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1．氧族元素 [氧族元素] 包括氧（8O)、硫(16S)、硒(34Se)、碲(52Te)和放射性元素釙(84Po)．氧族元素位于元素周期表中第ⅥA族． [氧族元素的原子結(jié)構(gòu)] (1)相似性：①最外層電子數(shù)均為6個(gè)；②主要化合價(jià)：氧為－2價(jià)，硫、硒、碲有－2、+4、+6價(jià)． (2)遞變規(guī)律：按氧、硫、硒、碲的順序，隨著核電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)增多，原子半徑增大，失電子能力增強(qiáng)，得電子能力減弱，非金屬性減弱，金屬性增強(qiáng)． [氧族元素單質(zhì)的物理性質(zhì)] O2 S Se Te 顏 色 無色 黃色 灰色 銀白色 狀 態(tài) 氣體 固體 固體 固體 密度 逐漸增大 熔點(diǎn)、沸點(diǎn) 逐漸升高 導(dǎo)電性 不導(dǎo)電 不導(dǎo)電 半導(dǎo)體 導(dǎo)電 [氧族元素的化學(xué)性質(zhì)] O2 S Se Te 與H2化合的條件及氫化物的穩(wěn)定性 反應(yīng)條件 點(diǎn)燃 加熱 高溫 不能直接化合 氫化物 穩(wěn)定性 H2O很穩(wěn)定 H2S不穩(wěn)定 H2Se不穩(wěn)定 H2Te 很不穩(wěn)定 常見氧化物的化學(xué)式 SO2、SO3 SeO2、SeO3 TeO2、TeO3 高價(jià)含氧酸的化學(xué)式 H2SO4 H2SeO4 H2TeO4 與同周期ⅣA、VA、ⅦA族元素的非金屬性強(qiáng)弱比較 同周期元素的非金屬性：ⅣA＜VA＜ⅥA＜ⅦA [同素異形體] 由同種元素形成的幾種性質(zhì)不同的單質(zhì)，叫做這種元素的同素異形體．例如，O2與O3，金剛石、石墨與C60，白磷與紅磷，均分別互為同素異形體；硫元素也有多種同素異形體． 注意 “同位素”與“同素異形體”的區(qū)別．同位素研究的對(duì)象是微觀的原子，而同素異形體研究的對(duì)象是宏觀的單質(zhì)． [臭氧] (1)物理性質(zhì)：在常溫、常壓下，臭氧是一種具有特殊臭味的淡藍(lán)色氣體，密度比氧氣大，也比氧氣易溶于水．液態(tài)臭氧呈深藍(lán)色，固態(tài)臭氧呈紫黑色． (2)化學(xué)性質(zhì)： ①不穩(wěn)定性．O3在常溫時(shí)能緩慢分解，高溫時(shí)分解加速：2O3 =3O2． ②強(qiáng)氧化性．例如：a．Ag、Hg等不活潑金屬能與O3發(fā)生反應(yīng)； b．O3+2KI+H2O＝O2+I2+2KOH．(此反應(yīng)可用于O3的定量分析) (3)用途： ①作漂白劑．O3能使有機(jī)物的色素和染料褪色(其褪色原理與HClO類似)．如將O3通入石蕊試液中，溶液變?yōu)闊o色．②消毒劑． (4)制法：3O22O3 (5)臭氧在自然界中的存在及其與人類的關(guān)系． ①存在：自然界中含有臭氧，其中90％集中在距離地面15 km～50 km的大氣平流層中(即通常所說的臭氧層)．②與人類的關(guān)系：空氣中的微量臭氧能刺激中樞神經(jīng)，加速血液循環(huán)，令人產(chǎn)生爽快和振奮的感覺．大氣中的臭氧層能吸收太陽(yáng)的大部分紫外線，使地球上的生物免遭傷害．但氟氯烴(商品名為氟利昂)等氣體能破壞臭氧層．因此，應(yīng)減少并逐步停止氟氯烴等的生產(chǎn)和使用，以保護(hù)臭氧層． [過氧化氫] (1)物理性質(zhì)：過氧化氫俗稱雙氧水，是一種無色粘稠液體．市售雙氧水中H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般約為30％． (2)化學(xué)性質(zhì)： ①H2O2顯弱酸性，是二元弱酸．其電離方程式可表示為： H2O2H＋+ HO2－ HO2－H＋+ O22－ ②不穩(wěn)定性．H2O2貯存時(shí)就會(huì)分解．在其水溶液中加入MnO2等催化劑，分解速度大大加快． 2H2O2 2H2O+O2↑ 說明 該反應(yīng)原理是實(shí)驗(yàn)室制O2的常見方法之一．其發(fā)生裝置為“固 + 液不加熱”型． ③H2O2既具有氧化性又具有還原性．