第六章氧族元素环境保护

第六章氧族元素环境保护温故知新1、原子序数为1—20的元素：A：非金属性较强的元素是（

）B：对应气态氢化物的稳定性较强的是（）C：对应最高价氧化物的水化物酸性最强的是（）D：属于第IA族元素是（）其中最高价氧化物的水化物碱性最强的是（）。2、你学过的最外层电子数为6的元素有（）它们分别属于第几周期，哪一族？FHFHClO4NaKKOHOSO:第二周期，VIA族。S：第三周期，VIA族。HLi第一节氧族元素马鞍山二中陈守锋第六章氧族元素环境保护

同学们好，我们氧族元素今天就和大家见面了。我们处于元素周期表的第VIA主族氧、硫、硒、碲、钋我们的家庭成员有：O、S、Se、Te、Po①做为氧族的首领——氧，已被大家熟知了，若想了解排行第二的硫，请你打开书中彩页：火山喷口处的硫（同上图）。氧(O)硫(S)②我是硒，氧族第三位主人，早在1817年就被发现了，我在常温下为固体，虽然脸色发灰，可用途不少。其一，半导体材料少不了我，制造彩电、太阳能电池、光电管，甚至制造导弹也请我帮忙。其二，人类更是缺我不成，你每天必须摄入0.05mg硒。人缺硒时，易患大骨节病、胃癌等。有了我硒的参与，使你兔疫力增强、抑制肝肿瘤以及乳腺癌的发生；但你可不要贪婪，过量摄取硒会使人中毒，导致头发脱落，双目失明，甚至死亡。我愿做你的好朋友。硒(Se)③我是氧族第四位主人，碲比硒发现得还早，1782年就被人所识。我貌似金属，银白色的脸膛，虽然没有把我列入金属之列却有金属之性质，能导电，主要用于冶金工业，制造化合物半导体和热电元件等，还用于橡胶工业中，可不要小瞧我呀。碲(Te)④我是氧族第五位主人钋，是典型的金属元素，却具有放射性，是在1898年被居里夫妇历尽艰辛从沥青铀矿中分离得到的。我的名字是为纪念居里夫人的祖国波兰而命名的，我是世界上最稀有的元素之一，与铍混合可作中子源。钋(Po)氧族元素在元素周期表中的位置OSSeTePoFClBrIAtLiNaKRbCsFr第一节氧族元素

一、氧族元素

2、成员：氧族元素包括氧（O）、硫（S）、硒（Se）、碲（Te）、钋（Po）等几种元素。 阅读P122页的表格及下面的文字，一直到P123页“二、臭氧”上面。1、位置：第VIA主族3、氧族元素的性质：元素名称元素符号核电荷数原子结构示意图化合价原子半径氧硫硒碲OSSeTe8163452-20.074nm单质颜色状态无色黄色灰色银白色气体固体固体固体-2+4+60.102nm

0.116nm

0.1432nm-2+4+6-2+4+6单质氢化物氧化物化学式稳定性化学式最高价氧化物水化物H2O------H2SSO2SO3H2SO4减小H2SeH2TeTeO2TeO3H2TeO4SeO2SeO3H2SeO4熔点˚C沸点˚C密度-218.4112.8217452-183444.6684.913901.43g·L-12.07g·cm-34.81g·cm-36.25g·cm-3氧硫硒碲具体实例Fe+SFeS点燃H2+O2H2O22点燃（稳定）H2+SH2S▲

（不稳定）（Fe+2、+3价）（Fe+2价）Fe+O2Fe3O43点燃2结论：氧的非金属性比硫强注意：（1）它们能形成H2R型气态氢化物（Te不能与H2直接化合），它们的水溶液均呈酸性（H2O除外）。（2）它们都能和氧结合生成RO2和RO3型氧化物（O除外），这些氧化物均是酸酐，其对应的水化物分别为H2RO3和H2RO4型两种酸。（3）从原子结构有关知识理解元素金属性、非金属性的递变规律。从O到Te：核电荷数逐渐增多

原子的电子层数逐渐增多

原子半径逐渐增大

原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱

原子得到电子的能力逐渐减弱，失去电子的能力逐渐增强

元素的金属性逐渐增强、非金属性逐渐减弱。（4）氧族元素和卤族元素比较

相似点：

①都能与金属、H2直接化合（Te及At、Po除外）；②气态氢化物的水溶液均呈酸性（O除外）；③氧化物均为酸酐（O、F除外），最高价氧化物对应水化物的酸性随核电荷数的增大而逐渐减弱。

