第8讲 氧气与臭氧 水与双氧水 多硫含氧酸盐（学案）-2025年新高考化学一轮复习考点逐点突破经典学案（新高考专用）

第8讲 氧气 臭氧 水 双氧水 含多硫含氧酸盐 2025届高考化学复习 第8讲 氧气与臭氧 水与双氧水 多硫含氧酸盐 如果你考虑两遍以后再说，那你说得一定比原来好一倍。——培根 复习目标 1．知道氢与氧的生成反以及氢与氧的化学性质，从不同角度认识氧气的实验室制备原理。 2．从电子式、结构式及原子的杂化认识水、双氧水的结构，从不同角度认识水及双氧水的化学性质。 3．根据题中信息认识多硫含氧酸盐的性质，并解决有关问题。 氧气的实验室制备 反应原理 实验装置 温馨提醒 KClO3___________________ ①此装置还可制备_________。 ②导管口放一团棉花，是防止加热时KMnO4粉末进入导管。 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ H2O2______________ 或 ①此装置还可制备_____、______、SO2等气体 ②锥形瓶可用广口瓶、大试管、圆底烧瓶替代 ③连橡皮管使分液漏斗与蒸馏瓶气压相等，便于液体顺利流下 2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑ 盐类水解概念的扩展 盐类的水解其实质是：水电离的H＋或OH－与盐电离的阴离子或阳离子结合成弱电解质，除了盐的离子外，也可以是其他离子或显正价或负价的原子，即盐或非盐与水的反应的结果是： 盐或非盐及水分别离解成两部分，然后带正电荷的部分与水电离的OH－结合（或带负电荷的部分与水电离的H＋结合）重新化合成新的物质。 离子 化合物 Mg3 N2＋6H—OH＝3Mg(OH)2＋2NH3↑ Na2 O2＋2H—OH＝2NaOH＋H2O2 Na H＋H—OH＝NaOH＋H2↑ 第一和第三个反应中有气体产生，第二个反应H2O2中生成的又分解，所以用“＝”不用“” 共价 化合物 Cl—Cl＋H—OH＝HCl＋HClO I—Cl＋H—OH＝HCl＋HIO Si Cl4＋4H—OH＝4HCl＋H4SiO4 P Cl3＋3H—OH＝3HCl＋H3PO3 久置空气中易被氧化的物质 Na2SO3溶液、KI溶液（变黄）、FeCl2溶液（变黄）、氢硫酸（变浑浊）、Na、K、白磷。其中Na2SO3溶液、FeCl2溶液、氢硫酸要现用现配（发散点）。 氧气的生成反应及化学性质 【问题解决1】 物质 方程式 应用 ① 金属 Na＋ O2_________ Mg＋O2＝_______ 制Na2O2 Mg、Al保存原理 ② 非金属 N2＋O2_______ Si＋O2_____ 雷雨发庄稼 Si未来燃料 ③ 氧化物 NO＋O2＝______ CO＋O2_____ 常温下NO与O2不能共存 ④ 氢化物 NH3＋ O2 NO＋_______ O2＋ H2S＝___________ NH3用于工业制HNO3 非金属性：O＞S ⑤ 酸 O2＋ H2SO3＝________ 酸雨久置pH变小 ⑥ 碱 O2＋ Fe(OH)2＋ H2O＝__________ 检验Fe2＋ ⑦ 盐 O2＋ Na2SO3＝________ O2＋ Fe2＋＋ H＋＝____________ 试剂的保存 ⑧ 吸氧腐蚀 O2＋______＋______＝4OH－ 钢铁的保护 ⑨ 有机物 O2＋ CH3CH2OH______________ 检验羟基（—OH） ⑩ 其他 3O2＝2O3 消毒柜臭氧发生器 氧气的性质与应用 1．久置空气中易被氧化的物质： Na2SO3溶液、KI溶液（变黄）、FeCl2溶液（变黄）、氢硫酸（变浑浊）、Na、K、白磷。其中Na2SO3溶液、FeCl2溶液、氢硫酸要现用现配（发散点）。 2．符合ABCD（酸或碱）条件的物质有： ①N2；②S；③Na；④H2S；⑤C；⑥CH4；⑦NH3 该转化关系常用于物质的推断（思维拓展迁移方法技巧） 【特别提醒】 与O2反应 反应条件：N2与O2反应是“放电”或“高温” 反应产物：N2与O2反应产物是NO而不是NO2，S与O2反应产物是SO2，而不是SO3 空气中易被氧化而变质 Na、K，碘化物、亚硫酸盐、亚铁盐、酚类等物质 有机物气体 烯、醇、醛的催化氧化、常温下酚与O2的反应 科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器中，利用特殊电极材料以H2和O2为原料制取过氧化氢的新工艺。