H2O2中的氧元素為－1價(jià)，介于0價(jià)與－2價(jià)之間，當(dāng)H2O2遇到強(qiáng)氧化劑時(shí)表現(xiàn)出還原性，而當(dāng)遇到強(qiáng)還原劑時(shí)則表現(xiàn)出氧化性．例如： 2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 ＝K2SO4 + 2MnSO4 + 5O2↑+ 8H2O　　(H2O2表現(xiàn)還原性) H2O2 + 2KI ＝2KOH + I2　　(H2O2表現(xiàn)氧化性) (3)重要用途： ①醫(yī)療上廣泛使用稀雙氧水(含H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％或更小)作為消毒殺菌劑． ②工業(yè)上用10％的雙氧水作漂白劑(漂白毛、絲及羽毛等)、脫氯劑． ③實(shí)驗(yàn)室制取氧氣． *[硫化氫] (1)物理性質(zhì)： ①硫化氫是一種無色、有臭雞蛋氣味的氣體，密度比空氣大． ②硫化氫有劇毒，是一種大氣污染物．在制取和使用H2S氣體時(shí)，必須在密閉系統(tǒng)如通風(fēng)櫥中進(jìn)行． ③在常溫、常壓下，1體積水中能溶解2.6體積的硫化氫． (2)化學(xué)性質(zhì)： ①不穩(wěn)定性：H2S受熱(隔絕空氣)能分解：H2S H2 + S ②可燃性：H2S氣體能在空氣中燃燒： 2H2S + 3O2(充足) 2H2O + 2SO2 2H2S + O2(不足) 2H2O + 2S (發(fā)出淡藍(lán)色火焰) (析出黃色固體) ③強(qiáng)還原性：H2S中的硫?yàn)椋?價(jià)，處在最低價(jià)態(tài)，當(dāng)遇到氧化劑時(shí)，硫被氧化為0價(jià)、+4價(jià)或+6價(jià)．如： H2S +X2 ＝2HX + S↓ (X＝Cl、Br、I) H2S + H2SO4(濃) ＝S↓+ SO2 + 2H2O l ④水溶液顯弱酸性．硫化氫的水溶液叫氫硫酸．氫硫酸是一種二元弱酸，具有酸的通性．氫硫酸易揮發(fā)，當(dāng)氫硫酸受熱時(shí)，硫化氫會(huì)從溶液里逸出． (3)實(shí)驗(yàn)室制法： 反應(yīng)原理：FeS + 2H＋＝Fe2＋ + H2S↑(因H2S有強(qiáng)還原性，故不能用HNO3或濃H2SO4制取H2S氣體)發(fā)生裝置：固 + 液 → 氣體型裝置 干燥劑：用P2O5或CaCl2(不能用濃H2SO4或堿性干燥劑)． 2．二氧化硫 [二氧化硫] (1)物理性質(zhì)： ①二氧化硫是一種無色、有刺激性氣味的氣體，有毒，密度比空氣大，易液化． ②易溶于水．在常溫、常壓下，1體積水能溶解40體積的SO2氣體． (2)化學(xué)性質(zhì)： ①二氧化硫與水反應(yīng)：SO2 + H2OH2SO3(該反應(yīng)為可逆反應(yīng)) 說明 a．將裝滿SO2氣體的試管倒立在滴有紫色石蕊試液的水槽中，一段時(shí)間后，水充滿試管，試管中的液體變?yōu)榧t色． b．反應(yīng)生成的H2SO3為二元中強(qiáng)酸，很不穩(wěn)定，易分解：H2SO3H2O + SO2 ②二氧化硫與氧氣的反應(yīng)：2SO2 + O22SO3 說明 a．該反應(yīng)是工業(yè)上制造硫酸的反應(yīng)原理之一． b．反應(yīng)產(chǎn)物SO3是一種無色固體，熔點(diǎn)(16.8℃)和沸點(diǎn)(44.8℃)都很低．SO3與H2O反應(yīng)生成H2SO4，同時(shí)放出大量的熱：SO3 + H2O ＝H2SO4 + 熱量 c．SO2中的硫處于+4價(jià)，因此SO2既具有氧化性又具有還原性．例如： SO2 + 2H2S ＝3S + 2H2O SO2 + X2 + 2H2O ＝2HX + H2SO4 (X＝C1、Br、I) ③二氧化硫的漂白性： 說明 a．SO2和C12(或O3、H2O2、Na2O2等)雖然都有漂白作用，但它們的漂白原理和現(xiàn)象有不同的特點(diǎn)．Cl2的漂白原理是因?yàn)镃12與H2O反應(yīng)生成的HClO具有強(qiáng)氧化性(O3、H2O2、Na2O2等與此類似)，將有色物質(zhì)(如有色布條、石蕊試液、品紅試液等)氧化成無色物質(zhì)，褪色后不能再恢復(fù)到原來的顏色；而SO2是因它與水反應(yīng)生成的H2SO3跟品紅化合生成了無色化合物，這種不穩(wěn)定的化合物在一定條件下(如加熱或久置)褪色后又能恢復(fù)原來的顏色，用SO2漂白過的草帽辮日久又漸漸變成黃色就是這個(gè)緣故． b．