文档内容
10 氧族元素
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
最外层都有6个电子，在化学反应中可显－2、＋4、＋6价(氧
原子结构
无最高正价)
氧、硫、硒的单质可直接与氢气化合生成氢化物：2H＋
2
O=====2HO、H＋S=====HS，碲不能直接与氢气化合，只能
2 2 2 2
氢化物
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
化
弱；对应的气态氢化物的稳定性逐渐减弱
学
硫、硒、碲均有二氧化物、三氧化物，且均是酸酐，其对应的
性
氧化物 水化物分别为HRO 型和HRO 型两种酸。但所对应最高价氧
2 3 2 4
质
化物的水化物的酸性逐渐减弱
能与大多数金 如：Fe＋S=====FeS、2Cu＋S=====Cu S、3Fe＋
2
属直接化合 2O=====Fe O、2Cu＋O=====2CuO
2 3 4 2
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SO ，如：2ZnS＋3O=====2ZnO＋2SO 。
2 2 2
2．臭氧
(1)组成：臭氧的分子式为O，与 O 互为同素异形体。
3 2
(2)物理性质：常温常压下，臭氧是一种有特殊臭味的淡蓝色气体，密度比氧气大，比氧气
易溶于水。吸入少量臭氧对人体有益，吸入过量对人体健康有一定危害。
(3)化学性质
O 不稳定，容易分解，反应的化学方程式为2O===3O，在放电条件下
3 3 2
不稳定性
空气中的O 可以转化为O，反应的化学方程式为 3O=====2O
2 3 2 3
O 容易使淀粉KI溶液变蓝色，反应的化学方程式为 2KI＋O＋HO===I
3 3 2 2
强氧化性
＋2KOH＋O
2
漂白性 O 因其强氧化性能使有色物质褪色，可用作杀菌消毒剂
3
(4)用途
①可用作脱色剂和消毒剂；
②臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线，是人类和其他生物的保护伞。3．过氧化氢
(1)结构
电子式： ，结构式：H—O—O—H。
(2)化学性质
加热、光照或加催化剂都能加快其分解：2HO=====2HO＋O↑，因此
2 2 2 2
不稳定性
HO 应保存在棕色瓶中并放置在阴凉处
2 2
弱酸性 相当于二元弱酸：HOH＋＋HO，HOH＋＋O
2 2
①工业上用10%的HO 作为漂白剂，医疗上用3%的HO 作为消毒杀菌
2 2 2 2
剂；
强氧化性 ②氧化Fe2＋、SO等还原性物质：HO＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2HO，
2 2 2
HO＋NaSO ===NaSO ＋HO；
2 2 2 3 2 4 2
③使湿润的淀粉-KI试纸变蓝：HO＋2I－＋2H＋===I＋2HO
2 2 2 2
HO 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，如与
2 2
弱还原性 KMnO 溶液反应：2KMnO ＋5HO＋3HSO ===KSO ＋2MnSO ＋5O↑
4 4 2 2 2 4 2 4 4 2
＋8HO
2
提醒 ①除MnO 外，Fe2＋、Mn2＋、Cu2＋、Cr3＋等也均能催化HO 的分解；HO 在碱性环
2 2 2 2 2
境中的分解远比在酸性环境中的快。
②HO 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
2 2
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SeO。
2
②SeO 的氧化性比 SO 强，属于中等强度的氧化剂，可氧化 HS、NH 等：SeO ＋
2 2 2 3 2
2HS===Se＋2S＋2HO；3SeO＋4NH ===3Se＋2N＋6HO。
2 2 2 3 2 2
③亚硒酸可作氧化剂，能氧化SO ：HSeO ＋2SO ＋HO===2HSO ＋Se，但遇到强氧化剂
2 2 3 2 2 2 4
时表现还原性，可被氧化成硒酸：HSeO＋Cl＋HO===HSeO＋2HCl。
2 3 2 2 2 4
(2)碲及其化合物的性质
①碲在空气或纯氧中燃烧生成TeO 。
2
②TeO 是不挥发的白色固体，微溶于水，易溶于强酸、强碱，如TeO ＋2NaOH===NaTeO
2 2 2 3
＋HO。
2
③TeO (H TeO )具有氧化性和还原性
2 2 3
HTeO ＋2SO ＋HO===2HSO ＋Te
2 3 2 2 2 4
HTeO ＋Cl＋HO===HTeO ＋2HCl
2 3 2 2 2 4
(3)硒和碲的化合物均有毒。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—O
C．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
答案 B
解析 图中反应历程为①Cl＋O―→ClO＋O ，②ClO＋ClO―→ClOOCl，③ClOOCl＋日
3 2
光―→2Cl＋O ；该过程的总反应为2O―→3O ，所以氯原子在反应中作催化剂，A正确；
2 3 2
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。
2．向CuSO 溶液中加入HO 溶液，很快有大量气体逸出，同时放热，一段时间后，蓝色溶
