
1.氧族元素的遞變規(guī)律(1)氧族元素概況包括______、______、硒(Se)、碲(Te)、釙(P)、 (Lv)六種元素。常溫下,單質(zhì)除氧為氣體外,其余均為固體,氧、硫、硒為典型的非金屬元素,碲為類金屬,釙、 為金屬。
提醒?、俪齂+、Na+外,一般的金屬硫化物難溶于水,如:FeS、ZnS、CuS等。②金屬硫化物在空氣中灼燒,生成金屬氧化物和SO2,如:2ZnS+3O2 2ZnO+2SO2。
2.臭氧(1)組成:臭氧的分子式為O3,與 O2互為_(kāi)__________。(2)物理性質(zhì):常溫常壓下,臭氧是一種有特殊臭味的淡藍(lán)色氣體,密度比氧氣大,比氧氣易溶于水。吸入少量臭氧對(duì)人體有益,吸入過(guò)量對(duì)人體健康有一定危害。
(4)用途①可用作脫色劑和消毒劑;②臭氧層可以吸收來(lái)自太陽(yáng)的紫外線,是人類和其他生物的保護(hù)傘。
3.過(guò)氧化氫(1)結(jié)構(gòu)
電子式:____________,結(jié)構(gòu)式:_____________。
H2O2+2Fe2++2H+===
H2O2+Na2SO3===Na2SO4+H2O
H2O2+2I-+2H+===I2+
2KMnO4+5H2O2+3H2SO4
===K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O
提醒?、俪齅nO2外,F(xiàn)e2+、Mn2+、Cu2+、Cr3+等也均能催化H2O2的分解;H2O2在堿性環(huán)境中的分解遠(yuǎn)比在酸性環(huán)境中的快。②H2O2作氧化劑時(shí),其還原產(chǎn)物一般為水,不引入雜質(zhì)且對(duì)環(huán)境無(wú)污染,因而又稱為綠色氧化劑,常用于除去具有還原性的雜質(zhì)離子。
4.Se、Te及其化合物(1)硒及其化合物的性質(zhì)①單質(zhì)硒及其氫化物在空氣中燃燒可得到SeO2。②SeO2的氧化性比SO2強(qiáng),屬于中等強(qiáng)度的氧化劑,可氧化H2S、NH3等:SeO2+2H2S===Se+2S+2H2O;3SeO2+4NH3===3Se+2N2+6H2O。③亞硒酸可作氧化劑,能氧化SO2:H2SeO3+2SO2+H2O===2H2SO4+Se,但遇到強(qiáng)氧化劑時(shí)表現(xiàn)還原性,可被氧化成硒酸:H2SeO3+Cl2+H2O===H2SeO4+2HCl。
(2)碲及其化合物的性質(zhì)①碲在空氣或純氧中燃燒生成TeO2。②TeO2是不揮發(fā)的白色固體,微溶于水,易溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿,如TeO2+2NaOH===Na2TeO3+H2O。③TeO2(H2TeO3)具有氧化性和還原性H2TeO3+2SO2+H2O===2H2SO4+TeH2TeO3+Cl2+H2O===H2TeO4+2HCl (3)硒和碲的化合物均有毒。
A.氯原子在反應(yīng)中作催化劑B.過(guò)氧化氯的結(jié)構(gòu)式為O—Cl—Cl—OC.臭氧分子最終轉(zhuǎn)變成氧氣分子D.過(guò)程②中一氧化氯斷鍵形成過(guò)氧化氯
1.保羅·克拉茲等三位科學(xué)家因在氟利昂和臭氧層方面的工作獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),他們的研究揭示了大氣中臭氧層被破壞的機(jī)理,如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是
解析 圖中反應(yīng)歷程為①Cl+O3―→ClO+O2,②ClO+ClO―→ClOOCl,③ClOOCl+日光―→2Cl+O2;該過(guò)程的總反應(yīng)為2O3―→3O2,所以氯原子在反應(yīng)中作催化劑,A正確;氯原子半徑大于氧原子半徑,所以圖中原子半徑較大的是氯原子,較小的是氧原子,所以過(guò)氧化氯的結(jié)構(gòu)式為Cl—O—O—Cl,B錯(cuò)誤;由該過(guò)程的總反應(yīng)知臭氧分子最終轉(zhuǎn)變成氧氣分子,C正確;過(guò)程②中ClO+ClO―→ClOOCl,一氧化氯斷鍵形成過(guò)氧化氯,D正確。
2.向CuSO4溶液中加入H2O2溶液,很快有大量氣體逸出,同時(shí)放熱,一段時(shí)間后,藍(lán)色溶液變?yōu)榧t色渾濁(Cu2O),繼續(xù)加入H2O2溶液,紅色渾濁又變?yōu)樗{(lán)色溶液,這個(gè)反應(yīng)可以反復(fù)多次。下列關(guān)于上述過(guò)程的說(shuō)法不正確的是A.Cu2+是H2O2分解反應(yīng)的催化劑B.H2O2只表現(xiàn)了氧化性C.H2O2的電子式為D.發(fā)生了反應(yīng)Cu2O+H2O2+4H+===2Cu2++3H2O
解析 根據(jù)“藍(lán)色溶液變?yōu)榧t色渾濁(Cu2O)”,說(shuō)明銅離子被還原成+1價(jià),H2O2表現(xiàn)了還原性;繼續(xù)加入H2O2溶液,紅色渾濁又變?yōu)樗{(lán)色溶液,說(shuō)明發(fā)生了反應(yīng)Cu2O+H2O2+4H+===2Cu2++3H2O,Cu2O中+1價(jià)Cu被氧化成+2,H2O2又表現(xiàn)了氧化性,故B錯(cuò)誤、D正確;H2O2的電子式為 ,故C正確。
