性2H2O+2SO2↑+CO2

2HI + H2SO4(浓) === I2 + SO2↑+2H2O

21. 在常温下,浓硫酸能使Fe、Al、Cr等金属产生钝化现象。

22. 给稀硫酸加热蒸发水分,不能制的纯硫酸,只能得到98.3%的浓硫酸。

23. NaHSO4、KHSO4等硫酸氢盐,虽然属于盐,但具有酸的一些通性,如:

2NaHSO4 + Fe ===  Na2SO4 + FeSO+ H2↑、2NaHSO4 + Na2CO3===2Na2SO4 + CO2↑+ H2O

三、硒、碲、钋元素及其化合物的特殊性

1. 在氧族元素的单质中,只有硒是半导体。

2. 在氧族元素中,硒元素是人体必需的一种微量元素。并且,硒元素被人们称为“抗癌大王”。

3. 元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性一般也强;而硒的非金属性比硫弱,但硒酸(H2SeO4)的酸性比硫酸(H2SO4)强。

4. 在氧族元素的单质中,非金属单质碲能够导电。

5. 在氧族元素的单质中,碲通常不能与氢气直接化合,只能通过其他反应间接制取碲化氢。

6. 在氧族元素的氢化物中,碲化氢最不稳定,碲化氢的还原性最强。

7. 在氧族元素中,只有钋为金属元素。并且,钋的原子序数最大、原子半径最大。

8. 在氧族元素的单质中,钋的熔沸点最高,密度最大。

(责任编辑:化学自习室)
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