SO2能使橙色的溴水、黃綠色的氯水、紫紅色的酸性KMnO4溶液等褪色，這是因?yàn)镾O2具有還原性的緣故，與SO2的漂白作用無關(guān)． c．利用SO2氣體使品紅溶液褪色、加熱后紅色又復(fù)現(xiàn)的性質(zhì)，可用來檢驗(yàn)SO2氣體的存在和鑒別SO2氣體． ④二氧化硫能殺菌，可以用作食物和水果的防腐劑． [二氧化硫的污染和治理] (1)SO2的污染：二氧化硫是污染大氣的主要有害物質(zhì)之一．它對(duì)人體的直接危害是引起呼吸道疾病，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使人死亡． (2)酸雨的形成和危害：空氣中的SO2在O2和H2O的作用下生成H2SO3、H2SO4。 2SO2 + O2＝2SO3 SO2 + H2O＝H2SO3 SO3 + H2O＝H2SO4 下雨時(shí)，硫的氧化物(和氮的氧化物)以及所形成的硫酸(和硝酸)隨雨水降下，就形成酸雨．酸雨的pH小于5.6(正常雨水因溶解了CO2，其pH約為5.6)． 酸雨能使湖泊水質(zhì)酸化，毒害魚類和其他水生生物；使土壤酸化，破壞農(nóng)田，損害農(nóng)作物和森林；酸雨還會(huì)腐蝕建筑物、工業(yè)設(shè)備和名勝古跡等． (3)治理：空氣中的二氧化硫主要來自化石燃料(煤和石油)的燃燒．此外，還有含硫礦石的冶煉和硫酸、磷肥、紙漿生產(chǎn)等產(chǎn)生的工業(yè)廢氣．消除大氣污染的主要方法之一是減少污染物的排放、例如，硫酸廠、化工廠、冶煉廠等的尾氣在排放前進(jìn)行回收處理． 3．硫酸 [硫酸] (1)物理性質(zhì)： ①純硫酸是一種無色透明、粘稠的油狀液體．常用的濃硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3％，密度為1.84 gcm－3 (物質(zhì)的量濃度為18.4 molL－1 )，沸點(diǎn)為338℃(因此，濃硫酸屬高沸點(diǎn)、難揮發(fā)性酸)． ②硫酸易溶于水，能以任意比與水混溶．濃硫酸溶于水時(shí)放出大量的熱．因此，在稀釋濃硫酸時(shí)，要將濃硫酸緩慢倒入水中，并邊加邊攪拌． (2)化學(xué)性質(zhì)： ①硫酸屬于強(qiáng)電解質(zhì)，是二元強(qiáng)酸，稀H2SO4具有酸的通性．例如： Zn + 2H＋＝Zn2＋+ H2↑(實(shí)驗(yàn)室制H2原理) Fe2O3 + 6H＋＝2Fe3＋+ 3H2O(除鐵銹原理) H2SO4 + Ba(OH)2 ＝BaSO4↓+ 2H2O 說明：濃硫酸中含水量很少，因此，濃H2SO4的電離程度很小，其中主要含H2SO4分子． ②吸水性： a．濃H2SO4能吸收空氣中的水分或各種物質(zhì)中混有的游離態(tài)的H2O，形成一系列穩(wěn)定的化合物，如H2SO4H2O、H2SO42H2O和H2SO44H2O等．因此，在實(shí)驗(yàn)室中濃H2SO4可用來作氣體干燥劑，但不能干燥可與濃H2SO4反應(yīng)的堿性氣體(如NH3等)和強(qiáng)還原性氣體(如H2S、HI、HBr等)． b．因?yàn)闈釮2SO4能吸收空氣中的水分，所以實(shí)驗(yàn)室保存濃H2SO4時(shí)應(yīng)注意密封，以防止?jié)釮2SO4吸收水分而變?。? ③脫水性：濃H2SO4能將有機(jī)物中的氫、氧元素按2∶1的組成比脫出生成水，使有機(jī)物發(fā)生變化并生成黑色的炭．例如：C12H22O11(蔗糖) 12C + 11H2O 又如將濃H2SO4滴到藍(lán)色石蕊試紙上，試紙先變紅色然后變黑色． 注意 濃H2SO4的脫水性及溶于水時(shí)放出大量熱的性質(zhì)，使?jié)釮2SO4對(duì)有機(jī)物具有強(qiáng)烈的腐蝕性．因此，如皮膚上不慎沾上濃H2SO4時(shí)，不能先用水沖洗，而先要用干布迅速擦去，再用大量水沖洗． ④強(qiáng)氧化性：濃H2SO4中的硫?yàn)椋?價(jià)，處于硫元素的最高價(jià)態(tài)，因此濃H2SO4具有強(qiáng)氧化性．在反應(yīng)中，濃H2SO4被還原為＋4價(jià)硫的化合物、單質(zhì)硫或－2價(jià)硫的化合物． a．