第六章氧族元素環(huán)境保護(hù)

第六章氧族元素環(huán)境保護(hù)溫故知新1、原子序數(shù)為1—20的元素：A：非金屬性較強(qiáng)的元素是（

）B：對應(yīng)氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性較強(qiáng)的是（）C：對應(yīng)最高價(jià)氧化物的水化物酸性最強(qiáng)的是（）D：屬于第IA族元素是（）其中最高價(jià)氧化物的水化物堿性最強(qiáng)的是（）。2、你學(xué)過的最外層電子數(shù)為6的元素有（）它們分別屬于第幾周期，哪一族？FHFHClO4NaKKOHOSO:第二周期，VIA族。S：第三周期，VIA族。HLi第一節(jié)氧族元素馬鞍山二中陳守鋒第六章氧族元素環(huán)境保護(hù)

同學(xué)們好，我們氧族元素今天就和大家見面了。我們處于元素周期表的第VIA主族氧、硫、硒、碲、釙我們的家庭成員有：O、S、Se、Te、Po①做為氧族的首領(lǐng)——氧，已被大家熟知了，若想了解排行第二的硫，請你打開書中彩頁：火山噴口處的硫（同上圖）。氧(O)硫(S)②我是硒，氧族第三位主人，早在1817年就被發(fā)現(xiàn)了，我在常溫下為固體，雖然臉色發(fā)灰，可用途不少。其一，半導(dǎo)體材料少不了我，制造彩電、太陽能電池、光電管，甚至制造導(dǎo)彈也請我?guī)兔?。其二，人類更是缺我不成，你每天必須攝入0.05mg硒。人缺硒時(shí)，易患大骨節(jié)病、胃癌等。有了我硒的參與，使你兔疫力增強(qiáng)、抑制肝腫瘤以及乳腺癌的發(fā)生；但你可不要貪婪，過量攝取硒會(huì)使人中毒，導(dǎo)致頭發(fā)脫落，雙目失明，甚至死亡。我愿做你的好朋友。硒(Se)③我是氧族第四位主人，碲比硒發(fā)現(xiàn)得還早，1782年就被人所識(shí)。我貌似金屬，銀白色的臉膛，雖然沒有把我列入金屬之列卻有金屬之性質(zhì)，能導(dǎo)電，主要用于冶金工業(yè)，制造化合物半導(dǎo)體和熱電元件等，還用于橡膠工業(yè)中，可不要小瞧我呀。碲(Te)④我是氧族第五位主人釙，是典型的金屬元素，卻具有放射性，是在1898年被居里夫婦歷盡艱辛從瀝青鈾礦中分離得到的。我的名字是為紀(jì)念居里夫人的祖國波蘭而命名的，我是世界上最稀有的元素之一，與鈹混合可作中子源。釙(Po)氧族元素在元素周期表中的位置OSSeTePoFClBrIAtLiNaKRbCsFr第一節(jié)氧族元素

一、氧族元素

2、成員：氧族元素包括氧（O）、硫（S）、硒（Se）、碲（Te）、釙（Po）等幾種元素。 閱讀P122頁的表格及下面的文字，一直到P123頁“二、臭氧”上面。1、位置：第VIA主族3、氧族元素的性質(zhì)：元素名稱元素符號核電荷數(shù)原子結(jié)構(gòu)示意圖化合價(jià)原子半徑氧硫硒碲OSSeTe8163452-20.074nm單質(zhì)顏色狀態(tài)無色黃色灰色銀白色氣體固體固體固體-2+4+60.102nm

0.116nm

0.1432nm-2+4+6-2+4+6單質(zhì)氫化物氧化物化學(xué)式穩(wěn)定性化學(xué)式最高價(jià)氧化物水化物H2O------H2SSO2SO3H2SO4減小H2SeH2TeTeO2TeO3H2TeO4SeO2SeO3H2SeO4熔點(diǎn)?C沸點(diǎn)?C密度-218.4112.8217452-183444.6684.913901.43g·L-12.07g·cm-34.81g·cm-36.25g·cm-3氧硫硒碲具體實(shí)例Fe+SFeS點(diǎn)燃H2+O2H2O22點(diǎn)燃（穩(wěn)定）H2+SH2S▲

