氧族元素
一、氧
元素名称：氧。
元素符号：O。
原子序数：8。
在周期表中的位置：第二周期ⅥA族。
电子排布式：[He]2s22p4。
丰度：1。
1.氧气
化学式：O2。
分类：非金属单质。
物理性质：无色无味气体，密度大于空气（空气：1.293g/L，氧气：1.429g/L），不易溶于水，熔点：-218℃，沸点：-183℃。液氧：淡蓝色液体。固氧：淡蓝色雪花状固体。
化学性质：
①非金属单质的通性：
与金属单质反应。
与非金属单质反应。
②氧化性。
制备：
工业制氧气：分离液态空气。
实验室制氧气：
高锰酸钾制氧气：2KMnO4 =△= K2MnO4 + MnO2 + O2↑。
氯酸钾制氧气：2KClO3 =MnO2=△= 2KCl + 3O2↑。
过氧化氢制氧气：2H2O2 =MnO2= 2H2O + O2↑。
顺磁性。
2.臭氧
化学式：O3（3个O：sp2杂化，π34）。
路易斯结构式：
。
分类：非金属单质。
物理性质：淡蓝色具有鱼腥味气体，密度大于空气，能溶于水。液态臭氧：深蓝色液体。固态臭氧：蓝黑色固体。
化学性质：
①氧化性：
与银单质反应：2Ag + 2O3 = Ag2O2 + 2O2。
与碘离子反应：O3 + 2I- + H2O = I2 + O2 + 2OH-（测定臭氧的含量）。
与氰根离子反应：O3 + CN- = OCN- + O2。
②不稳定性：2O3 = 3O2。
3.过氧化氢
过氧化氢的水溶液：俗名：双氧水。
化学式：H2O2（2个O：sp3杂化）。
结构式：
。
分类：弱酸。
物理性质：淡蓝色粘稠液体，密度大于水，能以任意比例与水互溶。
化学性质：
①酸性：
电离方程式：H2O2 ⇌ H+ + HO2-。HO2- ⇌ H+ + O22-。
与碱反应：H2O2 + 2OH- = O22- + 2H2O。
酸性：HCN > H2O2 > H2O。
②氧化性：
与溴离子反应：H2O2 + 2Br- + 2H+ = Br2 + 2H2O。
与亚铁离子反应：H2O2 + 2Fe2+ + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O。
与碘离子反应：H2O2 + 2I- + 2H+ = I2 + 2H2O。
与亚硫酸反应：H2O2 + H2SO3 = H2SO4 + H2O。
与亚铬酸根离子反应：3H2O2 + 2CrO2- + 2OH- = 2CrO42- + 4H2O。
与氢氧化锰反应：Mn(OH)2 + H2O2 = MnO2 + 2H2O。
与硫化铅反应：PbS + 4H2O2 = PbSO4 + 4H2O。
③还原性：
与氯气反应：Cl2 + H2O2 = 2Cl- + O2 + 2H+（工业除氯气）。
与高锰酸根离子反应：5H2O2 + 2MnO4- + 6H+ = 2Mn2+ + 5O2↑ + 8H2O。3H2O2 + 2MnO4- = 2MnO2 + 3O2↑ + 2OH- + 2H2O。
④不稳定性：2H2O2 =△/催化剂= 2H2O + O2↑（催化剂：Cr3+、Cr2O72-、Fe2+、Fe3+、Mn2+、MnO2、Cu2+、Ag+）。
制备：
工业制过氧化氢：
①电解（饱和硫酸氢铵溶液）法：
2NH4HSO4 =通电= (NH4)2S2O8（阳极产物） + H2↑（阴极产物）。
(NH4)2S2O8 + 2H2O =通电= 2NH4HSO4 + H2O2。
②乙基蒽醌法：H2 + O2 =2-乙基蒽醌=Pd= H2O2。
二、硫
元素名称：硫。
元素符号：S。
原子序数：16。
在周期表中的位置：第三周期ⅥA族。
电子排布式：[Ne]3s23p4。
1.硫单质
化学式：S（S2、S4、S6、S8（最稳定））。
结构式：
。
同素异形体：单斜硫、斜方硫（正交硫）。