不同点：

①与金属、H2化合时，卤族元素显－1价，氧族元素显－2价；②同周期的氧族元素、卤族元素的单质，前者与H2化合更难，前者生成气态氢化物的水溶液均为弱酸（H2O除外），后者除HF外其余氢化物的水溶液均为强酸；③同周期氧族元素比相应卤素的非金属性弱。小结氧族元素原子的核电荷数、最外层电数、电子层数和原子半径等是如何变化的？并找出它们的异同点。相同点：不同点：原子的最外层都只有6个电子核电荷数、电子层数和原子半径增大元素原子结构的不同决定其化学性质上具有哪些特点？氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、钋(Po)非金属性氧化性得电子能力}减弱金属性还原性失电子能力}增强主要化合价：-2、+4、+6（O无+2价以上的化合价）ⅥA族元素最高价氧化物对应的水化物：H2SO4，H2SeO4，H2TeO4酸性逐渐减弱ⅥA族元素气态氢化物的稳定性：H2O

H2SH2SeH2Te

稳定性逐渐减弱根据各元素的化学性质，你能推断出元素最高价氧化物对应的水化物的酸、碱性的强弱吗？气态氢化物的稳定性又怎样？氧族元素单质的物理性质是如何变化的?元素符号OSSeTe状态气态固态固态固态颜色无淡黄色灰色银白色溶解性难溶难溶难溶难溶导电性不导电不导电半导体导体熔沸点

密度

逐渐升高逐渐增大巩固复习VIA族与同周期的 VIIA族元素的对比：元素SCl最外层电子数在周期表中的位置最高价氧化物对应的水化物的酸性气态氢化物的稳定性与Fe、Cu反应的难易程度67第三周期，VIA族第三周期，VIIA族强更强300℃以上分解1000℃左右分解Fe+S==FeS△2Fe+3Cl2==2FeCl3点燃Ｃu+Cl2==CuCl2点燃2Cu+Ｓ==Cu2S△H2SO4HClO44、硫单质的化学性质1、与非金属反应：2、与金属反应：3、碱反应：3S+6KOH===2K2S+K2SO3+3H2OH2+S

H2S

S+Fe====FeS

S+2Cu====Cu2S

S+O2====SO2

点燃0-2+4（氧化剂还原剂）（还原产物）（氧化产物）△S+Hg==HgS（硫粉除汞）3S+6OH-==2S2-+SO32-+3H2O△二、同素异形体（1）定义：由同一种元素形成的几种性质不同的单质

例如：碳元素的同素异形体——金刚石、石墨

氧元素的同素异形体——氧气和臭氧

磷元素的同素异形体——红磷和白磷

硫元素的同素异形体——菱形硫和单斜硫

（2）注意事项（同素异形体与同位素）

同素异形体的化学性质相似，而物理性质不同同位素研究的对象是微观的原子，而同素异形体研究的对象是宏观的单质。［思考2］Fe2O3和Fe3O4的组成元素完全相同，它们是同素异形体吗?为什么?［思考3］H与H互为什么关系?［讨论］同素异形体和同位素有何区别?［思考1］钠原子(Na)和钠离子(Na＋）都是由同一种元素——钠元素形成的，它们是同素异形体吗?为什么?同素异形体同位素定义研究对象举例同一种元素的不同单质互称同素异形体同一种元素的不同原子互称同位素单质原子O2和O3石墨和金刚石H、H、H１、臭氧的物理性质

（1）常温、常压下，O3是一种有特殊臭味的淡蓝色气体；（2）密度比O2大，比O2易溶于水；（3）液态O3呈深蓝色，沸点的－112.4℃；

固态O3呈紫黑色，熔点为－251℃。

三、臭氧２、臭氧的化学性质

（1）不稳定性

2O3

3O2

注：常温下分解较慢，在高温时可以迅速分解。（2）强氧化性

就氧化能力而言，它介于氧原子和氧分子之间。O3＋2KI＋H2O＝2KOH＋I2＋O2

（氧化剂）（还原剂）（还原产物）（氧化产物）注：臭氧能使湿润的KI淀粉试纸变蓝，利用此性质可测定微量O3的含量，也可检验O3。３、臭氧的产生、应用及臭氧层的保护（1）产生： １、3O2

2O3

２、紫外灯 ３、静电复印 ４、其他（2）应用：能吸收紫外线，并且是一种很好的漂白剂和消毒剂。（3）臭氧的用途自发现臭氧以来，科学家们做了大量的研究，发现臭氧具有以下奇特作用：强氧化、高效消毒、催化等。

(1)自来水、饮用水消毒、净化人们对臭氧消毒、饮水灭菌极感兴趣，这是由于用臭氧消毒不存在任何对人体有害的残留物(如用氯消毒、有致癌的卤化有机物产生)，解决了饮用水的消毒质量问题。