3.為防止廢棄的硒單質(zhì)(Se)造成環(huán)境污染,通常用濃硫酸將其轉(zhuǎn)化成二氧化硒(SeO2),再用KI溶液處理后回收Se。發(fā)生的反應(yīng)為①Se+2H2SO4(濃)===2SO2↑+SeO2+2H2O;②SeO2+4KI+4HNO3===4KNO3+Se+2I2+2H2O,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.①中SO2是還原產(chǎn)物,SeO2是氧化產(chǎn)物B.②中KI是還原劑,SeO2是氧化劑C.每生成0.4 ml I2共轉(zhuǎn)移1.2 ml電子D.氧化性由強(qiáng)到弱的順序是H2SO4(濃)>SeO2>HNO3
解析 反應(yīng)①中,硒元素化合價(jià)升高被氧化,硒作還原劑,二氧化硒為氧化產(chǎn)物,硫元素化合價(jià)降低被還原,濃硫酸作氧化劑,二氧化硫是還原產(chǎn)物,故A正確;反應(yīng)②中,硒元素化合價(jià)降低被還原,二氧化硒為氧化劑,碘元素化合價(jià)升高被氧化,碘化鉀是還原劑,故B正確;反應(yīng)②中,生成2 ml碘單質(zhì),轉(zhuǎn)移4 ml電子,則每生成0.4 ml I2共轉(zhuǎn)移0.8 ml電子,故C錯(cuò)誤;在同一反應(yīng)中氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性,反應(yīng)①中濃硫酸為氧化劑,二氧化硒為氧化產(chǎn)物,氧化性:H2SO4(濃)>SeO2,反應(yīng)②中SeO2為氧化劑,硝酸既不是氧化劑也不是還原劑,說(shuō)明氧化性:SeO2>HNO3,則氧化性由強(qiáng)到弱的順序是H2SO4(濃)>SeO2>HNO3,故D正確。
A.將陽(yáng)極泥研磨、反應(yīng)適當(dāng)加熱都有利于提高“堿浸”的速率和效率B.“堿浸”時(shí)發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為TeO2+2OH-=== +H2OC.“沉碲”時(shí)為使碲元素沉淀充分,應(yīng)加入過(guò)量的硫酸D.若提取過(guò)程碲元素的回收率為90%,則處理1 kg這種陽(yáng)極泥最少需通 入標(biāo)準(zhǔn)狀況下SO2 20.16 L
4.碲(Te)廣泛用于彩色玻璃和陶瓷。工業(yè)上用精煉銅的陽(yáng)極泥(含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的TeO2、少量Ag、Au)為原料制備單質(zhì)碲的一種工藝流程如下(已知TeO2微溶于水,易溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿),下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是
解析 研磨增大接觸面積,加熱均能提高“堿浸”的速率和效率,故A正確;由已知信息可知,TeO2微溶于水,易溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿,是兩性氧化物,與氫氧化鈉發(fā)生類似氧化鋁與氫氧化鈉的反應(yīng),生成 ,離子方程式為TeO2+2OH-=== +H2O,故B正確;由已知信息可知,TeO2易溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿,在沉碲的過(guò)程中,硫酸若過(guò)量,可能導(dǎo)致TeO2的溶解,造成產(chǎn)品的損失,故C錯(cuò)誤;
5.H2O2是重要的化學(xué)試劑,在實(shí)驗(yàn)室和實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。(1)寫出H2O2的結(jié)構(gòu)式:_____________,H2O2在MnO2催化下分解的化學(xué)方程式:_____________________。
(2)①我們知道,稀硫酸不與銅反應(yīng),但在稀硫酸中加入H2O2后,則可使銅順利溶解,寫出該反應(yīng)的離子方程式:________________________________。②在“海帶提碘”的實(shí)驗(yàn)中,利用酸性H2O2得到碘單質(zhì)的離子方程式是___________________________。③你認(rèn)為H2O2被稱為綠色氧化劑的主要原因是_____________________________。
H2O2+Cu+2H+===Cu2++
H2O2+2I-+2H+===2H2O+I(xiàn)2
(3)H2O2還有一定的還原性,能使酸性KMnO4溶液褪色。①寫出反應(yīng)的離子方程式:_____________________________________________。②實(shí)驗(yàn)室常用酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液測(cè)定溶液中H2O2的濃度,酸性KMnO4溶液應(yīng)盛放在_____(填“酸式”或“堿式”)滴定管中,判斷到達(dá)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是_____________________________________________________________。