分类：非金属单质。
物理性质：淡黄色固体，密度大于水，难溶于水，微溶于乙醇，易溶于苯、二硫化碳，硬而脆，熔点低，沸点低。
化学性质：
①非金属单质的通性：
与金属单质反应：
与钠单质反应：2Na + S =研磨/点燃/△= Na2S。
与铁单质反应：Fe + S =点燃/△= FeS。
与铜单质反应：2Cu + S =△= Cu2S。
与汞单质反应：Hg + S = HgS。
与银单质反应：2Ag + S =摩擦/△= Ag2S。
与非金属单质反应：
与氧气反应：S + O2 =点燃= SO2。
与氢气反应：H2 + S =△= H2S。
与碱反应：
3S + 6NaOH =△= 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O。
②还原性：
与浓硫酸反应：S + 2H2SO4(浓) =△= 3SO2↑ + 2H2O。
与浓硝酸反应：S + 6HNO3(浓) =△= H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O。
③与连多硫酸反应：yS + H2SxO6 = H2Sx+yO6。
④与硫化钠反应：(x-1)S + Na2S = Na2Sx。
⑤与多硫化钠反应：yS + Na2Sx = Na2Sx+y。
⑥与亚硫酸钠反应：S + Na2SO3 = Na2S2O3。
二氧化硫
化学式：SO2。（S：sp2杂化，π34）
结构式：
。
分类：酸性氧化物。
物理性质：无色具有刺激性气味有毒气体，密度大于空气，易溶于水（1:40）。
化学性质：
①酸性氧化物的通性：
与水反应：H2O + SO2 ⇌ H2SO3。
与碱性氧化物反应：
与氧化钠反应：Na2O + SO2 = Na2SO3。
与氧化钙反应：CaO + SO2 = CaSO3。
与碱反应：SO2(少量) + 2OH- = SO32- + H2O。SO2(足量) + OH- = HSO3-。
与氢氧化钠反应：SO2(少量) + 2NaOH = Na2SO3 + H2O。SO2(足量) + NaOH = NaHSO3。
与氢氧化钙反应：SO2(少量) + Ca(OH)2 = CaSO3↓ + H2O。2SO2(足量) + Ca(OH)2 = Ca(HSO3)2。
②还原性：
与氧气反应：2SO2 + O2 ⇌V2O5⇌△⇌ 2SO3。
与氯气反应：Cl2 + SO2 + 2H2O = 2HCl + H2SO4。
与过氧化氢反应：H2O2 + SO2 = H2SO4。
与溴单质反应：Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4。
与铁离子反应：2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + SO42- + 4H+。
与碘单质反应：I2 + SO2 + 2H2O = 2HI + H2SO4。
与稀硝酸反应：3SO2 + 2HNO3(稀) + 2H2O = 3H2SO4 + 2NO。
与浓硝酸反应：SO2 + 2HNO3(浓) = H2SO4 + 2NO2。
与高锰酸根离子反应：5SO2 + 2MnO4- + 2H2O = 2Mn2+ + 5SO42- + 2H+。
③氧化性：
与硫化氢反应：SO2 + 2H2S = 3S↓ + 2H2O。
④漂白性（暂时性漂白/化合型漂白）：
品红溶液遇二氧化硫褪色（加热后红色恢复）。
制备：
工业制二氧化硫：
S + O2 =点燃= SO2 / 4FeS2 + 11O2 =高温= 2Fe2O3 + 8SO2 / 3FeS2 + 8O2 =高温= Fe3O4 + 6SO2。
实验室制二氧化硫：Na2SO3 + H2SO4(浓) =△= Na2SO4 + H2O + SO2↑。