原理如右图所示：请写出甲电极的电极反应式：_________________________________。 【问题解决2】 1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧做出特殊贡献的化学家。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，键角为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(右图)。 请回答： （1）臭氧与氧气的关系是__________________。 （2）写出下列分子与O3分子的结构最相似的是 A．H2O B．CO2 C．SO2 D．BeCl2 （3）分子中某原子有1对没有跟其他原子共用的价电子叫孤对电子，那么O3分子有____对孤电子对。 （4）O3分子是否为极性分子________（是或否）。 （5）O3具有强氧化性，它能氧化PbS为PbSO4而O2不能，试配平： ____PbS＋____O3＝____PbSO4＋____O2 臭氧 组成与结构 组成 臭氧的分子式为O3，与O2互为同素异形体 结构 与SO2互为等电子体，空间构型为______型，分子是_________分子 物理性质 是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。O3在空气中含量很少，使人们感到清爽，但超过一定浓度，则会影响人体的健康 化学性质 不稳定性 O3不稳定，容易分解，反应的化学方程式为2O3＝3O2 强氧化性 能氧化具有还原性的物质，如KI、FeCl2等 O3＋2Ag＝Ag2O＋O2、O3＋CN－＝OCN－＋O2、2O3＋PbS＝PbSO4＋O2 漂白性：因O3有强氧化性，所以它能使有色物质褪色，并被用来杀菌消毒 用途与生成 用途 可用作漂白剂、脱色剂和消毒剂；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 生成 在放电条件下，空气中的O2可以转化为O3，3O22O3 ★氟里昂中破坏臭氧层的元素是Cl。 臭氧具有强氧化性，可以使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，其中臭氧部分转化为氧气。 （1）写出并配平发生反应的离子方程式________________________________________。 （2）反应中1 mol O3__________（填“得到”或“失去”）_____mol电子。 【问题解决3】 （2023·江苏高考节选）V2O5－WO3/TiO2催化剂能催化NH3脱除烟气中的NO，反应为 4NH3(g)＋O2(g)＋4NO(g)＝4N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1632.4 kJ·mol－1 催化剂的制备。将预先制备的一定量的WO3/TiO2粉末置于80℃的水中，在搅拌下加入一定量的NH4VO3溶液，经蒸发、焙烧等工序得到颗粒状V2O5－WO3/TiO2催化剂。在水溶液中VO3－水解为H3VO4沉淀的离子方程式为_______________________________________；反应选用NH4VO3溶液而不选用NaVO3溶液的原因是___________________________________。 水 H2O 化学性质 酸碱性 电离方程式： 分子结构 氧价态 -2 稳定性 稳定（1 000℃或电解可分解） 电子式 H∶∶H 氧化性 2H2O＋2Na＝2NaOH＋H2↑ C＋H2O_____________ CO＋H2O_____________ NaH＋H2O＝_____________ 模型 O的杂化 ______ 还原性 2H2O＋2F2＝4HF＋O2 键的极性 ______ 水解反应 ___________________________ 分子极性 ______ 水合反应 ___________________________ 晶体类型 ________晶体 水化反应 ___________________________ （自编）374℃、22.1Mpa以上的超临界水具有很强的溶解有机物的能力，并含有较多的H＋和OH－。