第一节 氧族元素
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。
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二、知识结构：
1.氧族元素原子结构、单质性质
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元素名称和符号 |
氧 (O) |
硫 (S) |
硒 (Se) |
碲 (Te) |
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原子 结构
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原子序数 |
8 |
16 |
34 |
52 |
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结构示意图 |
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电子式 |
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·
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·
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·
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主要化合价 |
-2 |
-2，+4，+6 |
-2，+4，+6 |
-2，+4，+6 |
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相同点 |
最外层电子数相同，都是 6个电子 |
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不同点 |
原子核外电子层数不同，依次增大 |
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原子半径 |
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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 |
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密度 |
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熔点 (℃) |
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沸点 (℃) |
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水、有机溶济溶解度 |
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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 |
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与非金属反应 |
易与 H 2 、C、P、S等反应
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能与
H
2
、
C
、
O
2
反应
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反应难 |
一般不反应 |
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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 |
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一、硫
存在
化合态——存在形式有： FeS 2 （非盐）、 CuFeS 2 （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 S 8 、高温蒸气主要是 S 2 。常温为淡黄色晶体（淡黄色固体有： Na 2 O 2 、 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 CS 2 。因此用物理方法洗去试管壁上的硫，只能用 CS 2 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 —— Na 2 S （剧烈反应并发生爆炸）
（ Na+S —— Na 2 S x ）
思考：① 21g 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？
Fe ～ H 2 ↑
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？
56g 32g
8g 21g
则硫过量，但由于在空气中加热，过量的硫与
O
2
反应生成了
SO
2
气体，因此，所得固体只能为
FeS
。其质量为：
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？
②对铜，铁与硫的反应产物进行分析，硫与 Cl 2 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）
（空气中。因为纯氧中燃烧，尽管 O 2 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）
（ 3 ）与化合物的反应
S+2H 2 SO 4 （浓） △ 2SO 2 ↑ +2H 2 O
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 + Na
2
S = Na
2
S
x
S + Na 2 SO 3 △ Na 2 S 2 O 3
例 1 、硫与热强碱溶液可生成 S 2- 和 SO 3 2- ；生成物继续与硫作用得 S z 2- 和 S 2 O 3 2- 。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 SO 2 ， SO 2 与 S z 2- 也完全转化为 S 2 O 3 2- 。问：
（1） S+SO 2 +OH - 完全转化为 S 2 O 3 2- 的离子方程式 ____________________
（2） amolS 最终转化为 Na 2 S 2 O 3 ，需 SO 2 、 NaOH 的物质的量分别为 ________
（3） 若 amolS 最终转化为 Na 2 S z 耗原热碱溶液 6molNaOH ，则 Na 2 S x 中 x 值为
_________ 。
SO 3 2- +S △ S 2 O 3 2- ……………………③
由①②③迭加得：（ 2x+2 ） S+6OH - = 2S x 2- +S 2 O 3 2- +3H 2 O …………④
SO 2 +S x 2- +OH - —— S 2 O 3 2- +H 2 O ………………⑤
由④⑤迭加得： S+SO 2 +2OH - =S 2 O 3 2- +H 2 O …………………………⑥
答：第（ 1 ）问时，实质不必要这么繁的过程，因 S x 2- 、 SO 3 2- 均为中间产物，只要抓住反应物为 S 和 SO 2 及 OH - ，生成物为 S 2 O 3 2- 和水即可得反应⑥。
由⑥式可知每有 1mol 硫需 1molSO 2 和 2molOH - ，则 SO 2 和 OH - 分别为 a 、 2amol 。
（
2
）由④式可知
例 2 、工业上将硫黄混入 Na 2 SO 3 溶液中共热至沸可制取 Na 2 S 2 O 3 。制备 Na 2 S 2 O 3 的另一种方法是把 SO 2 通入 Na 2 S 和 Na 2 CO 3 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 Na 2 S 2 O 3 的化学方程式
① _________________________ ② ____________________
③ _________________________ ④ Na 2 SO 3 +S △ Na 2 S 2 O 3
（2） 原料中 Na 2 CO 3 、 Na 2 S 、 SO 2 的物质的量比最佳是 ___________________ 。
（3） 若 SO 2 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 SO 2 溶于水生成 H 2 SO 3 ，而 H 2 SO 3 是中强酸，其酸性比 H 3 PO 4 还要强。则
（ 1 ）① SO 2 +H 2 O+Na 2 S= Na 2 SO 3 +H 2 S
②
SO
2
+Na
2
CO
3
= Na
2
CO
3
+CO
2
③ SO 2 +2H 2 S= 3S ↓ +2H 2 O
（ 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
Na 2 SO 3 ， S 由反应③生成， Na 2 SO 3 由反应①②形成，由反应③可知每生成 3molS 需 2molH 2 S 和 1molSO 2 ，则反应④可改为 3Na 2 SO 3 +3S=3Na 2 S 2 O 3 ，而生成 2molH 2 S 则需 2molNa 2 S 和 2molSO 2 ，同时生成 2mol Na 2 SO 3 ，现还差 1mol Na 2 SO 3 ，由反应②提供。则 Na 2 CO 3 、 Na 2 S 、 SO 2 的最佳物质的量比为 1:2:4 。
（
3
）若
SO
2
过量，又生成
3H
2
SO
3
，
H
2
SO
3
+S
2
O
3
2-
SO 2 +H 2 O+S 2 O 3 2- =S ↓ +2HSO 3 -
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）