三氧化硫
化学式：SO3（固态三氧化硫：石棉形（链状）（(SO3)n）：S：sp3杂化，SO4四面体；三聚体（环状）（(SO3)3）：S：sp3杂化。气态三氧化硫：平面三角形（SO3）：S：sp2杂化，π46）。
结构式：
。
分类：酸性氧化物。
物理性质：无色具有刺激性气味针状固体/无色具有刺激性气味液体/无色具有刺激性气味气体，密度大于空气，易溶于水。
化学性质：
①酸性氧化物的通性：
与水反应：H2O + SO3 = H2SO4。
与碱性氧化物反应：
与氧化钠反应：Na2O + SO3 = Na2SO4。
与氧化钙反应：CaO + SO3 = CaSO4。
与碱反应：SO3 + 2OH- = SO42- + H2O。
与氢氧化钠反应：SO3 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O。
与氢氧化钙反应：SO3 + Ca(OH)2 = CaSO4 + H2O。
②氧化性：
与锌单质反应：Zn + SO3 =高温= ZnO + SO2。
与铁单质反应：2Fe + 3SO3 =高温= Fe2O3 + 3SO2。
与磷单质反应：2P + 5SO3 =高温= P2O5 + 5SO2。
与溴化氢反应：SO3 + 2HBr =高温= Br2 + SO2 + H2O。
与碘化氢反应：SO3 + 2HI =高温= I2 + SO2 + H2O。
③与浓硫酸反应：H2SO4 + SO3 = H2S2O7。
制备：
工业制三氧化硫：2SO2 + O2 ⇌V2O5⇌△⇌ 2SO3。
亚硫酸
化学式：H2SO3。
结构式：
。
分类：中强酸。
化学性质：
①酸性：
电离方程式：H2SO3 ⇌ H+ + HSO3-。HSO3- ⇌ H+ + SO32-。
②还原性。
③氧化性。
④不稳定性：H2SO3 = H2O + SO2↑。
（浓）硫酸
俗名：坏水。
化学式：H2SO4。
结构式：
。
分类：强酸。
物理性质：无色无味黏稠油状液体，密度大于水，能以任意比例与水互溶，溶于水放出大量的热，吸水性。
化学性质：
①酸性：
电离方程式：H2SO4 = H+ + HSO4-。HSO4- = H+ + SO42-。
与金属单质反应。
与金属氧化物反应。
与碱反应：H+ + OH- = H2O。
与氢氧化钠反应：H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O。
与氢氧化钙反应：H2SO4 + Ca(OH)2 = CaSO4 + 2H2O。
与盐反应：CaF2 + H2SO4(浓) =△= CaSO4 + 2HF↑。2NaCl + H2SO4(浓) =△= Na2SO4 + 2HCl↑。2NaNO3 + H2SO4(浓) =△= Na2SO4 + 2HNO3↑。
②氧化性：
与铜单质反应：Cu + 2H2SO4(浓) =△= CuSO4 + SO2↑ + 2H2O。
与碳单质反应：C + 2H2SO4(浓) =△= CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O。
与硫单质反应：S + 2H2SO4(浓) =△= 3SO2↑ + 2H2O。
与硫化氢反应：H2S + H2SO4(浓) = S↓ + SO2↑ + 2H2O。
与硫酸亚铁反应：2FeSO4 + 2H2SO4(浓) = Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 2H2O。
铝、铁、铬遇冷的浓硫酸发生钝化。
③吸水性：
与五水硫酸铜反应：CuSO4·5H2O =浓H2SO4= CuSO4 + 5H2O。
④脱水性：
与蔗糖反应：C12H22O11 =浓H2SO4= 12C + 11H2O。
