高考化学一轮复习《氧族元素》大纲

第六章 氧族元素及环境保护

第一节 氧族元素

1．(2010·四川成都三校联考)下列有关环境问题的说法正确的是( ) A．pH在5.6～7.0之间的降水通常称为酸雨

B．臭氧的体积分数超过105%的空气有利于人体健康

－

C．燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量 D．含磷合成洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染

解析：A项中pH小于5.6的降水称为酸雨；B项中臭氧的体积分数超过10－5%的空 气对人体健康有害；D项中含磷合成洗涤剂容易导致水体污染。 答案：C

2．(2010·模拟题)吸进人体内的O2有2%转化为氧化性极强的活性氧([O])，它能加速人体衰老，因而被称为“夺命杀手”。我国科学家尝试用含硒化合物Na2SeO3消除人体内的活性氧，这时Na2SeO3的作用是( ) A．氧化剂 B．还原剂 C．催化剂 D．是氧化剂也是还原剂

解析：在Na2SeO3中Se呈＋4价，Se最高价为＋6价，显然Na2SeO3具有还原性， 还原人体内的活性氧。 答案：B

3．(2010·改编题)据报道，科学家已成功合成了少量O4，有关O4的说法正确的是( ) A．O4与O3、O2是同素异形体

B．O4比O3和O2的结构复杂、性质稳定 C．相同质量的O4与O3所含原子个数比为4∶3 D．64 g的O4占有的体积为22.4 L

解析：O4是氧元素的一种新单质，所以A项正确；O2能够稳定存在于大气中，比 O4分子稳定，B项不正确；相同质量的O4、O3、O2所含的O原子个数均相等，C

项

不正确；64 g的O4为1 mol，它占有的体积不一定是22.4 L，这与温度压强有关。 答案：A

4．(2010·模拟题)氢硫酸不稳定，要现用现配；从H2S的性质全面考虑，下列吸收H2S 制备氢硫酸的装置最合理的是( )

用心 爱心 专心 1

解析：H2S气体可溶于水，1体积水大约溶解2.6体积H2S，H2S有毒，不能随意排 放到大气中，可见只有D项符合题意。 答案：D

5．(2010·山西师大附中期中考题)青藏铁路于2006年7月1日全线通车，为防止旅客出现高原反应，列车上特备有氧气罐，青藏高原上水烧开的温度低于100℃。如图所示，夹子开始处于关闭状态，试管①内盛有96℃的水，①内的空气处于标准大气压。将液体A滴入试管②与气体B充分反应，打开夹子，可发现试管①内的水立刻沸腾了。则液体A与气体B的组合不可能是下列中的( )

A．氢氧化钠溶液、二氧化碳 B．硝酸钾溶液、氯化氢 C．水、氧气 D．水、二氧化氮

解析：96℃水立刻沸腾，说明液体A吸收了气体B，使整个系统内气体压强减小， 可见只有C项符合题意。 答案：C

6．(2009·天津八校5月联考题)1995年三位美国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，由图可知( ) A．日光在反应中作催化剂 B．过氧化氯是一种很稳定的物质 C．过氧化氯的结构式为O—Cl—Cl—O D．臭氧分子最终转变成氧气分子

用心 爱心 专心

2

解析：A项，日光提供反应③的能量而非催化作用。由③知过氧化氯不是很稳定的 物质。根据化学键理论，过氧化氯的结构式应为Cl—O—O—Cl。O3经过循环最终

变

为O2，臭氧层被破坏。 答案：D

7．(2010·东营一中期中考题)已知S2O8n离子和H2O2一样含有过氧键，因此也有强氧

－

化

性，S2O8n离子在一定条件下可把Mn2氧化成MnO4离子；若反应后S2O8n变成

－

＋

－

－

－

－

SO42，反应中氧化剂与还原剂的离子数之比为5∶2，则S2O8n中的n值和S元素的化合价是 ( )

A．2，＋7 B．2，＋6 C．4，＋7 D．4，＋4

解析：由题干条件可以写出以下反应：5S2O8n－＋2Mn2＋＋8H2O===10SO42－＋2MnO4

－＋16H＋，根据电荷守恒可知

n＝2；结合信息，S2O8中存在“—O—O—”，根

2－

－1－1

据

电子转移可知，5 mol S2O82－转移10 mol e－，即每mol S2O82－转移2 mol e－，即一

个

－1－12－

S2O8中含有一个“—O—O—”，那么“S”元素在反应中化合价未发生变化，即

为＋6价。 答案：B

8．(2010·广州五校联考题)近期，北京大学的两位教授率先发现人体心肺血管中存在微量硫化氢，它对调节心血管功能具有重要作用。下列叙述正确的是( ) A．硫化氢分子很稳定，受热难分解