下列说法不正确的是 A．超临界水中含有较多的H＋和OH－，为强电解质 B．表现出非极性溶剂的特性 C．钠与超临界水反应比普通水更剧烈 D．超临界水分子间存在离子键 【问题解决4】 油画所用颜料含有某种白色铅化合物，置于空气中，天久日长就会生成黑色PbS，从而使油画的色彩变暗。若用H2O2来“清洗”，则可将PbS转变为白色的PbSO4而使油画“复原”。请填空： （1）上述“清洗”反应的化学方程式为________________________________________。 （2）若有0.1 mol的PbS参与反应，则在此反应中发生转移的电子物质的量为__________mol。 双氧水 H2O2 H2O2 分子结构 氧价态 -1 化学性质 弱酸性 相当于二元弱酸： H2O2H＋+HO2－HO2H＋+ O 电子式 _______________ 稳定性 加热、加催化剂都能使其分解速率加快 H2O2＝_________________ 模型 强 氧化性 H2O2＋SO2＝__________ H2O2＋ Fe2＋＋ H＋＝ Fe3＋＋ H2O H2O2＋ I－＋ H＋＝ I2＋ H2O O的杂化 ______杂化 键的极性 _________ 弱 还原性 H2O2＋ MnO4－＋ H＋＝ Mn2＋＋_____＋_____ 分子极性 ______分子 晶体类型 ________晶体 贮存 棕色瓶避光 物理性质 无色黏稠液体 用途 漂白剂、消毒剂、脱氯剂、火箭燃料 【特别提醒】H2O2作为氧化剂时，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。 （2023·玉溪期末）过氧化氢（H2O2）溶液俗称双氧水，医疗上常用3%的双氧水进行伤口消毒。H2O2与SO2反应生成H2SO4，H2O2的分子结构如图所示。下列说法正确的是 A．过氧化氢的电子式为H＋[∶∶∶]2－H＋ B．H2O2为含有极性键和非极性键的非极性分子 C．H2O2既有氧化性又有还原性 D．H2O2与SO2反应过程中有共价键断裂，同时有共价键和离子键形成 【问题解决5】 焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题： （1）生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式：________________________________________________________________________。 （2）利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺： ①pH＝4.1时，Ⅰ中为____________(写化学式)溶液。 ②工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是________________________________________。 多硫含氧酸盐的性质与应用 硫代硫酸钠（Na2S2O3） 物理性质 Na2S2O3·5H2O俗名大苏打，它是无色透明的晶体，易溶于水 化学性质 与酸反应生成单质硫、放出SO2气体：S2O＋2H＋＝S↓＋SO2↑＋H2O Na2S2O3是中等强度的还原剂，能被I2、Cl2、KMnO4等氧化剂氧化。 a．2Na2S2O3＋I2＝Na2S4O6＋2NaI，此反应用于定量测定碘 b．Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O＝Na2SO4＋H2SO4＋8HCl，此反应在纺织和造纸工业上作脱氯剂 c．5Na2S2O3＋8KMnO4＋7H2SO4＝8MnSO4＋5Na2SO4＋4K2SO4＋7H2O 制备 ①2Na2S＋Na2CO3＋4SO2＝3Na2S2O3＋CO2；②Na2SO3＋SNa2S2O3 过二硫酸钠（Na2S2O8） 结构 氧化性 过二硫酸钠中S为＋6价，含有1个过氧键（—O—O—），性质与过氧化氢相似。