（不穩(wěn)定）（Fe+2、+3價(jià)）（Fe+2價(jià)）Fe+O2Fe3O43點(diǎn)燃2結(jié)論：氧的非金屬性比硫強(qiáng)注意：（1）它們能形成H2R型氣態(tài)氫化物（Te不能與H2直接化合），它們的水溶液均呈酸性（H2O除外）。（2）它們都能和氧結(jié)合生成RO2和RO3型氧化物（O除外），這些氧化物均是酸酐，其對應(yīng)的水化物分別為H2RO3和H2RO4型兩種酸。（3）從原子結(jié)構(gòu)有關(guān)知識(shí)理解元素金屬性、非金屬性的遞變規(guī)律。從O到Te：核電荷數(shù)逐漸增多

原子的電子層數(shù)逐漸增多

原子半徑逐漸增大

原子核對最外層電子的吸引力逐漸減弱

原子得到電子的能力逐漸減弱，失去電子的能力逐漸增強(qiáng)

元素的金屬性逐漸增強(qiáng)、非金屬性逐漸減弱。（4）氧族元素和鹵族元素比較

相似點(diǎn)：

①都能與金屬、H2直接化合（Te及At、Po除外）；②氣態(tài)氫化物的水溶液均呈酸性（O除外）；③氧化物均為酸酐（O、F除外），最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性隨核電荷數(shù)的增大而逐漸減弱。

不同點(diǎn)：

①與金屬、H2化合時(shí)，鹵族元素顯－1價(jià)，氧族元素顯－2價(jià)；②同周期的氧族元素、鹵族元素的單質(zhì)，前者與H2化合更難，前者生成氣態(tài)氫化物的水溶液均為弱酸（H2O除外），后者除HF外其余氫化物的水溶液均為強(qiáng)酸；③同周期氧族元素比相應(yīng)鹵素的非金屬性弱。小結(jié)氧族元素原子的核電荷數(shù)、最外層電數(shù)、電子層數(shù)和原子半徑等是如何變化的？并找出它們的異同點(diǎn)。相同點(diǎn)：不同點(diǎn)：原子的最外層都只有6個(gè)電子核電荷數(shù)、電子層數(shù)和原子半徑增大元素原子結(jié)構(gòu)的不同決定其化學(xué)性質(zhì)上具有哪些特點(diǎn)？氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、釙(Po)非金屬性氧化性得電子能力}減弱金屬性還原性失電子能力}增強(qiáng)主要化合價(jià)：-2、+4、+6（O無+2價(jià)以上的化合價(jià)）ⅥA族元素最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物：H2SO4，H2SeO4，H2TeO4酸性逐漸減弱ⅥA族元素氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：H2O

H2SH2SeH2Te

穩(wěn)定性逐漸減弱根據(jù)各元素的化學(xué)性質(zhì)，你能推斷出元素最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的酸、堿性的強(qiáng)弱嗎？氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性又怎樣？氧族元素單質(zhì)的物理性質(zhì)是如何變化的?元素符號OSSeTe狀態(tài)氣態(tài)固態(tài)固態(tài)固態(tài)顏色無淡黃色灰色銀白色溶解性難溶難溶難溶難溶導(dǎo)電性不導(dǎo)電不導(dǎo)電半導(dǎo)體導(dǎo)體熔沸點(diǎn)

密度

逐漸升高逐漸增大鞏固復(fù)習(xí)VIA族與同周期的 VIIA族元素的對比：元素SCl最外層電子數(shù)在周期表中的位置最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的酸性氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性與Fe、Cu反應(yīng)的難易程度67第三周期，VIA族第三周期，VIIA族強(qiáng)更強(qiáng)300℃以上分解1000℃左右分解Fe+S==FeS△2Fe+3Cl2==2FeCl3點(diǎn)燃Ｃu+Cl2==CuCl2點(diǎn)燃2Cu+Ｓ==Cu2S△H2SO4HClO44、硫單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)1、與非金屬反應(yīng)：2、與金屬反應(yīng)：3、堿反應(yīng)：3S+6KOH===2K2S+K2SO3+3H2OH2+S

