部分主族元素的性质

课 题
主族元素的一些特征
教学目标
让学生了解熟悉主族元素的一些特征，同主族元素的相同点与不同点
重点、难点
同主族元素的相同点与不同点的比较，化学反应进行与否的判断
考点及考试要求
主族元素的基本性质同主族元素性质的对比；
熟悉主族元素的化学物理性质，理解化学反应的原理。
教学内容
一.五主族第元素的性质
第五主族的元素从上到下分别是：N氮，P磷，As砷，Sb锑，Bi铋一般我们之研究短周期的元素。
Cl2 ＋ 2Br- ＝ Br2 ＋ 2Cl-
典型例题分析：
例1用下列途径制备海波( )：
制备海波途径中的有关化学反应为：
(1)画出合理配比图。
(2)现有88gFeS，NaOH溶液吸收 的吸收率为96%，问最多制备海波质量为多少克？
解析 本题涉及二次配比问题，用逆向推理法，运用化学反应中量的关系，逆向推导。
例2 实验室里需要纯净的氯化钠溶液，但现有的氯化钠晶体中混有少量硫酸和碳酸氢铵，设计一组实验除去杂质。
试简单回答下列问题。
(1)除去 ，用加热方法好，还是加入碱微热的方法好？回答：____________，原因是_____________，判断 已完全除去的方法是________________。
(2)加热的固体残留物溶于水后，应用 溶液还是 溶液除去 回答：_________，原因是______________，判断 已完全除去的方法是___________。
氧气的实验室制法：
工业制取氧气的方法：分离空气法。
（2）S的物理性质
常温下为无味黄色固体，纯硫是黄色晶体，又称硫磺。单质硫有几种同素异形体，菱形硫（斜方硫）和单斜硫是现在已知最重要的晶状硫。它们都是由S8环状分子组成。硫单质导热性和导电性都差。性松脆，不溶于水,易溶于二硫化碳(弹性硫只能部分溶解)。无定形硫主要有弹性硫，是由熔态硫迅速倾倒在冰水中所得。不稳定，可转变为晶状硫(正交硫),正交硫是室温下唯一稳定的硫的存在形式。
练习题。
1.氮族元素位于元素周期表中的第__________族，包括_________________五种元素(名称与符号并注明原子序数)。原子结构相同点是、____________________;原子结构不同点：_______________________________________。主要化合价有_______价，最高价氧化物分子式为____________________，气态氢化物为_______最高价氧化物对应水化物分子式为_______________________。
卤素单质的毒性，从F开始依次降低。
从F到At，其氢化物的酸性依次增强，但氢化物的稳定性呈递减趋势。
氧化性： ，其对应的卤离子还原性依次减弱。
另外，卤素的化学性质都较活泼，因此卤素只以化合态存在于自然界中。卤族元素颜色及状态的记忆歌谣：氟气(F)淡黄绿色，氯气( )黄绿色。溴液( )深红棕色，碘(I₂)是紫黑固体，砹(At)是黑色固体。
制备单质磷系将磷石灰混以石英砂在1773K左右的石墨电极电炉中还原：
2Ca3(PO4)+6SiO2+10C====6CaSiO3+P4+10CO
【或Ca3(PO4)2+3SiO2=3CaSiO3+P2O5 P2O5+5C=2P+5CO】
将生成的磷蒸汽和一氧化碳通入冷水，磷便结晶为白磷。
将白磷隔绝空气加热到533K就转变成无定形的红磷。
Ca2-＋2ClO-＋ CO2 ＋ H2O ＝CaCO3↓＋ 2HClO
7、氯气的实验室制法：（仪器：分液漏斗，圆底烧瓶）
MnO2 ＋4HCl(浓)==【加热】 MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
MnO2 ＋4H＋＋2Cl－==【加热】Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
8、新制氯水注入盛溴化钠溶液的试管中
Cl2 ＋ 2NaBr ＝ Br2 ＋ 2NaCl
H2 ＋ Cl2==【点燃】2HCl
氟气与氢气反应（黑暗处即可爆炸）
H2＋F2＝2HF
