第一节 氧族元素_高三化学教案

 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。

二、知识结构：

1.氧族元素原子结构、单质性质

一、硫

1、  游离态——自然界存在于火山喷口、地壳岩层。人类在远古时代发现并使用硫。

存在

     化合态——存在形式有：fes₂（非盐）、cufes₂（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、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s₈、高温蒸气主要是s₂。常温为淡黄色晶体（淡黄色固体有：na₂o₂、agbr、黄铁矿、t、n、t等）。

注意：①在溶液中通过反应生成少量硫时，有时称乳白色。

  ②硫的溶解性：不溶于水，微溶于酒精，易溶于cs₂。因此用方法洗去试管壁上的硫，只能用cs₂作溶剂。

3、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——na₂s （剧烈反应并发生爆炸）

                  （na+s——na₂s_x）

                   al+s   ^△  al_2­s₂（制取al₂s₃的唯一途径）

                   fe+s    ^△   fes（黑色）

思考：①21g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？

（据fe～fes～h₂s↑可知，不论谁过量，有1molfe，必须生成1mol气体，则所得气

     fe～h₂↑

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？

 （解：fe + s    ^△   fes

   56g  32g

   8g   21g

    则硫过量，但由于在空气中加热，过量的硫与o₂反应生成了so₂气体，因此，所得固体只能为fes。其质量为： ）

2cu + s  ^△   cu₂s（黑色）

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？

（不能，若将铜丝在酒精灯上加热，cu+o₂  ^△  cuo（黑色），铜转化为氧化铜，反应将不再发生）

②对铜，铁与硫的反应产物进行分析，硫与cl₂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）

（2）与非金属的反应   s+o₂  ^点燃  so₂

思考：已知2so₂+o₂     2so₃+q（q>0）反应温度对so₃的产率影响更大。硫在空气中和纯氧中燃烧，均能产生少量so₃，问在空气中或纯氧中燃烧哪个产生更多的so₃？为什么？

（空气中。因为纯氧中燃烧，尽管o₂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）

     s+h₂        h₂s（说明硫化氢不稳定）

    （3）与化合物的反应

s+6hno₃（浓）  ^△     h₂so₄+6no₂↑+2h₂o

s+2h₂so₄（浓）  ^△   2so₂↑+2h₂o

s+naoh   ^△  na₂s+na₂so₃+h₂o

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 + na₂s = na₂s_x

s + na₂so_3­   ^△   na₂s₂o₃

例1、硫与热强碱溶液可生成s^2-和so₃^2-；生成物继续与硫作用得s_z^2-和s₂o₃^2-。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so₂，so₂与s_z^2-也完全转化为s₂o₃^2-。问：

（1）s+so₂+oh^-完全转化为s₂o₃^2-的离子方程式____________________

（2）amols最终转化为na₂s₂o₃，需so₂、naoh的物质的量分别为________

（3）若amols最终转化为na₂s_z耗原热碱溶液6molnaoh，则na₂s_x中x值为

_________。

   解析：3s+6oh^{‑    △}  2s^2-+so₃^2-+3h₂o  …………①

         s^2-+（x+1）s       s_x^2-        ………………②

         so₃^2-+s   ^△      s₂o₃^2-    ……………………③

由①②③迭加得：（2x+2）s+6oh^- = 2s_x^2-+s₂o₃^2-+3h₂o …………④

                so₂+s_x^2-+oh^-——s₂o₃^2-+h₂o   ………………⑤

由④⑤迭加得：s+so₂+2oh^-=s₂o₃^2-+h₂o …………………………⑥

答：第（1）问时，实质不必要这么繁的过程，因s_x^2-、so₃^2-均为中间产物，只要抓住反应物为s和so₂及oh^-，生成物为s₂o₃^2-和水即可得反应⑥。

由⑥式可知每有1mol硫需1molso₂和2moloh^-，则so₂和oh^-分别为a、2amol。

（2）由④式可知      x=

例2、工业上将硫黄混入na₂so₃溶液中共热至沸可制取na₂s₂o₃。制备na₂s₂o₃的另一种方法是把so₂通入na₂s和na₂co₃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na₂s₂o₃的方程式

 ①_________________________              ②____________________

 ③_________________________              ④na₂so₃+s    ^△  na₂s₂o₃

（2）原料中na₂co₃、na₂s、so₂的物质的量比最佳是___________________。

（3）若so₂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so₂溶于水生成h­­₂so₃，而h­­₂so₃是中强酸，其酸性比h₃po₄还要强。则

    （1）①so₂+h₂o+na₂s= na₂so­₃+h₂s

     ②so₂+na₂co₃= na₂co₃+co₂

     ③so₂+2h₂s= 3s↓+2h₂o

    （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

na₂so₃，s由反应③生成，na₂so₃由反应①②形成，由反应③可知每生成3mols需2molh₂s和1molso₂，则反应④可改为3na₂so­₃+3s=3na₂s₂o₃，而生成2molh₂s则需2molna₂s和2molso₂，同时生成2mol na₂so₃，现还差1mol na₂so₃，由反应②提供。则na₂co₃、na₂s、so₂的最佳物质的量比为1:2:4。

    （3）若so₂过量，又生成3h₂so₃，h₂so₃+s₂o₃^2- h₂s₂o₃+so₃^2-，h₂s₂o₃极不稳定，h₂s₂o₃→h_2­o+s+so₂，so₂与so₃^2-又能继续转化为hso₃^-，因此，该反应的离子方程式为：

  so₂+h­₂o+s₂o₃^2-=s↓+2hso₃^-

       ^{2e      10e}

   s + 3c +2kno_3­   ^点燃    k­₂s+n₂↑+3co₂（黑火药爆炸）

橡胶的硫化（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）