H2S

S+Fe====FeS

S+2Cu====Cu2S

S+O2====SO2

點(diǎn)燃0-2+4（氧化劑還原劑）（還原產(chǎn)物）（氧化產(chǎn)物）△S+Hg==HgS（硫粉除汞）3S+6OH-==2S2-+SO32-+3H2O△二、同素異形體（1）定義：由同一種元素形成的幾種性質(zhì)不同的單質(zhì)

例如：碳元素的同素異形體——金剛石、石墨

氧元素的同素異形體——氧氣和臭氧

磷元素的同素異形體——紅磷和白磷

硫元素的同素異形體——菱形硫和單斜硫

（2）注意事項(xiàng)（同素異形體與同位素）

同素異形體的化學(xué)性質(zhì)相似，而物理性質(zhì)不同同位素研究的對象是微觀的原子，而同素異形體研究的對象是宏觀的單質(zhì)。［思考2］Fe2O3和Fe3O4的組成元素完全相同，它們是同素異形體嗎?為什么?［思考3］H與H互為什么關(guān)系?［討論］同素異形體和同位素有何區(qū)別?［思考1］鈉原子(Na)和鈉離子(Na＋）都是由同一種元素——鈉元素形成的，它們是同素異形體嗎?為什么?同素異形體同位素定義研究對象舉例同一種元素的不同單質(zhì)互稱同素異形體同一種元素的不同原子互稱同位素單質(zhì)原子O2和O3石墨和金剛石H、H、H１、臭氧的物理性質(zhì)

（1）常溫、常壓下，O3是一種有特殊臭味的淡藍(lán)色氣體；（2）密度比O2大，比O2易溶于水；（3）液態(tài)O3呈深藍(lán)色，沸點(diǎn)的－112.4℃；

固態(tài)O3呈紫黑色，熔點(diǎn)為－251℃。

三、臭氧２、臭氧的化學(xué)性質(zhì)

（1）不穩(wěn)定性

2O3

3O2

注：常溫下分解較慢，在高溫時(shí)可以迅速分解。（2）強(qiáng)氧化性

就氧化能力而言，它介于氧原子和氧分子之間。O3＋2KI＋H2O＝2KOH＋I(xiàn)2＋O2

（氧化劑）（還原劑）（還原產(chǎn)物）（氧化產(chǎn)物）注：臭氧能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍(lán)，利用此性質(zhì)可測定微量O3的含量，也可檢驗(yàn)O3。３、臭氧的產(chǎn)生、應(yīng)用及臭氧層的保護(hù)（1）產(chǎn)生： １、3O2

2O3

２、紫外燈 ３、靜電復(fù)印 ４、其他（2）應(yīng)用：能吸收紫外線，并且是一種很好的漂白劑和消毒劑。（3）臭氧的用途自發(fā)現(xiàn)臭氧以來，科學(xué)家們做了大量的研究，發(fā)現(xiàn)臭氧具有以下奇特作用：強(qiáng)氧化、高效消毒、催化等。

(1)自來水、飲用水消毒、凈化人們對臭氧消毒、飲水滅菌極感興趣，這是由于用臭氧消毒不存在任何對人體有害的殘留物(如用氯消毒、有致癌的鹵化有機(jī)物產(chǎn)生)，解決了飲用水的消毒質(zhì)量問題。

(2)臭氧消毒滅菌臭氧是一種高效、快速消毒滅菌劑，它的氧化能力高于氯一倍，滅菌比氯快600～3000倍，甚至幾秒鐘內(nèi)可以殺死細(xì)菌，使用方便，不產(chǎn)生二次污染。