4、氯气溶于水（新制氯水中含H＋ 、Cl-、ClO-、OH-、Cl2、HClO、H2O）
Cl2 ＋ H2O ＝ HCl ＋ HClO
Cl2 ＋ H2O ＝ H＋ ＋ Cl- ＋ HClO
5、次氯酸见光分解（强氧化剂、杀菌消毒，漂白剂）
练习1、_________________________________的过程叫做氮的固定，写三个固氮的反应
练习2、雷雨发庄稼所涉及到的反应
二．第六主族元素
氧族元素是元素周期表上ⅥA族元素，这一族包含氧（O）、硫（S）、硒（Se）、碲（Te）、钋（Po）等元素，其中钋为金属，碲为准金属，氧、硫、硒是典型的非金属元素。
[点拨]此类题的解答要根据除杂所要遵循的原理：不增加新的杂质，增加了要设法除尽：不减少欲被提纯的物质；被提纯的物质与杂质容易分离；加入的试剂能把杂质转变为被提纯的物质，或转变为气体，沉淀、易溶物而除去。
例3 白色的亚铜化合物 难溶于水。若与足量的10mol/L的 溶液混合并微热，生成铜和 气体及溶液。
红磷：将白磷隔绝空气在673K加热数小时就可以转化为红磷。红磷是紫磷的无定形体，是一种暗红色的粉末，不溶于水、碱和CS2中，没有毒性。红磷是由9个磷原子连接成的稠环结构，相当一个6圆环与一个5圆环交叉在一起，横看是个通道，侧看也是个通道。
黑磷黑磷是磷的一种最稳定的变体，将白磷在高压（1215.9MPa）下或在常压用Hg做催化剂并以小量黑磷做“晶种”，在493~643K温度加热8天才可得到黑磷。黑磷具有石墨状的片层结构并能导电，所以黑磷有“金属磷”之称。
2.已知某元素X的原子序数为33，下列叙述正确的是（ ）
A、X元素的最高化合价为+3价 B、X元素是第四周期的主族元素
C、X原子的第3 电子层含有18个电子 D、X的氧化物的水溶液呈强酸性
3.写出各主族最高价氧化物的水化物的化学式_______________________________
___________百度文库______________________________________________________________。
S的化学性质
化合价为-2、+2、+4和+6。第一电离能10.360电子伏特。化学性质比较活泼，能与氧、金属、氢气、卤素（除碘外）及已知的大多数元素化合。还可以与强氧化性的酸、盐、氧化物，浓的强碱溶液反应。它存在正氧化态，也存在负氧化态，可形成离子化合物、共价化合成物和配位共价化合物。
氧族元素的递变性(1)气态氢化物的稳定性逐渐减弱；(2)气态氢化物的还原性逐渐增强；(3)气态氢化物水溶液的酸性逐渐增强；(4)最高价氧化物对应水化物酸性逐渐减弱；(5)非金属性逐渐减弱；(6)氧化物的碱性逐渐增强，并出现两性.
解析 (1)加热可使 完全分解，无残余物，加碱则消耗试剂还可能带入新的杂质。
(2)用 溶液为好，可避免溶液中引入 。
答案 (1)加热方法好； 可全部分解还不产生其他杂质；将湿润红色石蕊试纸放在试管口不变蓝色，则已分解完全。
(2)用 溶液为好；避免溶液中引入 ；取少量的上层清液，滴加 溶液，如不产生浑浊，表示 已完全除去。
卤素原子从上到下，原子半径，离子半径增大；易得电子形成阴离子；电负性从 减小。卤素通常以 离子的形式存在于矿石和海水中。
卤素之间的氧化反应：
工业上制取氯气的方法：电解饱和食盐水
实验室制取氯气的方法：二氧化锰和浓盐酸反应：
氯溴碘及其化合物
1、氯气的性质
铜丝在氯气中剧烈燃烧（棕色烟）
Cu ＋ Cl2==【点燃】CuCl2 之后加水，可由绿色溶液（浓）得到蓝色溶液（稀）
(1)N是空气中含量最多的元素。其单质： 是一种无色无味气体难溶于水电子式：
结构式： 化学性质不活波一般情况下不与其他物质发生反应，可以作为保护气体。
（2）P是地壳中含量较多的非金属元素之一。P的单质一般有：白磷，红磷，黑鳞等。
白磷：纯白磷是无色透明的晶体，遇光逐渐变为黄色，所以又叫黄磷。黄磷有剧毒，白磷晶体是由P4分子组成的分子晶体，P4分子是正四面体构型。
答案 (1)合理配比图
(2)设用于生成 需FeS的物质的量为xmol，用于反应生成 需FeS的物质的量为ymol。
解得：x=0.68mol y=0.32mol