(2)臭氧消毒灭菌臭氧是一种高效、快速消毒灭菌剂，它的氧化能力高于氯一倍，灭菌比氯快600～3000倍，甚至几秒钟内可以杀死细菌，使用方便，不产生二次污染。

(3)高效快速臭氧水消毒灭菌臭氧水对各种致癌微生物均有极强的灭菌作用。臭氧在水中不稳定，时刻发生氧化还原反应，产生十分活泼、具有强烈氧化作用的单原子氧、臭氧化物离子团、过氧化离子团、过氧化氢、羟基等。羟基氧还原电位相当于氟的氧化能力，当水中臭氧浓度达到0.3～4ppm时，臭氧水几乎成为万能消毒灭菌水剂，更可取的是这种消毒灭菌剂对细菌、病毒、芽胞等灭菌率均为100%。

(4)污水处理臭氧可以用于水中污染物的氧化分解：脱色、脱臭、杀菌、灭藻与病毒灭污；清除酚、氰、农药、铁、锰及硫化物；清除石油制品及合成洗涤剂，清除水中致癌物质，降低水中BOD、COD等。臭氧在污水中有特殊处理效果，是一种“万能”水处理剂。(5)食品保存、防腐高温、高湿季节各种食品受丝状菌、酵母菌等繁殖，使食品腐败。应用臭氧对肉食、糕点、乳酪、鱼虾、水果及蔬菜防腐保存、保鲜；也可用于食品加工过程消毒、灭菌，长期保存。

(6)脱色除臭臭氧是理想的强氧化剂、催化剂，在食品油脂化工、化妆品生产过程中除臭、脱色作用十分显著，急待人们去开拓更广阔的应用领域。

空气中微量O3(1ppm以内)对人体健康有益，因为它能杀菌消毒，刺激中枢神经，加速血液循环，令人产生爽快振奋之感。疗养院常设在空气新鲜宜人的松林里，因其中含微量O3，是由松林这种针叶树的树脂在被O2氧化的过程中产生的。另外，雷雨之后，当漫步街头田野，同样感到空气格外的新，其原因一是雨水洗净了尘埃，二是打雷闪电时，空中产生了臭氧(3O2====2O3)。但是，当空气中O3含量超过10-5%(体积分数)时，就会对人体、动植物及其他露置物质造成极大危害，这就是说当O3含量较多时，它就成了一种大气污染物，因此，对于O3应全面辩证地认识其功与过。

自然界中的O3(90%)主要集中于离地面15km～50km的大气平流层中，称为臭氧层，是地球生命的保护伞，O3也就有了“生命卫士”之美称。臭氧层中臭氧含量很少，却可以吸收来自太阳的大部分短波紫外辐射，因此，臭氧层恰似过滤器一般，阻挡了紫外线，给地球送来了滤过的益于万物生长的光和热，使地球生命免遭灾难，减少了呼吸道疾病、白内障、皮肤病、肿瘤、癌症等的发率。所以臭氧是一个天然保护伞，是名符其实的“生命卫士”然而，近年来，南极上空的臭氧层出现了空洞，北极上空O3浓度也有所减少，臭氧层对生物的保护作用正在减弱，有害射线已对地球生物造成严重危害，如皮肤肿瘤患者剧增，仅据美国1979年统计，死于皮肤癌的人数已达13600多名，患皮肤肿瘤者已达30多万。那么，破坏臭氧层的罪魁祸首是谁呢?——氟氯烃、氮氧化物、碳氧化物等气体，这种现象已引起世人普遍关注，所以《保护臭氧层维也纳公约》《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》等国际公约相继出台，决定减少并逐步停止氟氯烃等的生产和使用，大力开发无氟制冷工业，从1995年开始并把每年的9月16日定为“保护臭氧国际日”，所以我们要保护臭氧层，保护环境，热爱地球。2005年的主题是：善待臭氧，安享阳光。（4）保护臭氧层

氟氯烃（氟利昂）破坏臭氧层的原理：氟利昂(氟氯烃的商品名称)上升到大气平流层中，可在紫外光作用下分解产生氯原子，氯原子会对臭氧层产生长久的破坏作用。有关反应如下：总反应式：2O3====3O2O3O2＋O光光Cl＋O3ClO＋O2ClO＋OCl＋O2在上述臭氧变成氧气的反应过程中，氯原子是()A、反应物B、生成物C、中间产物D、催化剂D思考：为什么说O3是地球生命的保护伞?