(3)高效快速臭氧水消毒滅菌臭氧水對各種致癌微生物均有極強(qiáng)的滅菌作用。臭氧在水中不穩(wěn)定，時(shí)刻發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生十分活潑、具有強(qiáng)烈氧化作用的單原子氧、臭氧化物離子團(tuán)、過氧化離子團(tuán)、過氧化氫、羥基等。羥基氧還原電位相當(dāng)于氟的氧化能力，當(dāng)水中臭氧濃度達(dá)到0.3～4ppm時(shí)，臭氧水幾乎成為萬能消毒滅菌水劑，更可取的是這種消毒滅菌劑對細(xì)菌、病毒、芽胞等滅菌率均為100%。

(4)污水處理臭氧可以用于水中污染物的氧化分解：脫色、脫臭、殺菌、滅藻與病毒滅污；清除酚、氰、農(nóng)藥、鐵、錳及硫化物；清除石油制品及合成洗滌劑，清除水中致癌物質(zhì)，降低水中BOD、COD等。臭氧在污水中有特殊處理效果，是一種“萬能”水處理劑。(5)食品保存、防腐高溫、高濕季節(jié)各種食品受絲狀菌、酵母菌等繁殖，使食品腐敗。應(yīng)用臭氧對肉食、糕點(diǎn)、乳酪、魚蝦、水果及蔬菜防腐保存、保鮮；也可用于食品加工過程消毒、滅菌，長期保存。

(6)脫色除臭臭氧是理想的強(qiáng)氧化劑、催化劑，在食品油脂化工、化妝品生產(chǎn)過程中除臭、脫色作用十分顯著，急待人們?nèi)ラ_拓更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。

空氣中微量O3(1ppm以內(nèi))對人體健康有益，因?yàn)樗軞⒕荆碳ぶ袠猩窠?jīng)，加速血液循環(huán)，令人產(chǎn)生爽快振奮之感。療養(yǎng)院常設(shè)在空氣新鮮宜人的松林里，因其中含微量O3，是由松林這種針葉樹的樹脂在被O2氧化的過程中產(chǎn)生的。另外，雷雨之后，當(dāng)漫步街頭田野，同樣感到空氣格外的新，其原因一是雨水洗凈了塵埃，二是打雷閃電時(shí)，空中產(chǎn)生了臭氧(3O2====2O3)。但是，當(dāng)空氣中O3含量超過10-5%(體積分?jǐn)?shù))時(shí)，就會(huì)對人體、動(dòng)植物及其他露置物質(zhì)造成極大危害，這就是說當(dāng)O3含量較多時(shí)，它就成了一種大氣污染物，因此，對于O3應(yīng)全面辯證地認(rèn)識(shí)其功與過。

自然界中的O3(90%)主要集中于離地面15km～50km的大氣平流層中，稱為臭氧層，是地球生命的保護(hù)傘，O3也就有了“生命衛(wèi)士”之美稱。臭氧層中臭氧含量很少，卻可以吸收來自太陽的大部分短波紫外輻射，因此，臭氧層恰似過濾器一般，阻擋了紫外線，給地球送來了濾過的益于萬物生長的光和熱，使地球生命免遭災(zāi)難，減少了呼吸道疾病、白內(nèi)障、皮膚病、腫瘤、癌癥等的發(fā)率。所以臭氧是一個(gè)天然保護(hù)傘，是名符其實(shí)的“生命衛(wèi)士”然而，近年來，南極上空的臭氧層出現(xiàn)了空洞，北極上空O3濃度也有所減少，臭氧層對生物的保護(hù)作用正在減弱，有害射線已對地球生物造成嚴(yán)重危害，如皮膚腫瘤患者劇增，僅據(jù)美國1979年統(tǒng)計(jì)，死于皮膚癌的人數(shù)已達(dá)13600多名，患皮膚腫瘤者已達(dá)30多萬。那么，破壞臭氧層的罪魁禍?zhǔn)资钦l呢?——氟氯烴、氮氧化物、碳氧化物等氣體，這種現(xiàn)象已引起世人普遍關(guān)注，所以《保護(hù)臭氧層維也納公約》《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》等國際公約相繼出臺(tái)，決定減少并逐步停止氟氯烴等的生產(chǎn)和使用，大力開發(fā)無氟制冷工業(yè)，從1995年開始并把每年的9月16日定為“保護(hù)臭氧國際日”，所以我們要保護(hù)臭氧層，保護(hù)環(huán)境，熱愛地球。2005年的主題是：善待臭氧，安享陽光。（4）保護(hù)臭氧層