作氧化剂参与反应时，过氧键断裂，过氧键中的氧原子由－1价变为－2价，硫原子化合价不变，如S2O＋2I－2SO＋I2、5S2O＋2Mn2＋＋8H2O10SO＋2MnO＋16H＋ 不稳定性 Na2S2O8受热分解2Na2S2O82Na2SO4＋2SO3↑＋O2↑ 焦亚硫酸钠（Na2S2O5） 重要性质 成品为白色或微黄结晶粉末，溶于水、甘油，微溶于乙醇，露置空气中易氧化成硫酸钠，与强酸接触放出二氧化硫而生成相应的盐类，加热到150 ℃分解 制备方法 通常用NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得，其化学方程式为：2NaHSO3Na2S2O5＋H2O 还原性 S元素的化合价为＋4价，与亚硫酸盐一样具有还原性 S2O52－＋2I2＋3H2O＝2SO42－＋4I－＋6H＋ 连二亚硫酸钠（Na2S2O4） 物理性质 Na2S2O4俗称保险粉，能溶于冷水，在热水中分解，不溶于乙醇 制备 在无氧条件下，用锌粉还原亚硫酸氢钠可制得连二亚硫酸钠 还原性 S元素的化合价为＋3价，具有还原性。 在空气分析中常用来吸收氧气：2Na2S2O4＋O2＋2H2O＝4NaHSO3或Na2S2O4＋O2＋H2O＝NaHSO3＋NaHSO4 （2024·南通海安十中学情检测）焦亚硫酸钠（Na2S2O5）是常用的防腐剂和漂白剂。可利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5，其流程如下： 下列说法正确的是 A．上述制备过程所涉及的物质中只有一种酸性氧化物 B．Na2S2O5作防腐剂和SO2作漂白剂时，均表现还原性 C．上述流程中的Na2CO3饱和溶液和Na2CO3固体不可互换 D．实验室模拟“结晶脱水”时用到的仪器只有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、漏斗 1．臭氧(O3)可应用于游泳池、生活用水、污水的杀菌和消毒，大气中的臭氧层能有效阻挡紫外线。长期吸入大量臭氧会引起口干燥、咳嗽等不适症状。臭氧发生器是在高压电极的作用下将空气中的氧气转化为臭氧的装置。下列说法正确的是 A．氧气转化为臭氧是物理变化 B．臭氧的相对分子质量为36 C．一个臭氧分子中含有3个氧原子 D．臭氧对人的身体健康不利，应该拒绝使用臭氧 2．以下说法或离子方程式正确的是 A．硫酸亚铁溶液中加入用硫酸酸化的过氧化氢溶液：Fe2＋＋2H＋＋H2O2＝Fe3＋＋2H2O B．往碘化钾溶液中滴入稀硫酸酸化的过氧化氢溶液：2I－＋2H2O2＝I2＋2H2O＋O2↑ C．过氧化氢与过氧化钠中含有化学键的类型完全相同 D．过氧化氢可用作消毒剂是因为过氧化氢有氧化性 3．（2023·南通四模）硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及鞣革的还原剂，遇酸易分解，有单质硫生成。实验室用如图装置模拟工业制备硫代硫酸钠。 （1）浓硫酸滴到无水亚硫酸钠中，反应生成Na2SO4附着在Na2SO3表面，容易包裹结块，减慢SO2气体产生的速率。在不改变现有装置基础上，改进的方法是_________________________________________。 （2）向三颈烧瓶内的混合溶液中通入SO2气体，能生成Na2S2O3。 ①为防止生成有害气体，并提高原料利用率，配制三颈烧瓶内混合溶液的方法为将__________(填化学式)固体溶于另一种物质形成的溶液中。 ②写出生成Na2S2O3的化学方程式：______________________________________________________。 ③反应过程中，三颈烧瓶内混合物的颜色由无色→淡黄色→无色，继续缓慢通入SO2气体，当________________________________________时，须立即停止通气。 （3）为测定Na2S2O3样品的纯度，进行如下实验。实验过程中涉及的反应有： 5I－＋IO＋6H＋＝3I2＋3H2O 2S2O＋I2＝2I－＋S4O ①请补充完整实验方案： 实验1：取5.0 g Na2S2O3样品，配成1 L溶液。 实验2：称取0.214 0 g KIO3固体，配成100 mL溶液，取10.00 mL溶液于具塞锥形瓶中，___________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，记录消耗Na2S2O3溶液的体积(实验中须使用的试剂：0.025 mol·L－1碘化钾溶液、稀硫酸、淀粉溶液)。 ②若消耗Na2S2O3溶液20.00 mL，则该Na2S2O3样品的纯度为 (O—16，S—32，K—39，I—127，写出计算过程)。 4．（2023·江苏金坛期中）过硫酸钠(Na2S2O8)常用作漂白剂、氧化剂等。某研究小组利用如图所示装置制备Na2S2O8并探究其性质(加热及夹持仪器略去)。 Ⅰ．制备Na2S2O8 已知：①(NH4)2S2O8＋2NaOHNa2S2O8＋2NH3↑＋2H2O；②2NH3＋3Na2S2O8＋6NaOH6Na2SO4＋N2↑＋6H2O；③Na2S2O8是白色晶状粉末，易溶于水，加热至65 ℃就会发生分解。 （1）装置B中发生反应的同时，需要持续通入空气的目的是 ______________________________________________________________________。 （2）装置C的作用是____________________________。 （3）反应完毕，将三颈烧瓶中的溶液减压蒸发、结晶过滤、洗涤干燥，可得过硫酸钠，减压蒸发的原因是____________________________________________________________________________________。 Ⅱ．测定产品纯度 （4）称取0.600 0 g样品于碘量瓶中，加入30 mL水溶解，加入8.000 g碘化钾固体(略过量)摇匀，溶液中S2O被还原为SO，在暗处放置30 min，再加入适量醋酸溶液酸化，以淀粉溶液作指示剂，用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点(滴定反应为2S2O＋I2＝2I－＋S4O)，共消耗Na2S2O3标准溶液48.00 mL。计算Na2S2O8样品的纯度(O—16，Na—23，S—32，写出计算过程)。 Ⅲ．探究性质 （5）Na2S2O8溶液与铜粉反应只生成两种盐，并且反应先慢后快，某同学推测反应先慢后快的原因可能是生成的Cu2＋对反应起催化作用，设计实验方案检验该推测是否正确： ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (实验中须用试剂：铜粉、Na2S2O8溶液、Na2SO4溶液、CuSO4溶液)。 2 细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点” 2 请每天用5分钟预习下一讲的复习内容！ 学科网（北京）股份有限公司 $$第8讲 氧气 臭氧 水 双氧水 含多硫含氧酸盐 2025届高考化学复习 第8讲 氧气与臭氧 水与双氧水 多硫含氧酸盐 如果你考虑两遍以后再说，那你说得一定比原来好一倍。——培根 复习目标 1．知道氢与氧的生成反以及氢与氧的化学性质，从不同角度认识氧气的实验室制备原理。 2．从电子式、结构式及原子的杂化认识水、双氧水的结构，从不同角度认识水及双氧水的化学性质。 3．根据题中信息认识多硫含氧酸盐的性质，并解决有关问题。 氧气的实验室制备 反应原理 实验装置 温馨提醒 KClO3___________________ ①此装置还可制备_________。NH3 ②导管口放一团棉花，是防止加热时KMnO4粉末进入导管。 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ H2O2______________ 或 ①此装置还可制备_____H2、______CO2、SO2等气体 ②锥形瓶可用广口瓶、大试管、圆底烧瓶替代 ③连橡皮管使分液漏斗与蒸馏瓶气压相等，便于液体顺利流下 2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑ 盐类水解概念的扩展 盐类的水解其实质是：水电离的H＋或OH－与盐电离的阴离子或阳离子结合成弱电解质，除了盐的离子外，也可以是其他离子或显正价或负价的原子，即盐或非盐与水的反应的结果是： 盐或非盐及水分别离解成两部分，然后带正电荷的部分与水电离的OH－结合（或带负电荷的部分与水电离的H＋结合）重新化合成新的物质。 