臭氧与氧气虽然组成元素相同，但由于它们的分子组成及原子结合方式不同，造成分子结构的不同，引起两者性质上的很大差别。O3和O2互为同素异形体关系，O3具有更强的氧化性，且不稳定，空气中的少量O３对人体有益，过之则有害，而大气平流层中的臭氧层则是人类的保护伞。小结：O3O2色、嗅、态溶解度(水中)熔点沸点通常为一有特殊臭味的淡蓝色气体，液态O3呈深蓝色，固态O3为紫黑色通常为一无色无气味的气体液态O2呈淡蓝色，固态O2呈雪花状，淡蓝色大4、氧气与臭氧物理性质对比小－251℃ －218℃－112.4℃ －183℃四：过氧化氢1、物理性质：无色粘稠液体，水溶液俗称双氧水思考：根据H2O2中氧元素的化合价，来推测H2O2的化学性质？2、化学性质：弱酸性、氧化性、还原性、不稳定性H2O2H2OO2-1-20失e-得e-（氧化产物）（还原产物）讨论：为什么说H2O2是绿色氧化剂？﹕HOO

H﹕

﹕

﹕

·

·

·

·

·

·电子式：（1）弱酸性：H2O2H+

+

HO2--HO2--

H++O22-二元弱酸2NaOH+H2O2==Na2O2+2H2O（2）不稳定性：（3）氧化性：2H2O2==2H2O＋O2↑MnO2此反应可用于实验室制取氧气SO2+H2O2==H2SO42Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2OPbS+4H2O2==PbSO4+4H2O(黑色)(白色)-2+6（H2O2用于修复油画）3、用途：氧化剂、漂白剂、、火箭燃料、消毒剂、脱氯剂、实验室制氧气。（4）还原性：H2O2+Cl2==2HCl+O25H2O2+2KMnO4+3H2SO4==2MnSO4+K2SO4+8H2O+5O2↑-1+7+20（脱氯剂）医疗上广泛使用稀双氧水（H2O2的质量分数为3%或更小）作为消毒杀菌剂7H2O2+2KMnO4+3H2SO4==2MnSO4+K2SO4+10H2O+6O2↑9H2O2+2KMnO4+3H2SO4==2MnSO4+K2SO4+12H2O+7O2↑以上反应正确吗？为什么？H2O2H2O分子结构及分子极性极性分子(两个H不在同一平面上)极性分子物理性质无色粘稠液体，水溶液俗称双氧水，具弱酸性无色、无味、透明液体呈中性化学性质不稳定性2H2O2==2H2O＋O2↑具氧化性还原性很稳定用途可用作氧化剂、漂白剂、清毒剂、脱氯剂、火箭燃料等常用极性溶剂4、H2O2与H2O结构、性质比较［练习］1、在下列四种溶液中，分别加入少量固体MnO2，能产生气体的是()A.3%H2O2溶液B.1mol·L－１NaOH溶液C.1mol·L－１KClO3溶液D.1mol·L－１盐酸A2、过氧化氢的沸点比水高，但受热溶液分解。某试剂厂先制得7%8%的过氧化氢溶液，再浓缩成30%溶液，可采用的适宜的方法是（）A、常压蒸馏B、减压蒸馏C、加生石灰常压蒸馏D、加压蒸馏B1、如何保存过氧化氢?为什么?由于其不稳定易分解，因此应置于棕色瓶内避光阴凉处保存。思考：2、过氧化氢易分解，若在其水溶液中加入少量MnO2，可大大促进它的分解，因此可用于实验室里制取O2。原理为2H2O2====2H2O＋O2↑，请设计反应装置。MnO2反应装置的选择根据什么来确定?反应物的状态和反应条件。

该反应选择固液不加热制气装置(同H2、CO2的制备)用上述装置及反应原理制取O2与用加热KClO3和MnO2混合物制O2的方法相比有何优点和缺点?优点：便于操作，便于控制。

缺点：氧气中含有水蒸气杂质。

双氧水［小结］通过H2O2与H2O的对比学习，我们知道两者的组成元素相同，在性质上迥然不同，这是由于它们的分子组成，分子结构的差异所造成的。过氧化氢(H2O2)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)将双氧水加入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

性。(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，有关反应的化学方程式为：

。练习：氧化还原PbS+4H2O2==PbSO4＋4H2O选学内容:硫化氢一、H2S的物理性质无色，有臭鸡蛋气味的气体，密度比空气大，能溶于水（1︰2.6），有剧毒。二、H2S气体的实验室制法1、反应原理：用黑色块状难溶于水的FeS和稀硫酸或稀盐酸反应来制取H2S。FeS+H2SO4==FeSO4+H2S↑FeS+2HCl==FeCl2+H2S↑2、气体发生装置FeS+2H+==Fe2++H2S↑FeSH2SO4能否使用启普发生器来制取H2S？能！使用启普发生器的条件是：（1）难溶于水的块状固体和液体反应（2）反应不需要加热，也不放出大量的热（3）生成气体的溶解度不大使用启普发生器有什么优点：可以使反应随时进行，随时停止3、气体收集装置4、尾气处理装置向上排空气法尾气用碱液吸收三、H2S的化学性质H—S—H弱极性键+1-2试根据H2S分子的结构和H、S的化合价推测H2S的化学性质。1、可燃性2H2S+O2===2S↓+2H2O点燃2H2S+3O2===2SO2+2H2