4 2 2
液变为红色浑浊(Cu O)，继续加入HO 溶液，红色浑浊又变为蓝色溶液，这个反应可以反
2 2 2
复多次。下列关于上述过程的说法不正确的是( )
A．Cu2＋是HO 分解反应的催化剂
2 2
B．HO 只表现了氧化性
2 2
C．HO 的电子式为
2 2
D．发生了反应Cu O＋HO＋4H＋===2Cu2＋＋3HO
2 2 2 2
答案 B
解析 根据“蓝色溶液变为红色浑浊(Cu O)”，说明铜离子被还原成＋1价，HO 表现了还
2 2 2
原性；继续加入HO 溶液，红色浑浊又变为蓝色溶液，说明发生了反应Cu O＋HO ＋4H＋
2 2 2 2 2
===2Cu2＋＋3HO，Cu O中＋1价Cu被氧化成＋2，HO 又表现了氧化性，故B错误、D正
2 2 2 2
确；HO 的电子式为 ，故C正确。
2 2
3．为防止废弃的硒单质(Se)造成环境污染，通常用浓硫酸将其转化成二氧化硒(SeO )，再用
2
KI溶液处理后回收Se。发生的反应为①Se＋2HSO (浓)===2SO ↑＋SeO ＋2HO；②SeO
2 4 2 2 2 2
＋4KI＋4HNO===4KNO＋Se＋2I＋2HO，下列说法错误的是( )
3 3 2 2
A．①中SO 是还原产物，SeO 是氧化产物
2 2B．②中KI是还原剂，SeO 是氧化剂
2
C．每生成0.4 mol I 共转移1.2 mol电子
2
D．氧化性由强到弱的顺序是HSO (浓)>SeO >HNO
2 4 2 3
答案 C
解析 反应①中，硒元素化合价升高被氧化，硒作还原剂，二氧化硒为氧化产物，硫元素化
合价降低被还原，浓硫酸作氧化剂，二氧化硫是还原产物，故 A正确；反应②中，硒元素
化合价降低被还原，二氧化硒为氧化剂，碘元素化合价升高被氧化，碘化钾是还原剂，故 B
正确；反应②中，生成2 mol碘单质，转移4 mol电子，则每生成0.4 mol I 共转移0.8 mol
2
电子，故C错误；在同一反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，反应①中浓硫酸
为氧化剂，二氧化硒为氧化产物，氧化性：HSO (浓)>SeO ，反应②中SeO 为氧化剂，硝
2 4 2 2
酸既不是氧化剂也不是还原剂，说明氧化性：SeO>HNO ，则氧化性由强到弱的顺序是
2 3
HSO (浓)>SeO >HNO ，故D正确。
2 4 2 3
4．碲(Te)广泛用于彩色玻璃和陶瓷。工业上用精炼铜的阳极泥(含有质量分数为 8%的
TeO 、少量Ag、Au)为原料制备单质碲的一种工艺流程如下(已知TeO 微溶于水，易溶于强
2 2
酸和强碱)，下列有关说法不正确的是( )
A．将阳极泥研磨、反应适当加热都有利于提高“碱浸”的速率和效率
B．“碱浸”时发生主要反应的离子方程式为TeO ＋2OH－===TeO＋HO
2 2
C．“沉碲”时为使碲元素沉淀充分，应加入过量的硫酸
D．若提取过程碲元素的回收率为90%，则处理1 kg这种阳极泥最少需通入标准状况下SO
2
20.16 L
答案 C
解析 研磨增大接触面积，加热均能提高“碱浸”的速率和效率，故A正确；由已知信息
可知，TeO 微溶于水，易溶于强酸和强碱，是两性氧化物，与氢氧化钠发生类似氧化铝与
2
氢氧化钠的反应，生成TeO，离子方程式为TeO ＋2OH－===TeO＋HO，故B正确；由已知
2 2
信息可知，TeO 易溶于强酸和强碱，在沉碲的过程中，硫酸若过量，可能导致 TeO 的溶解，
2 2
造成产品的损失，故C错误；1 kg阳极泥中含有TeO 的质量为1 000 g×8%＝80 g，碲元素
2
的回收率为90%，则有80 g×90%＝72 g的TeO 被还原。1 mol TeO 得4 mol电子，1 mol
2 2
SO 失去2 mol电子，则有关系式：TeO ～2SO ，V(SO )＝×2×22.4 L ·mol－1＝20.16 L，故D
2 2 2 2
正确。
5．HO 是重要的化学试剂，在实验室和实际生产中应用广泛。
2 2
(1)写出 HO 的结构式：________，HO 在 MnO 催化下分解的化学方程式：
2 2 2 2 2
______________________________________________________________________________。(2)①我们知道，稀硫酸不与铜反应，但在稀硫酸中加入 HO 后，则可使铜顺利溶解，写出
2 2
该反应的离子方程式：___________________________________________________________。
② 在 “ 海 带 提 碘 ” 的 实 验 中 ， 利 用 酸 性 HO 得 到 碘 单 质 的 离 子 方 程 式 是
2 2
_______________________________________________________________________________。
③你认为HO 被称为绿色氧化剂的主要原因是_______________________________________
2 2
_______________________________________________________________________________
。
(3)H O 还有一定的还原性，能使酸性KMnO 溶液褪色。
2 2 4
①写出反应的离子方程式：______________________________________________________。