B．硫化氢分子中所有原子的最外电子层都达到8电子结构 C．将硫化氢通入溴水，溴水褪色

D．硫化氢是电解质，其电离方程式是H2S===2H＋S2

＋

－

解析：A项，H2S加热时可发生分解反应；B项，H2S分子中H原子的最外层达到

2

电子结构；C项，发生的反应为：H2S＋Br2===2HBr＋S↓，H2S能使溴水褪色；D 项，H2S是二元弱酸，应是分步电离。 答案：C

9．(2010·改编题)已知3O2(g) 2O3(g)；ΔH＝＋144.8 kJ/mol且“Cl”大多数来

用心 爱心 专心

3

自致冷剂氟利昂。

下列说法不正确的是 ( )

A．臭氧层中氟利昂释放出的氯原子是O3分解的催化剂 B．高压放电条件下O2可以生成O3 C．O3转变为O2的能量曲线可用右图表示 D．O3和O2为同素异形体

解析：从已知条件可判断A项叙述正确；也可以得出“2O3”的总能量比“3O2”的 总能量高144.8 kJ，那么不是最高处的能量比“3O2”的总能量高144.8 kJ，所以C 项不正确；雷雨过后，空气清新，就是因为打雷放电条件下，O2生成了O3的原因， B项正确。 答案：C

10．(2010·模拟题)张老师做了一个如图所示的实验(H2燃烧)，发现烧杯中酸性KMnO4

溶液褪色。若将烧杯中的溶液换成含有少量KSCN的FeCl2溶液，溶液显红色。判

断

下

( )

A．该条件下生成的水分子化学性质比较活泼

B．该条件下H2被冷却为液态氢，液氢的水溶液具有还原性 C．该条件下H2燃烧生成了只具有氧化性的物质 D．该条件下H2燃烧的产物中可能含有一定量的H2O2

解析：根据实验现象知，该物质既能与酸性高锰酸钾溶液反应，又能与氯化亚铁反 应，说明它既有氧化性又有还原性，H2＋O2=====H2O2。2MnO4－＋5H2O2＋6H＋ ===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O,2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。 答案：D

11．(2010·德州一中期中考题)为了探究铁与硫反应的产物中是否存在Fe2S3，某研究性

用心 爱心 专心

4

点燃

列说法中正确的是

学习小组拟设计实验进行探究。他们查阅资料获得以下信息：在酸性溶液中2Fe3

＋

－

＋

＋

S2===2Fe2＋S↓；在碱性溶液中，Fe2S3不溶解，Fe2S3为黑色固体。实验操作步

骤

如下：

①将铁粉和硫粉按一定质量比混合，在氩气存在的环境中，用灼热的玻璃棒点触混 合物粉末，反应即可发生并持续进行，冷却后得到黑色固体M。

②取黑色固体少许，加入浓氢氧化钠溶液并稍加热，冷却后过滤，得一黑色滤渣。 ③将滤渣洗涤、烘干、称量、得其质量为8.8 g。

④向滤渣中先加入过量的硫酸溶液，再加入双氧水，最后加入过量的氢氧化钠溶 液，得到沉淀。

⑤将沉淀过滤、洗涤、灼烧、称量，得氧化铁质量为8.0 g。 (1)反应在稀有气体环境中进行的原因是

______________________________________________________________________； 铁粉与硫粉的混合粉末中，二者的量的关系是________，原因是

_______________________________________________________________________。 (2)用灼热的玻璃棒点触混合物粉末，反应即可发生并持续进行的原因是

_______________________________________________________________________； 加入浓氢氧化钠溶液并稍加热的目的是________，反应的离子方程式为

_______________________________________________________________________。 (3)通过计算可知，8.8 g固体产物中，铁、硫元素的质量比为________，由此得出的 结论是

______________________________________________________________________。 (4)步骤④中有关金属元素参加反应的离子方程式是

_______________________________________________________________________。 (5)为了探究上述黑色固体M的性质，他们设计了如下装置：

实验过程中，观察到E瓶中产生黑色沉淀。

用心 爱心 专心

5

①简述检验装置A气密性的方法：

_______________________________________________________________________。 ②B中现象可能是________，D中的现象是

_______________________________________________________________________。 ③写出C、E装置的离子方程式：

_______________________________________________________________________。 ④推断M与稀硫酸反应产生的气体的性质：________。 a．酸性 b．还原性 c．氧化性 d．漂白性

