2024版新教材高考化学全程一轮总复习第四章非金属及其化合物微专题大素养9氧族元素学生用书

微专题·大素养❾氧族元素【知识基础】1.氧族元素的递变规律（1）氧族元素概况包括氧（O）、硫（S）、硒（Se）、碲（Te）、钋（Po）、（Lv）六种元素。常温下，单质除氧为气体外，其余均为固体，氧、硫、硒为典型的非金属元素，碲为类金属，钋、为金属。（2）相似性和递变性特别提醒①除K＋、Na＋外，一般的金属硫化物难溶于水，如：FeS、ZnS、CuS等。②金属硫化物在空气中灼烧，生成金属氧化物和SO2，如：2ZnS＋3O2 eq \o(=====,\s\up7(△)) 2ZnO＋2SO2。2.臭氧3.过氧化氢（1）结构（2）化学性质特别提醒①除MnO2外，Fe2＋、Mn2＋、Cu2＋、Cr3＋等也均能催化H2O2的分解；H2O2在碱性环境中的分解远比在酸性环境中的快。②H2O2作氧化剂时，其还原产物一般为水，不引入杂质且对环境无污染，因而又称为绿色氧化剂，常用于除去具有还原性的杂质离子。4.Se、Te及其化合物（1）硒及其化合物的性质①单质硒及其氢化物在空气中燃烧可得到SeO2。②SeO2的氧化性比SO2强，属于中等强度的氧化剂，可氧化H2S、NH3等：SeO2＋2H2S===Se＋2S＋2H2O；3SeO2＋4NH3===3Se＋2N2＋6H2O。③亚硒酸可作氧化剂，能氧化SO2：H2SeO3＋2SO2＋H2O===2H2SO4＋Se，但遇到强氧化剂时表现还原性，可被氧化成硒酸：H2SeO3＋Cl2＋H2O===H2SeO4＋2HCl。（2）碲及其化合物的性质①碲在空气或纯氧中燃烧生成TeO2。②TeO2是不挥发的白色固体，微溶于水，易溶于强酸、强碱，如TeO2＋2NaOH===Na2TeO3＋H2O。③TeO2（H2TeO3）具有氧化性和还原性H2TeO3＋2SO2＋H2O===2H2SO4＋TeH2TeO3＋Cl2＋H2O===H2TeO4＋2HCl （3）硒和碲的化合物均有毒。5.SOCl2、S2Cl2的制备及性质（1）亚硫酰氯（SOCl2）①SOCl2的结构式为，易发生水解反应：（由于生成的H2SO3易分解为SO2和H2O，所以总反应方程式为SOCl2＋H2O===2HCl＋SO2↑）。②与碱反应的总反应方程式为SOCl2＋4NaOH===Na2SO3＋2NaCl＋2H2O。（2）应用及制备①工业制备：SO3＋SCl2===SOCl2＋SO2↑。②二氯化二硫（S2Cl2）制备：熔融硫直接氯化后可得到S2Cl2。性质：S2Cl2分子结构与H2O2相似，在空气中发烟，可与水发生反应生成SO2、S和HCl，2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl。【素养专练】1.保罗·克拉兹等三位科学家因在氟利昂和臭氧层方面的工作获得诺贝尔化学奖，他们的研究揭示了大气中臭氧层被破坏的机理，如图所示。下列说法不正确的是（　　）A．氯原子在反应中作催化剂B．过氧化氯的结构式为O—Cl—Cl—OC．臭氧分子最终转变成氧气分子D．过程②中一氧化氯断键形成过氧化氯2.下列有关H2O2的说法错误的是（　　）A．H2O2、Na2O2都属于离子化合物，都存在非极性共价键B．双氧水是绿色氧化剂，可作医疗消毒剂C．H2O2既有氧化性，又有还原性，与Cl2、KMnO4反应时表现H2O2的还原性D．H2O2作漂白剂是利用其氧化性，漂白原理与HClO类似，与SO2不同3.硒（Se）、碲（Te）为ⅥA族元素，是当今高新技术新材料的主要成分之一，电解精炼铜的阳极泥主要成分为Cu2Te、Ag2Se和少量金属单质及其他化合物，工业上从其中回收碲、硒的一种工艺流程如下：已知：Ⅰ.Se 单质难溶于水。TeO2微溶于水，易溶于较浓的强酸和强碱；Ⅱ.元素碲在溶液中主要以Te4＋、Te、HTe等形式存在；Ⅲ.25`℃时，亚碲酸（H2TeO3）的Ka1＝1×10－3，Ka2＝2×10－8。（1）Se的氢化物的电子式是_____________________________________。0.1mol·L－1的H2TeO3电离度（当弱电解质在溶液里达到电离平衡时，溶液中已经电离的电解质分子数占原来总分子数的百分数叫做电离度）`约为〓〓〓〓。（2）加入浓硫酸焙烧前常将阳极泥中大块颗粒先粉碎，其目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）SeO2与SO2在冷却后通入水中发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________。反应后分离出Se单质的操作①为_____________（填操作名称）。（4）焙砂中碲以TeO2形式存在，与足量NaOH溶液反应后得到的溶液①，其溶质的主要成分为_____________（填化学式，过量的NaOH除外）。工业上也可以通过电解溶液①得到单质碲。已知电解时的电极均为石墨，则阴极的电极反应式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（5）向溶液①中加入硫酸时控制溶液的pH为4.5～5.0，生成TeO2沉淀，如果H2SO4过量，将导致碲的回收率_____________（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。微专题·大素养❾素养专练1．