点拨 本题第一个问题的解法采用逆向思维法，第二个问题的解法要抓住硫原子个数守恒以及参加反应的 与S的物质的量之比为1：1。充分体现了原子利用率的高效性。
溶于水后生成的 ，可与有色物质结合生成不稳定的无色化合物；褪色后的物质在一定条件下又能恢复原来的颜色这是化合型漂白
木炭、活性炭等多孔状物质可以吸附有色物质，使其褪色，其过程发生的是物理变化；这是吸附性漂白。
氯水、 ； 、 、 等物质都具有氧化性，它们可将有色物质氧化成无色物质，并且褪色后不能恢复原色；这是氧化型漂白。
不同点：单质颜色不同，密度依次增大，熔、沸点依次升高。单质与 化合依次变难；单质氧化性依次减弱，还原性依次增强
由氧元素组成的单质常见的有 , ，其中氧气是我们生活所必不可少的。氧气通常条件下是呈无色、无臭和无味的气体，密度1.429克/升，1.419克/立方厘米（液），1.426克/立方厘米（固），熔点-218.4℃，沸点-182.962℃，在-182.962℃时液化成淡蓝色液体，在-218.4℃时凝固成雪状淡蓝色。化合价一般为0和-2。除惰性气体外的所有化学元素都能同氧形成化合物。大多数元素在含氧的气氛中加热时可生成氧化物。有许多元素可形成一种以上的氧化物。氧分子在低温下可形成水合晶体 ，后者较不稳定。氧在地壳中丰度占第一位(45.2%)。干燥空气中含有20.946%体积的氧；水有88.81%重量的氧组成。除了 外，还有 和 同位素。氧气在生活中常常氧化物的形式存在，氧元素最常见的单质 常温下为无色无味的气体，液态时为淡蓝色； ：气态为浅蓝色，液态为蓝紫色两者都会散发出鱼腥臭味。
解析 (1)由化合价升降法可配平氧化还原反应方程式。然后根据原子守恒可判断有 生成。
(2)由上述反应可知： 自身氧化还原为 和Cu，由电子得失守恒可得 中有一半 转变为Cu，另一半转变为 ，故铜的转化率最高为50%。
(3)若在密闭容器中进行，就是增大生成的 在溶液中的溶解量，可将 还原为Cu，由 和 的比例可知， 可将 中的 全部还原，所以最高转率为100%。
原子结构的异同
相同点：原子的最外层电子数均为6个。
不同点：随着原子序数的递增，电子层数依次增多，原子半径依次增大。
元素性质的异同
相同点：最低化合价为-2价，正价为+4、+6价(氧元素除外)。
不同点：随着原子序数的递增元素原子获得电子的能力在减弱，非金属性依次减弱，金属性依次增强。
单质性质的异同
相同点：单质均可作氧化剂，每个原子可获得2个电子。均有同素异形体。
Cl2 ＋2FeCl2 ＝2FeCl3
2Cl2＋2NaBr＝2NaCl＋Br2
Cl2 ＋2NaI ＝2NaCl＋I2
Cl2＋SO2 ＋2H2O＝H2SO4 ＋2HCl
2Na ＋ Cl2 ==【点燃】2NaCl
2、铁在氯气中剧烈燃烧
2Fe ＋ 3Cl2==【点燃】3FeCl3
3、氢气在氯气中燃烧（苍白色火焰）
2HClO==【光照】2HCl ＋ O2↑
6、工业制漂白粉的原理及漂白粉的失效
2Ca(OH)2 ＋ 2Cl2 ＝Ca(ClO)2 ＋ CaCl2 ＋ 2H2O
2Ca(OH)2 ＋2Cl2 ＝2Ca2＋＋2ClO-＋2Cl-＋2H2O
Ca(ClO)2＋CO2＋H2O＝CaCO3↓＋2HClO
2HClO==【光照】2HCl ＋ O2↑
(1)完成并配平化学方程式：
；
(2)按上述操作，铜的最高转化率是_______________________；
(3)有人设计让上述反应在密闭容器中进行，结果铜的转化率大大提高。问在密闭容器中反应，铜的最高转化率是_________________，其理由是_____________________。
二．氮气
1：物理性质：_______________________________________________________________
2：结 构：电子式_________，结构式____________。
3：化学性质：
(1)氮气为什么常温下很稳定？
(2)在高温、放电、点燃等条件下， 表现出______________和______________性质。