氟氯烴（氟利昂）破壞臭氧層的原理：氟利昂(氟氯烴的商品名稱)上升到大氣平流層中，可在紫外光作用下分解產(chǎn)生氯原子，氯原子會(huì)對臭氧層產(chǎn)生長久的破壞作用。有關(guān)反應(yīng)如下：總反應(yīng)式：2O3====3O2O3O2＋O光光Cl＋O3ClO＋O2ClO＋OCl＋O2在上述臭氧變成氧氣的反應(yīng)過程中，氯原子是()A、反應(yīng)物B、生成物C、中間產(chǎn)物D、催化劑D思考：為什么說O3是地球生命的保護(hù)傘?

臭氧與氧氣雖然組成元素相同，但由于它們的分子組成及原子結(jié)合方式不同，造成分子結(jié)構(gòu)的不同，引起兩者性質(zhì)上的很大差別。O3和O2互為同素異形體關(guān)系，O3具有更強(qiáng)的氧化性，且不穩(wěn)定，空氣中的少量O３對人體有益，過之則有害，而大氣平流層中的臭氧層則是人類的保護(hù)傘。小結(jié)：O3O2色、嗅、態(tài)溶解度(水中)熔點(diǎn)沸點(diǎn)通常為一有特殊臭味的淡藍(lán)色氣體，液態(tài)O3呈深藍(lán)色，固態(tài)O3為紫黑色通常為一無色無氣味的氣體液態(tài)O2呈淡藍(lán)色，固態(tài)O2呈雪花狀，淡藍(lán)色大4、氧氣與臭氧物理性質(zhì)對比小－251℃ －218℃－112.4℃ －183℃四：過氧化氫1、物理性質(zhì)：無色粘稠液體，水溶液俗稱雙氧水思考：根據(jù)H2O2中氧元素的化合價(jià)，來推測H2O2的化學(xué)性質(zhì)？2、化學(xué)性質(zhì)：弱酸性、氧化性、還原性、不穩(wěn)定性H2O2H2OO2-1-20失e-得e-（氧化產(chǎn)物）（還原產(chǎn)物）討論：為什么說H2O2是綠色氧化劑？﹕HOO

H﹕

﹕

﹕

·

·

·

·

·

·電子式：（1）弱酸性：H2O2H+

+

HO2--HO2--

H++O22-二元弱酸2NaOH+H2O2==Na2O2+2H2O（2）不穩(wěn)定性：（3）氧化性：2H2O2==2H2O＋O2↑MnO2此反應(yīng)可用于實(shí)驗(yàn)室制取氧氣SO2+H2O2==H2SO42Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2OPbS+4H2O2==PbSO4+4H2O(黑色)(白色)-2+6（H2O2用于修復(fù)油畫）3、用途：氧化劑、漂白劑、、火箭燃料、消毒劑、脫氯劑、實(shí)驗(yàn)室制氧氣。（4）還原性：H2O2+Cl2==2HCl+O25H2O2+2KMnO4+3H2SO4==2MnSO4+K2SO4+8H2O+5O2↑-1+7+20（脫氯劑）醫(yī)療上廣泛使用稀雙氧水（H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%或更?。┳鳛橄練⒕鷦?H2O2+2KMnO4+3H2SO4==2MnSO4+K2SO4+10H2O+6O2↑9H2O2+2KMnO4+3H2SO4==2MnSO4+K2SO4+12H2O+7O2↑以上反應(yīng)正確嗎？為什么？H2O2H2O分子結(jié)構(gòu)及分子極性極性分子(兩個(gè)H不在同一平面上)極性分子物理性質(zhì)無色粘稠液體，水溶液俗稱雙氧水，具弱酸性無色、無味、透明液體呈中性化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定性2H2O2==2H2O＋O2↑具氧化性還原性很穩(wěn)定用途可用作氧化劑、漂白劑、清毒劑、脫氯劑、火箭燃料等常用極性溶劑4、H2O2與H2O結(jié)構(gòu)、性質(zhì)比較［練習(xí)］1、在下列四種溶液中，分別加入少量固體MnO2，能產(chǎn)生氣體的是()A.3%H2O2溶液B.1mol·L－１NaOH溶液C.1mol·L－１KClO3溶液D.1mol·L－１鹽酸A2、過氧化氫的沸點(diǎn)比水高，但受熱溶液分解。某試劑廠先制得7%8%的過氧化氫溶液，再濃縮成30%溶液，可采用的適宜的方法是（）A、常壓蒸餾B、減壓蒸餾C、加生石灰常壓蒸餾D、加壓蒸餾B1、如何保存過氧化氫?為什么?由于其不穩(wěn)定易分解，因此應(yīng)置于棕色瓶內(nèi)避光陰涼處保存。思考：2、過氧化氫易分解，若在其水溶液中加入少量MnO2，可大大促進(jìn)它的分解，因此可用于實(shí)驗(yàn)室里制取O2。原理為2H2O2====2H2O＋O2↑，請?jiān)O(shè)計(jì)反應(yīng)裝置。MnO2反應(yīng)裝置的選擇根據(jù)什么來確定?反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件。