常溫下，濃H2SO4使Fe、A1發(fā)生鈍化(Fe、A1難溶于冷的濃H2SO4中)． 說明 濃硫酸跟某些金屬接觸，使金屬表面生成一薄層致密的氧化物保護(hù)膜，阻止內(nèi)部金屬繼續(xù)跟硫酸反應(yīng)，這一現(xiàn)象叫做金屬的鈍化．鈍化是化學(xué)變化．利用Fe、A1在冷的濃H2SO4中產(chǎn)生鈍化的性質(zhì)，可用鐵或鋁制容器裝盛濃硫酸． b．加熱時(shí)，濃H2SO4能跟除Pt、Au外的金屬發(fā)生反應(yīng)．反應(yīng)的通式可表示為： 金屬(Pt、Au除外) + H2SO4(濃) 硫酸鹽 + SO2↑+ H2O 例如：2H2SO4(濃) + Cu CuSO4 + 2H2O + SO2↑ 說明 Cu與濃H2SO4的反應(yīng)中，由于H2SO4中的硫元素的化合價(jià)只有部分改變，因此濃硫酸同時(shí)表現(xiàn)出了氧化性和酸性．此外，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃H2SO4會(huì)漸漸變稀，而稀H2SO4是不與Cu發(fā)生反應(yīng)的．因此，反應(yīng)物Cu和H2SO4都有可能剩余，且實(shí)際產(chǎn)生的SO2氣體的體積要比理論值?。? c．加熱時(shí)，濃H2SO4能使非金屬單質(zhì)C、S、P等氧化．例如： 2H2SO4(濃) + C CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O (在此反應(yīng)中，H2SO4只表現(xiàn)出氧化性) d．濃H2SO4能氧化某些具有還原性的物質(zhì)．例如： H2SO4(濃) + H2S ＝S + SO2 + 2H2O 2HBr + H2SO4(濃) ＝Br2 + SO2 + 2H2O 8HI + H2SO4(濃) ＝4I2 + H2S + 4H2O [氧化性酸與酸的氧化性] 所謂“氧化性酸”是指酸根部分易于獲得電子的酸，如濃H2SO4、HNO3等，由于其中、易獲得電子而表現(xiàn)出很強(qiáng)的氧化性；而鹽酸、稀硫酸等酸根部分不能或不易獲得電子，所以它們是非氧化性酸． 在水溶液中任何酸都能不同程度地電離出H＋，H＋在一定條件下可獲得電子形成H2．從這一觀點(diǎn)看，酸都具有氧化性，但這是H＋表現(xiàn)出來的氧化性，它與氧化性酸中的中心元素處于高價(jià)態(tài)易獲得電子具有的氧化性是不同的． 區(qū)別“氧化性酸”與“酸的氧化性”這兩個(gè)概念的關(guān)鍵如下：酸根部分易獲得電子→有氧化性→是氧化性酸 酸電離出的H＋→有氧化性→酸的氧化性→是非氧化性酸 [SO42－的檢驗(yàn)] 正確操作步驟： 待檢溶液無現(xiàn)象產(chǎn)生白色沉淀，說明原溶液中含SO42—離子． 離子方程式： SO42－+ Ba2＋＝BaSO4↓ 注意 ①加入鹽酸的目的是將待檢溶液中可能存在的、對(duì)檢驗(yàn)SO42－有干擾作用的CO32－、SO32－等陰離子通過反應(yīng)而除去： CO32－+ 2H＋＝CO2↑+ H2O SO32－+ 2H＋＝SO2↑+ H2O AgCl也是不溶于稀HNO3的白色沉淀．向待檢液中加入鹽酸時(shí)，若有白色沉淀產(chǎn)生，需進(jìn)行過濾才能繼續(xù)下一步操作． ②在加入BaCl2或Ba(NO3)2溶液前，不能用HNO3酸化待檢溶液．因?yàn)槿舸龣z溶液中含有SO32－時(shí)，會(huì)被HNO3氧化為SO42－，也能產(chǎn)生同樣的現(xiàn)象． *[硫酸鈣和硫酸鋇] 硫酸鈣(CaSO4) 硫酸鋇(BaSO4) 自然界存在的形式 石膏(CaSO42H2O) 重晶石 性 質(zhì) ①白色固體，微溶于水②2(CaSO42H2O) 2CaSO4H2O(熟石膏)+3H2O，熟石膏與水混合后很快凝固，重新變成生石膏 不溶于水，也不溶于酸．不易被X－射線透過 用 途 ①制作各種模型和醫(yī)療用的石膏繃帶 ②調(diào)節(jié)水泥的凝固速度 ①作X－射線透視腸胃的內(nèi)服藥劑(俗稱“鋇餐”) ②作白色顏料 4．環(huán)境保護(hù) *[大氣污染及其防治] 當(dāng)大氣中某些有毒物質(zhì)的含量超過正常值或大氣的自凈能力時(shí)，就發(fā)生了大氣污染．大氣污染既危害人體健康又影響動(dòng)植物的生長(zhǎng)，同時(shí)會(huì)破壞建筑材料，嚴(yán)重時(shí)會(huì)改變地球的氣候．