8 g解析：(3)依题意，实验最终的氧化物是氧化铁，n(Fe)＝×2＝0.1 mol，

160 g·mol－1m(Fe)＝0.1 mol×56 g·mol－1＝5.6 g,8.8 g固体产物中只含硫和铁，则m(S)＝8.8 g－

5.6

g＝3.2 g，n(S)＝0.1 mol，故m(Fe)∶m(S)＝5.6 g∶3.2 g＝7∶4，n(Fe)∶n(S)＝0.1 mol∶0.1 mol＝1∶1。

答案：(1)防止氧气参与反应 硫粉稍过量 防止铁与硫化铁反应，干扰实验结果 (2)铁与硫粉反应是放热反应 除去过量的硫 3S＋6OH===2S2＋SO32＋3H2O

－

－

－

(3)7∶4 铁与硫反应的产物中不存在Fe2S3，而全部是FeS

(4)FeS＋2H===Fe2＋H2S↑ 2Fe2＋H2O2＋2H===2Fe3＋2H2O Fe3＋3OH

＋

＋

＋

＋

＋

＋

－

===Fe(OH)3↓

(5)①关闭活塞，向长颈漏斗中加入适量水，使漏斗中液面高于试管中液面，停止加 水，片刻后，液面差没有变化，表明装置A气密性良好 ②紫色石蕊试液变红色 溶液紫红色褪去 ③Br2＋H2S===S↓＋2Br＋2H；H2S＋Cu2===CuS↓＋2H

－

＋

＋

＋

④ab

12．(2008·北京理综)通常状况下，X、Y和Z是三种气态单质。X的组成元素是第三周

期原子半径最小的元素(稀有气体元素除外)；Y和Z均由元素R组成，反应Y＋2I－＋

＋2H===I2＋Z＋H2O常作为Y的鉴定反应。 (1)Y与Z的关系是________(选填字母)。

a．同位素 b．同系物 c．同素异形体 d．同分异构体

(2)将Y和二氧化硫分别通入品红溶液，都能使品红溶液褪色。简述用褪色的溶液区 别二者的实验方法

_______________________________________________________________________。 (3)举出实例说明X的氧化性比硫单质的氧化性强(用化学方程式表示)

_______________________________________________________________________。

用心 爱心 专心

6

(4)气体(CN)2与X化学性质相似，也能与H2反应生成HCN(其水溶液是一种酸)。 ①HCN分子中含有4个共价键，其结构式是____________。 ②KCN溶液显碱性，原因是(用离子方程式表示)___

____________________________________________________________________。 (5)加热条件下，足量的Z与某金属M的盐MCR3(C为碳元素)完全反应生成CR2和 MmRn(m、n均为正整数)。若CR2质量为w1 g，MmRn质量为w2 g，M的相对原子质 量为a，则MmRn中m∶n＝________(用含w1，w2和a的代数式表示)。

解析：本题考查原子结构与元素周期律。第三周期除稀有气体原子外，原子半径最 小的是氯元素，故X为Cl2。由Y＋2I－＋2H＋===I2＋Z＋H2O知，Y为O3，Z为

O2。

(1)Y与Z互为同素异形体。(2)臭氧具有强氧化性，能使品红溶液永久性褪色；二氧 化硫与品红溶液化合生成不稳定的无色物质，受热后溶液恢复至原来的颜色。(3)证 明氯气的氧化性比硫单质的强，其方法较多，最简单的方法是向硫化氢溶液中通入 氯气，溶液变浑浊。(4)HCN分子中每个原子最外层均达到稳定结构，故其结构式为 CHN。(5)Z为O2，MCR3是MCO3，反应的化学方程式为

?n－m???O2＋mMCO3===mCO2＋MmOn ?2?

44m (am＋16n) w1 g w2 g

则44m：(am＋16n)＝w1 g∶w2 g，即m(44w2－aw1)＝16nw1，故m∶n＝16w1∶(44w2 －aw1)。

答案：(1)c (2)加热褪色后的溶液，若溶液恢复红色，则原通入气体为SO2；若溶

液

不变红，则原通入气体是O3

(3)2Fe＋3Cl2=====2FeCl3；Fe＋S=====FeS(或H2S＋Cl2===S↓＋2HCl) (4)①CHN ②CN＋H2(5)16w1∶(44w2－aw1)

－

点燃△

＋OH

－

13．(2010·模拟题)Ⅰ.1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧作出特殊贡献的化学家。

用心 爱心 专心 7

O3能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。O3分子的结构如图所示：呈Ⅴ 型，键角116.5°。三个原子以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个 非极性共价键；中间O原子提供2个电子，旁边两个O原子各提供1个电子，构成 一个特殊的化学键(虚线内部分)——三个O原子均等地享有这4个电子。请回答： (1)下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是( ) A．H2O B．CO2 C．SO2 D．BeCl2

(2)O3分子是否为极性分子________(填“是”或“否”)。

(3)O3与O2间的转化是否为氧化还原反应________(若否，请回答①小题；若是，请 回答②小题)。

①O3具有强氧化性，它能氧化PbS为PbSO4，而O2不能，试配平： ________PbS＋________O3——________PbSO4＋________O2 ②O3在催化剂作用下生成1 mol O2转移电子______mol。