該反應(yīng)選擇固液不加熱制氣裝置(同H2、CO2的制備)用上述裝置及反應(yīng)原理制取O2與用加熱KClO3和MnO2混合物制O2的方法相比有何優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)?優(yōu)點(diǎn)：便于操作，便于控制。

缺點(diǎn)：氧氣中含有水蒸氣雜質(zhì)。

雙氧水［小結(jié)］通過H2O2與H2O的對比學(xué)習(xí)，我們知道兩者的組成元素相同，在性質(zhì)上迥然不同，這是由于它們的分子組成，分子結(jié)構(gòu)的差異所造成的。過氧化氫(H2O2)俗名雙氧水，醫(yī)療上可作外科消毒劑。(1)向含有酚酞的NaOH溶液中滴加雙氧水，溶液由紅色褪至無色，主要原因是雙氧水的___________性。(2)將雙氧水加入經(jīng)酸化的高錳酸鉀溶液中，溶液的紫紅色消褪了，此時(shí)雙氧水表現(xiàn)出

性。(3)久置的油畫，白色部位(PbSO4）常會(huì)變黑(PbS)，用雙氧水揩擦后又恢復(fù)原貌，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

。練習(xí)：氧化還原PbS+4H2O2==PbSO4＋4H2O選學(xué)內(nèi)容:硫化氫一、H2S的物理性質(zhì)無色，有臭雞蛋氣味的氣體，密度比空氣大，能溶于水（1︰2.6），有劇毒。二、H2S氣體的實(shí)驗(yàn)室制法1、反應(yīng)原理：用黑色塊狀難溶于水的FeS和稀硫酸或稀鹽酸反應(yīng)來制取H2S。FeS+H2SO4==FeSO4+H2S↑FeS+2HCl==FeCl2+H2S↑2、氣體發(fā)生裝置FeS+2H+==Fe2++H2S↑FeSH2SO4能否使用啟普發(fā)生器來制取H2S？能！使用啟普發(fā)生器的條件是：（1）難溶于水的塊狀固體和液體反應(yīng)（2）反應(yīng)不需要加熱，也不放出大量的熱（3）生成氣體的溶解度不大使用啟普發(fā)生器有什么優(yōu)點(diǎn)：可以使反應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行，隨時(shí)停止3、氣體收集裝置4、尾氣處理裝置向上排空氣法尾氣用堿液吸收三、H2S的化學(xué)性質(zhì)H—S—H弱極性鍵+1-2試根據(jù)H2S分子的結(jié)構(gòu)和H、S的化合價(jià)推測H2S的化學(xué)性質(zhì)。1、可燃性2H2S+O2===2S↓+2H2O點(diǎn)燃2H2S+3O2===2SO2+2H2