⑤与三氧化硫反应：H2SO4 + SO3 = H2S2O7。
硫化氢
俗名：氢硫酸（硫化氢的水溶液）。
化学式：H2S。
分类：弱酸。
物理性质：无色具有臭鸡蛋气味有毒气体，密度大于空气，能溶于水（1:2.6）。
化学性质：
①酸性：
电离方程式：H2S ⇌ H+ + HS-。HS- ⇌ H+ + S2-。
与碱反应：H2S(少量) + 2OH- = S2- + 2H2O。H2S(足量) + OH- = HS- + H2O。
与氢氧化钠反应：H2S(少量) + 2NaOH = Na2S + 2H2O。H2S(足量) + NaOH = NaHS + H2O。
与氢氧化钙反应：H2S(少量) + Ca(OH)2 = CaS + 2H2O。2H2S(足量) + Ca(OH)2 = Ca(HS)2 + 2H2O。
②还原性：
与氧气反应：2H2S + O2 = 2S↓ + 2H2O。2H2S + O2(少量) =点燃= 2S + 2H2O。2H2S + 3O2(足量) == 2SO2 + 2H2O。
与氯气反应：Cl2 + H2S = S↓ + 2HCl。
与溴单质反应：Br2 + H2S = S↓ + 2HBr。
与铁离子反应：2Fe3+ + H2S = S↓ + 2Fe2+ + 2H+。
与碘单质反应：I2 + H2S = S↓ + 2HI。
与二氧化硫反应：SO2 + 2H2S = 3S↓ + 2H2O。
制备：FeS + H2SO4 = FeSO4 + H2S↑。
硫代硫酸
化学式：H2S2O3。
结构式：
。
分类：弱酸。
化学性质：
①酸性。
②还原性。
③氧化性。
④不稳定性：H2S2O3 = S↓ + SO2↑ + H2O。
连二亚硫酸
化学式：H2S2O4。
结构式：
。
分类：弱酸。
①酸性。
②还原性。
③氧化性。
④不稳定性。
过一硫酸（过氧化氢的一磺酸基取代物）
俗名：卡罗酸。
化学式：H2SO5。
结构式：
。
分类：（一元）强酸。
化学性质：
①酸性。
②氧化性。
③不稳定性。
制备：
H2O2 + H2SO4 = H2SO5 + H2O。
H2O2 + ClSO3H = H2SO5 + HCl。
焦亚硫酸
化学式：H2S2O5。
结构式：
。
分类：弱酸。
化学性质：
①酸性。
②还原性。
③氧化性。
④热不稳定性。
⑤与水反应。
连多硫酸
化学式：H2SxO6（x = 2,3,4,5,6）。
结构式：
。
分类：强酸。
化学性质：
①酸性。
②还原性。
③氧化性。
④不稳定性：H2SxO6 =△= H2SO4 + SO2↑ + (x-2)S↓。
⑤与硫单质反应（除连二硫酸）：H2SxO6 + yS = H2Sx+yO6。
焦硫酸
化学式：H2S2O7。
结构式：
。
分类：强酸。
化学性质：
①酸性。
②氧化性。
③热不稳定性：H2S2O7 =△= H2SO4 + SO3↑。
④与水反应：H2S2O7 + H2O = 2H2SO4。
制备：H2SO4 + SO3 = H2S2O7。
过二硫酸（过氧化氢的二磺酸基取代物）
化学式：H2S2O8。
结构式：
。
分类：强酸。
化学性质：
①酸性。
②氧化性。
③不稳定性。
制备：2H2SO4 =通电= H2S2O8（阳极产物） + H2↑（阴极产物）。
硫化物
物理性质：
硫化锰：肉色固体，难溶于水，易溶于稀盐酸。
硫化亚铁：黑色固体，难溶于水，易溶于稀盐酸。
硫化钴：黑色固体，难溶于水，易溶于稀盐酸。
硫化镍：黑色固体，难溶于水，易溶于稀盐酸。
硫化锌：白色固体，难溶于水，易溶于稀盐酸。
硫化镉：黄色固体，难溶于稀盐酸，易溶于浓盐酸。
三硫化二锑：橙色固体，难溶于稀盐酸，易溶于浓盐酸。
五硫化二锑：橙色固体，难溶于稀盐酸，易溶于浓盐酸。
三硫化二铋：暗棕色固体，难溶于稀盐酸，易溶于浓盐酸。