②实验室常用酸性 KMnO 标准液测定溶液中 HO 的浓度，酸性 KMnO 溶液应盛放在
4 2 2 4
________( 填 “ 酸 式 ” 或 “ 碱 式 ” ) 滴 定 管 中 ， 判 断 到 达 滴 定 终 点 的 现 象 是
_______________________________________________________________________________。
(4)H O 是一种二元弱酸，写出其第一步电离的方程式：_______________________________，
2 2
它与过量的Ba(OH) 反应的化学方程式为________________________________________。
2
答案 (1)H—O—O—H 2HO=====2HO＋O↑
2 2 2 2
(2)①HO ＋Cu＋2H＋===Cu2＋＋2HO ②HO ＋2I－＋2H＋===2HO＋I ③还原产物为水，
2 2 2 2 2 2 2
对环境无污染
(3)①5HO＋2MnO＋6H＋===5O↑＋2Mn2＋＋8HO
2 2 2 2
②酸式 滴入最后一滴酸性KMnO 标准液后，溶液变浅紫色，且30 s 内不褪色
4
(4)H OH＋＋HO HO＋Ba(OH) ===BaO＋2HO
2 2 2 2 2 2 2
6．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Cu Te、Ag Se和少量金属单质及其他化合物，工业上从其中回收碲、硒的
2 2
一种工艺流程如下：
已知：
Ⅰ.Se 单质难溶于水。TeO 微溶于水，易溶于较浓的强酸和强碱；
2
Ⅱ.元素碲在溶液中主要以Te4＋、TeO、HTeO等形式存在；
Ⅲ.25 ℃时，亚碲酸(H TeO )的K ＝1×10－3，K ＝2×10－8。
2 3 a1 a2
(1)Se的氢化物的电子式是________________________________________________________。
0．1 mol·L－1的HTeO 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
2 3
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)SeO 与SO 在冷却后通入水中发生反应的化学方程式：_____________________________。
2 2
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TeO 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
2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TeO 沉淀，如果HSO 过量，将
2 2 4
导致碲的回收率________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(6)将纯净的TeO 先溶于盐酸得到四氯化碲，再将SO 通入溶液中得到Te单质，请写出由四
2 2
氯化碲得到Te单质的离子方程式：________________________________________________。
(7)上述流程中可循环利用的物质是_______________________________________(填化学式)。
答案 (1) 10%
(2)增大接触面积，加快反应速率
(3)SeO ＋2SO ＋2HO===2HSO ＋Se↓ 过滤
2 2 2 2 4
(4)Na TeO TeO＋3HO＋4e－===Te＋6OH－ (5)偏低 (6)Te4＋＋2SO ＋4HO===Te↓＋8H
2 3 2 2 2
＋＋2SO (7)H SO 、HCl
2 4
解析 (1)Se与O属于同主族元素，故Se的氢化物的电子式为 。设电离的亚碲
酸为x mol·L－1，亚碲酸(H TeO )的K ＝1×10－3＝，解得x≈0.01，则0.1 mol·L－1的HTeO
2 3 a1 2 3
电离度＝×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，SeO 与SO 在冷却后通入水中发生反应生成Se，反应的化学方程式为SeO
2 2 2
＋2SO ＋2HO===2HSO ＋Se↓，Se单质难溶于水，反应后分离出Se单质可以通过过滤分
2 2 2 4
离。
(4)TeO 微溶于水，易溶于较浓的强酸和强碱，焙砂中碲以 TeO 的形式存在，与足量NaOH
2 2
溶液反应后得到的溶液①，其溶质的主要成分为NaTeO ，工业上也可以通过电解溶液①得
2 3
到单质碲，电解时的电极均为石墨，则阴极发生还原反应，TeO得到电子生成Te，电极反
应式为TeO＋3HO＋4e－===Te＋6OH－。
2
(5)TeO 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
2
～5.0，生成TeO 沉淀，如果HSO 过量，将导致生成的TeO 沉淀偏少，碲的回收率偏低。
2 2 4 2
(6)将纯净的TeO 先溶于盐酸得到四氯化碲，再将SO 通入溶液中得到Te单质，二氧化硫被
2 2
氧化成硫酸，反应的离子方程式为Te4＋＋2SO ＋4HO===Te↓＋8H＋＋2SO。
2 2