解析：图中反应历程为①Cl＋O3―→ClO＋O2，②ClO＋ClO―→ClOOCl，③ClOOCl＋日光―→2Cl＋O2；该过程的总反应为2O3―→3O2，所以氯原子在反应中作催化剂，A正确；氯原子半径大于氧原子半径，所以图中原子半径较大的是氯原子，较小的是氧原子，所以过氧化氯的结构式为Cl—O—O—Cl，B错误；由该过程的总反应知臭氧分子最终转变成氧气分子，C正确；过程②中ClO＋ClO―→ClOOCl，一氧化氯断键形成过氧化氯，D正确。答案：B2．解析：H2O2属于共价化合物，Na2O2属于离子化合物，二者的过氧根中的氧和氧之间就是非极性共价键，故A错误；双氧水有氧化性，被还原时产物为水，是绿色氧化剂，可作医疗消毒剂，故B正确；H2O2既有氧化性，又有还原性，遇到强氧化剂时表现还原性，与Cl2、KMnO4反应时表现H2O2的还原性，故C正确；HClO、H2O2作漂白剂均是利用其氧化性，漂白原理类似，SO2的漂白性是其和有机色质的结合过程，不是氧化性作用的结果，故D正确。答案：A3．解析：（1）Se与O属于同主族元素，故Se的氢化物的电子式为H∶ eq \o(Se,\s\up4(· ·),\s\do6(· ·)) ∶H 。设电离的亚碲酸为x mol·L－1，亚碲酸（H2TeO3）的Ka1＝1×10－3＝ eq \f(c（HTeO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) ）·c（H＋）,c（H2TeO3）) ，解得x≈0.01，则0.1 mol·L－1的H2TeO3电离度＝ eq \f(0.01 mol·L－1,0.1 mol·L－1) ×100%＝10%。（2）加入浓硫酸焙烧前常将阳极泥中大块颗粒先粉碎，可以增大接触面积，加快反应速率。（3）根据流程图，SeO2与SO2在冷却后通入水中发生反应生成Se，反应的化学方程式为SeO2＋2SO2＋2H2O===2H2SO4＋Se↓，Se单质难溶于水，反应后分离出Se单质可以通过过滤分离。（4）TeO2微溶于水，易溶于较浓的强酸和强碱，焙砂中碲以TeO2的形式存在，与足量NaOH溶液反应后得到的溶液①，其溶质的主要成分为Na2TeO3，工业上也可以通过电解溶液①得到单质碲，电解时的电极均为石墨，则阴极发生还原反应，TeO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)) 得到电子生成Te，电极反应式为Te＋3H2O＋4e－===Te＋6OH－。（5）TeO2微溶于水，易溶于较浓的强酸和强碱。向溶液①中加入硫酸时控制溶液的pH为4.5～5.0，生成TeO2沉淀，如果H2SO4过量，将导致生成的TeO2沉淀偏少，碲的回收率偏低。答案：（1）H∶ eq \o(Se,\s\up4(· ·),\s\do6(· ·)) ∶H　10% （2）增大接触面积，加快反应速率（3）SeO2＋2SO2＋2H2O===2H2SO4＋Se↓ 　过滤（4）Na2TeO3　Te＋3H2O＋4e－===Te＋6OH－（5）偏低原子结构最外层都有6个电子，在化学反应中可显－2、＋4、＋6价（氧无最高正价）化学性质　氢化物氧、硫、硒的单质可直接与氢气化合生成氢化物：2H2＋O2 eq \o(=====,\s\up7(点燃)) 2H2O、H2＋S eq \o(=====,\s\up7(△)) H2S，碲不能直接与氢气化合，只能通过其他反应间接制取碲化氢。单质和氢气化合的能力逐渐减弱；对应的气态氢化物的稳定性逐渐减弱氧化物硫、硒、碲均有二氧化物、三氧化物，且均是酸酐，其对应的水化物分别为H2RO3型和H2RO4型两种酸。但所对应最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱能与大多数金属直接化合如：Fe＋S eq \o(=====,\s\up7(△)) FeS、2Cu＋S eq \o(=====,\s\up7(△)) Cu2S、3Fe＋2O2 eq \o(=====,\s\up7(点燃)) Fe3O4、2Cu＋O2 eq \o(=====,\s\up7(△)) 2CuO不稳定性加热、光照或加催化剂都能使分解加快，因此H2O2应保存在棕色瓶中并放置在阴凉处，其分解的化学方程式为2H2O2 eq \o(=====,\s\up7(MnO2)) 2H2O＋O2↑弱酸性相当于二元弱酸H2O2⇌H＋＋HO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(2)) ，HO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(2)) ⇌H＋＋O eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2)) 强氧化性①在工业上用10%的H2O2漂白羽毛及丝织品，在医疗上用3%的H2O2作为消毒杀菌剂；②氧化Fe2＋、SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)) 、H2S、SO2等还原性物质；③使湿润的淀粉­KI试纸变蓝（写出相关方程式）：H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O弱还原性①H2O2中－1价的氧遇强氧化剂可失去电子转化成0价氧而被氧化：2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O；②H2O2被氧化成O2时，每生成1mol O2转移2 mol电子