硫化亚锡：褐色固体，难溶于稀盐酸，易溶于浓盐酸。
硫化锡：黄色固体，难溶于稀盐酸，易溶于浓盐酸。
硫化铅：黑色固体，难溶于稀盐酸，易溶于浓盐酸。
硫化亚铜：黑色固体，难溶于浓盐酸，易溶于浓硝酸。
硫化铜：黑色固体，难溶于浓盐酸，易溶于浓硝酸。
硫化银：黑色固体，难溶于浓盐酸，易溶于浓硝酸。
三硫化二砷：浅黄色固体，难溶于浓盐酸，易溶于浓硝酸。
五硫化二砷：浅黄色固体，难溶于浓盐酸，易溶于浓硝酸。
硫化亚汞：黑色固体，难溶于浓硝酸，易溶于王水。
硫化汞：黑色固体，难溶于浓硝酸，易溶于王水。
化学性质：
①盐的通性。
与酸反应：H+(少量) + S2- = HS-。2H+(足量) + S2- = H2S↑。
与盐反应。
②还原性。
③水解反应：
S2- + H2O = HS- + OH-。
HS- + H2O = H2S + OH-。
④与硫单质反应：(x-1)S + S2- = Sx2-(x = 2,3,4,5,6)。
多硫化物
物理性质：黄色 -> 橙色 -> 红色（x越大，颜色越深）。
化学性质：
①盐的通性：
与酸反应：2H+ + Sx2- = (x-1)S↓ + H2S↑。
②氧化性：
与硫化亚锡反应：Na2S2 + SnS = Na2SnS3。
③还原性。
④与硫单质反应：yS + Sx2- = Sx+y2-。
硫氢化物
化学性质：
①盐的通性：
与酸反应：H+ + HS- = H2S↑。
与碱反应：HS- + OH- = S2- + H2O。
②还原性。
③水解反应：HS- + H2O = H2S + OH-。
④热不稳定性。
亚硫酸盐
化学性质：
①盐的通性：
与酸反应：
H+(少量) + SO32- = HSO3-。
2H+(足量) + SO32- = H2O + SO2↑。
与盐反应：
与钙离子反应：Ca2+ + SO32- = CaSO3↓。
与钡离子反应：Ba2+ + SO32- = BaSO3↓。
②还原性。
③氧化性。
④水解反应：SO32- + H2O = HSO3- + OH-。HSO3- + H2O = H2SO3 + OH-。
⑤热不稳定性：4Na2SO3 =△= Na2S + 3Na2SO4。
⑥与硫单质反应：S + Na2SO3 =△= Na2S2O3。
亚硫酸氢盐
化学性质：
①盐的通性：
与酸反应：H+ + HSO3- = H2O + SO2↑。
与碱反应：HSO3- + OH- = SO32- + H2O。
②还原性。
③氧化性。
④水解反应：HSO3- + H2O = H2SO3 + OH-。
⑤热不稳定性：
亚硫酸氢钠受热分解：2NaHSO3 =△= Na2SO3 + H2O + SO2↑。
硫酸盐
化学式：
MⅠ2SO4·MⅡSO4·6H2O。例：六水合硫酸亚铁铵（摩尔盐）：(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O = (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O。六水合硫酸镍铵：(NH4)2SO4·NiSO4·6H2O = (NH4)2Ni(SO4)2·6H2O（难溶于水）。
MⅠ2SO4·MⅢ2(SO4)3·24H2O。例：十二水合硫酸铝钾（明矾）：K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O = KAl(SO4)2·12H2O。
化学性质：
①盐的通性：
与盐反应：
与钙离子反应：Ca2+ + SO42- = CaSO4（微溶于水）。
与锶离子反应：Sr2+ + SO42- = SrSO4（微溶于水）。
与钡离子反应：Ba2+ + SO42- = BaSO4↓（难溶于水）。