Ⅱ.某一反应体系有反应物和生成物共七种物质：O2、KMnO4、MnSO4、H2SO4、 H2O2、H2O、K2SO4。已知该反应中H2O2只发生如下过程：H2O2―→O2。试回答下 列问题：

(1)该反应中的氧化剂是________。

(2)该反应中，发生还原反应的过程是________。 (3)配平下面化学反应的化学方程式：

KMnO4＋H2O2＋H2SO4===K2SO4＋MnSO4＋H2O＋O2↑

(4)若反应转移了2 mol电子，则产生的气体在标准状况下的体积为______。 解析：Ⅰ.O3分子中的特殊化学键→O3分子中电荷

分布为：

个

32

→O3分子是极性分子。O3→O2变化中有一个O降，两23

1222

O均升→1 mol O3分解时转移 mol e－→生成1 mol O2时转化× mol e－。

3333Ⅱ.由O2→O2→H2O2作还原剂→KMnO4作氧化剂→MnSO4是还原产物→KMnO4与 H2O2物质的量之比是2∶5→配平(2、5、3,1、2、8、5)。 答案：Ⅰ.(1)C (2)是 (3)是 ②4/9

Ⅱ.(1)KMnO4 MnSO4 →MnSO4 (3)2 5 3 === 1 2 8 5 (4)22.4 L 14．(2010·模拟题)下图是部分短周期元素的单质及其化合物的转化关系图(有关反应的

用心 爱心 专心 8

条件及生成的H2O已略去)，已知(a)A、B、C、D是非金属单质，其中B、C、D在 常温常压下是气体。(b)反应①、②是化工生产中的重要反应。(c)化合物E是形成酸 雨的污染物之一，化合物K是常用的氮肥。(d)化合物L具有漂白性，可由Cl2与

NaOH

溶液反应而制得。(e)化合物J由两种元素组成，其相对分子质量为32。

请按要求填空： (1)反应③的化学方程式

_______________________________________________________________________。 (2)C的结构式________；H的化学式

_______________________________________________________________________。 (3)L的溶液与化合物E反应的离子方程式________________________。 (4)化合物J的化学式________。

解析：突破口在于C、D常温常压下为气态的非金属单质、反应②是化工生产中重

要

的反应，符合这两个条件的是H2和Cl2，N2和H2，K为常用的氮肥，则F为NH3； E为造成酸雨的污染物，可由常温常压下非气体的非金属A和气体B制得，故为

SO2，

H即为NH4HSO3或(NH4)2SO3。由Cl2与NaOH制得的漂白性物质L为NaClO，它

与

NH3反应生成J，J又可与O2生成C等信息，可知构成J化合物的元素是N和H，

式

量为32的必为N2H4，则C为N2。根据氧化还原的原理可写出方程式。A为S，B 为O2，C为N2，D为H2，E为SO2，F为NH3，L为NaClO，H为NH4HSO3或(NH4)2SO3， I为NaCl，J为N2H4，K为(NH4)2SO4。 答案：(1)2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4 (2)NN (NH4)2SO3或NH4HSO3

(3)ClO＋SO2＋2OH===Cl＋SO42＋H2O

－

－

－

－

(4)N2H4

用心 爱心 专心

9

15．(2009·山师附中5月考题)实验室常用30%(质量分数)的H2O2溶液快速制取少量O2， 可采用如下图所示装置。试回答：

(1)MnO2的作用是

_______________________________________________________________________。 (2)反应的化学方程式为

_______________________________________________________________________。 (3)在实验过程中，除去Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ装置中的空气的操作是：

_______________________________________________________________________。 (4)若要在Ⅳ装置中收集的气体为干燥的O2，则Ⅱ装置中应盛________(填药品名 称)，通过

_______________________________________________________________________ 的现象可确定Ⅳ装置中为干燥的O2。

(5)图中Ⅰ装置能否用Ⅴ装置代替？________(填“能”或“否”)，其理由是 _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________。 解析：实验目的是制取少量O2，实验原理是用MnO2催化H2O2分解。注意基本实

验

操作的规范性。

答案：(1)作催化剂 (2)2H2O2=====2H2O＋O2↑ (3)待Ⅰ装置中反应进行一会儿之后再收集氧气 (4)浓H2SO4 Ⅲ装置中无水CuSO4不变蓝

(5)否 因为MnO2为粉末状固体，遇H2O2后从隔板的孔中落入到试管底部，此时

反

应速率将无法控制，导致试管内压强剧增，大量液体将从漏斗中压出

MnO2

用心 爱心 专心 10

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