例如，使氣候變暖、破壞臭氧層，形成酸雨等．大氣污染的防治要采取綜合措施．主要包括：調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，合理規(guī)劃工業(yè)發(fā)展和城市建設(shè)布局，綜合運(yùn)用各種防治污染的技術(shù)措施，制定大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、加強(qiáng)大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)，采取生物措施、改善生態(tài)環(huán)境，植樹造林、充分利用環(huán)境的自凈能力等． *[空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)、周報(bào)] 從1997年5月起，我國(guó)有幾十座城市先后開始定期發(fā)布城市空氣質(zhì)量周報(bào)．在此基礎(chǔ)上，又有許多城市開始發(fā)布空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)．空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)的主要內(nèi)容包括“空氣污染指數(shù)”、“空氣質(zhì)量級(jí)別”、“首要污染物”等．空氣污染指數(shù)(簡(jiǎn)稱APT)就是將常規(guī)監(jiān)測(cè)的幾種空氣污染物的濃度簡(jiǎn)化為單一的數(shù)值形式，并分級(jí)表示空氣污染程度和空氣質(zhì)量狀況．這種方式適用于表示城市的短期空氣質(zhì)量狀況和變化趨勢(shì)．根據(jù)我國(guó)空氣污染的特點(diǎn)和污染防治重點(diǎn)，目前計(jì)入空氣污染指數(shù)的項(xiàng)目暫定為：二氧化硫、二氧化氮和可吸入顆粒等。 空氣質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是：空氣污染指數(shù)50點(diǎn)對(duì)應(yīng)的污染物濃度為空氣質(zhì)量日均值的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，空氣質(zhì)量?jī)?yōu)；100點(diǎn)對(duì)應(yīng)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，空氣質(zhì)量良好；200點(diǎn)對(duì)應(yīng)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，空氣輕度污染；300點(diǎn)對(duì)應(yīng)四級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，空氣質(zhì)量中度污染；超過300點(diǎn)則為五級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，空氣質(zhì)量屬重度污染． *[水污染及其防治] 由于人類活動(dòng)排放的污染物，使水的物理、化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化或生物群落組成發(fā)生變化，從而降低了水的使用價(jià)值的現(xiàn)象，叫做水污染．水污染的主要物質(zhì)有重金屬、酸、堿、鹽等無機(jī)污染物，耗氧物質(zhì)，植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，石油和難降解有機(jī)物等．此外，對(duì)水體造成污染的還有病原體污染、放射性污染、懸浮固體物污染、熱污染等．日常使用的合成洗滌劑也會(huì)對(duì)水體造成污染．防治水污染的根本措施是控制污水的任意排放．污水要經(jīng)過處理，達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)后再排放．污水處理的方法一般可歸納為物理法、生物法和化學(xué)法．各種方法都各有特點(diǎn)和適用條件，往往需要配合使用． 請(qǐng)勿用于商業(yè)用途