与铅离子反应：Pb2+ + SO42- = PbSO4↓（微溶于水）。
与银离子反应：2Ag+ + SO42- = Ag2SO4（微溶于水）。
②氧化性。
③热不稳定性：
硫酸镁受热分解：MgSO4 =高温= MgO + SO3↑。
硫酸铝受热分解：Al2(SO4)3 =高温= Al2O3 + 3SO3↑。
硫酸铁受热分解：Fe2(SO4)3 =高温= Fe2O3 + 3SO3↑。
硫酸铅受热分解：PbSO4 =高温= PbO + SO3↑。
硫酸铜受热分解：CuSO4 =高温= CuO + SO3↑。
硫酸银受热分解：2Ag2SO4 =△= 4Ag + O2↑ + 2SO3↑。
硫酸氢盐
化学性质：
①盐的通性。
与碱反应：H+ + OH- = H2O。
与盐反应。
②氧化性。
③热不稳定性。
硫代硫酸盐
化学性质：
①盐的通性：
与酸反应：2H+ + S2O32- = S↓ + SO2↑ + H2O。
②还原性：
与氯气反应：4Cl2 + S2O32- + 5H2O = 8Cl- + 2SO42- + 10H+。
与碘单质反应：I2 + 2S2O32- = S4O62- + 2I-。
与氰根离子反应：S2O32- + CN- = SO32- + SCN-。
③氧化性。
④水解反应。
⑤配位性：
与氯化银反应：AgCl + 2S2O32- = [Ag(S2O3)2]3- + Cl-。
与溴化银反应：AgBr + 2S2O32- = [Ag(S2O3)2]3- + Br-。
制备：
S + Na2SO3 =△= Na2S2O3。
4SO2 + 2Na2S + Na2CO3 =△= 3Na2S2O3 + CO2。
连二亚硫酸盐
俗名：保险粉（连二亚硫酸钠）。
化学性质：
①盐的通性。
②还原性：
与氧气反应：
2Na2S2O4 + O2 + 2H2O = 4NaHSO3（气体分析中吸收氧气）。
Na2S2O4 + O2 + H2O = NaHSO3 + NaHSO4（气体分析中吸收氧气）。
③氧化性。
④水解反应。
⑤热不稳定性：
连二亚硫酸钠受热分解：2Na2S2O4 =△= Na2S2O3 + Na2SO3 + SO2↑。
制备：Zn + 2NaHSO3 = Zn(OH)2 + Na2S2O4。
过一硫酸盐
化学性质：
①盐的通性。
②氧化性。
③热不稳定性。
焦亚硫酸盐
化学性质：
①盐的通性。
②还原性。
③氧化性。
④热不稳定性。
⑤与水反应。
连多硫酸盐
化学性质：
①盐的通性。
②还原性。
③氧化性。
④热不稳定性。
⑤与硫单质反应。
焦硫酸盐
化学性质：
①盐的通性。
②氧化性。
③热不稳定性：Na2S2O7 =△= Na2SO4 + SO3↑。
④与水反应。
⑤与金属氧化物反应：
与氧化铝反应：Al2O3 + 3Na2S2O7 =高温= Al2(SO4)3 + 3Na2SO4。
与氧化铁反应：Fe2O3 + 3Na2S2O7 =高温= Fe2(SO4)3 + 3Na2SO4。
制备：
2NaHSO4 =△= Na2S2O7 + H2O。
过二硫酸盐
化学性质：
①盐的通性。
②氧化性：
与铜单质反应：Cu + S2O82- = Cu2+ + 2SO42-。
与铬离子反应：2Cr3+ + 3S2O82- + 7H2O = Cr2O72- + 6SO42- + 14H+。
与锰离子反应：2Mn2+ + 5S2O82- + 8H2O = 2MnO4- + 10SO42- + 16H+。
③热不稳定性：2Na2S2O8 =△= 2Na2SO4 + 2SO3↑ + O2↑。
制备：2NH4HSO4 =通电= (NH4)2S2O8（阳极产物） + H2↑（阴极产物）。
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——蘸以清墨，书我弦歌。