5H2O2+ +6H+===5O2↑+2Mn2+
滴入最后一滴酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液后,溶液變淺紫色,且30 s
(4)H2O2是一種二元弱酸,寫出其第一步電離的方程式:_________________,它與過(guò)量的Ba(OH)2反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________。
H2O2+Ba(OH)2===BaO2+2H2O
6.硒(Se)、碲(Te)為ⅥA族元素,是當(dāng)今高新技術(shù)新材料的主要成分之一,電解精煉銅的陽(yáng)極泥主要成分為Cu2Te、Ag2Se和少量金屬單質(zhì)及其他化合物,工業(yè)上從其中回收碲、硒的一種工藝流程如下:
已知:Ⅰ.Se 單質(zhì)難溶于水。TeO2微溶于水,易溶于較濃的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿;Ⅱ.元素碲在溶液中主要以Te4+、 等形式存在;Ⅲ.25 ℃時(shí),亞碲酸(H2TeO3)的Ka1=1×10-3,Ka2=2×10-8。
(1)Se的氫化物的電子式是________。0.1 ml·L-1的H2TeO3電離度(當(dāng)弱電解質(zhì)在溶液里達(dá)到電離平衡時(shí),溶液中已經(jīng)電離的電解質(zhì)分子數(shù)占原來(lái)總分子數(shù)的百分?jǐn)?shù)叫做電離度) 約為_(kāi)____。
解析 Se與O屬于同主族元素,故Se的氫化物的電子式為 。設(shè)電離的亞碲酸為x ml·L-1,亞碲酸(H2TeO3)的Ka1=1×10-3= ,解得x≈0.01,則0.1 ml·L-1的H2TeO3電離度= ×100%=10%。
(2) 加入濃硫酸焙燒前常將陽(yáng)極泥中大塊顆粒先粉碎,其目的是____________________________。
解析 加入濃硫酸焙燒前常將陽(yáng)極泥中大塊顆粒先粉碎,可以增大接觸面積,加快反應(yīng)速率。
(3)SeO2與SO2在冷卻后通入水中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________________________。反應(yīng)后分離出Se單質(zhì)的操作①為_(kāi)____(填操作名稱)。
2H2O===2H2SO4+Se↓
解析 根據(jù)流程圖,SeO2與SO2在冷卻后通入水中發(fā)生反應(yīng)生成Se,反應(yīng)的化學(xué)方程式為SeO2+2SO2+2H2O===2H2SO4+Se↓,Se單質(zhì)難溶于水,反應(yīng)后分離出Se單質(zhì)可以通過(guò)過(guò)濾分離。
(4)焙砂中碲以TeO2形式存在,與足量NaOH溶液反應(yīng)后得到的溶液①,其溶質(zhì)的主要成分為_(kāi)________(填化學(xué)式,過(guò)量的NaOH除外)。工業(yè)上也可以通過(guò)電解溶液①得到單質(zhì)碲。已知電解時(shí)的電極均為石墨,則陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)____________________________。
解析 TeO2微溶于水,易溶于較濃的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿,焙砂中碲以TeO2的形式存在,與足量NaOH溶液反應(yīng)后得到的溶液①,其溶質(zhì)的主要成分為Na2TeO3,工業(yè)上也可以通過(guò)電解溶液①得到單質(zhì)碲,電解時(shí)的電極均為石墨,則陰極發(fā)生還原反應(yīng), 得到電子生成Te,電極反應(yīng)式為 +3H2O+4e-===Te+6OH-。
(5)向溶液①中加入硫酸時(shí)控制溶液的pH為4.5~5.0,生成TeO2沉淀,如果H2SO4過(guò)量,將導(dǎo)致碲的回收率________(填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”)。
解析 TeO2微溶于水,易溶于較濃的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿。向溶液①中加入硫酸時(shí)控制溶液的pH為4.5~5.0,生成TeO2沉淀,如果H2SO4過(guò)量,將導(dǎo)致生成的TeO2沉淀偏少,碲的回收率偏低。
(6)將純凈的TeO2先溶于鹽酸得到四氯化碲,再將SO2通入溶液中得到Te單質(zhì),請(qǐng)寫出由四氯化碲得到Te單質(zhì)的離子方程式:_________________________________________。
解析 將純凈的TeO2先溶于鹽酸得到四氯化碲,再將SO2通入溶液中得到Te單質(zhì),二氧化硫被氧化成硫酸,反應(yīng)的離子方程式為Te4++2SO2+4H2O===Te↓+8H++ 。
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