离子 化合物 Mg3 N2＋6H—OH＝3Mg(OH)2＋2NH3↑ Na2 O2＋2H—OH＝2NaOH＋H2O2 Na H＋H—OH＝NaOH＋H2↑ 第一和第三个反应中有气体产生，第二个反应H2O2中生成的又分解，所以用“＝”不用“” 共价 化合物 Cl—Cl＋H—OH＝HCl＋HClO I—Cl＋H—OH＝HCl＋HIO Si Cl4＋4H—OH＝4HCl＋H4SiO4 P Cl3＋3H—OH＝3HCl＋H3PO3 久置空气中易被氧化的物质 Na2SO3溶液、KI溶液（变黄）、FeCl2溶液（变黄）、氢硫酸（变浑浊）、Na、K、白磷。其中Na2SO3溶液、FeCl2溶液、氢硫酸要现用现配（发散点）。 氧气的生成反应及化学性质 【问题解决1】 物质 方程式 应用 ① 金属 Na＋ O2_________ Mg＋O2＝_______ 制Na2O2 Mg、Al保存原理 ② 非金属 N2＋O2_______ Si＋O2_____ 雷雨发庄稼 Si未来燃料 ③ 氧化物 NO＋O2＝______ CO＋O2_____ 常温下NO与O2不能共存 ④ 氢化物 NH3＋ O2 NO＋_______ O2＋ H2S＝___________ NH3用于工业制HNO3 非金属性：O＞S ⑤ 酸 O2＋ H2SO3＝________ 酸雨久置pH变小 ⑥ 碱 O2＋ Fe(OH)2＋ H2O＝__________ 检验Fe2＋ ⑦ 盐 O2＋ Na2SO3＝________ O2＋ Fe2＋＋ H＋＝____________ 试剂的保存 ⑧ 吸氧腐蚀 O2＋______＋______＝4OH－ 钢铁的保护 ⑨ 有机物 O2＋ CH3CH2OH______________ 检验羟基（—OH） ⑩ 其他 3O2＝2O3 消毒柜臭氧发生器 氧气的性质与应用 1．久置空气中易被氧化的物质： Na2SO3溶液、KI溶液（变黄）、FeCl2溶液（变黄）、氢硫酸（变浑浊）、Na、K、白磷。其中Na2SO3溶液、FeCl2溶液、氢硫酸要现用现配（发散点）。 2．符合ABCD（酸或碱）条件的物质有： ①N2；②S；③Na；④H2S；⑤C；⑥CH4；⑦NH3 该转化关系常用于物质的推断（思维拓展迁移方法技巧） 【特别提醒】 与O2反应 反应条件：N2与O2反应是“放电”或“高温” 反应产物：N2与O2反应产物是NO而不是NO2，S与O2反应产物是SO2，而不是SO3 空气中易被氧化而变质 Na、K，碘化物、亚硫酸盐、亚铁盐、酚类等物质 有机物气体 烯、醇、醛的催化氧化、常温下酚与O2的反应 科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器中，利用特殊电极材料以H2和O2为原料制取过氧化氢的新工艺。原理如右图所示：请写出甲电极的电极反应式：_________________________________。 O2＋2H＋＋2e—＝H2O2 【问题解决2】 1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧做出特殊贡献的化学家。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，键角为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(右图)。 请回答： （1）臭氧与氧气的关系是__________________。 （2）写出下列分子与O3分子的结构最相似的是 A．H2O B．CO2 C．SO2 D．BeCl2 （3）分子中某原子有1对没有跟其他原子共用的价电子叫孤对电子，那么O3分子有____对孤电子对。 （4）O3分子是否为极性分子________（是或否）。 （5）O3具有强氧化性，它能氧化PbS为PbSO4而O2不能，试配平： ____PbS＋____O3＝____PbSO4＋____O2 （1）同素异形体 （2）C （3）5 （4）是 （5）1 4 1 4 臭氧 组成与结构 组成 臭氧的分子式为O3，与O2互为同素异形体 结构 与SO2互为等电子体，空间构型为V型，分子是极性分子 物理性质 是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。O3在空气中含量很少，使人们感到清爽，但超过一定浓度，则会影响人体的健康 化学性质 不稳定性 O3不稳定，容易分解，反应的化学方程式为2O3＝3O2 强氧化性 能氧化具有还原性的物质，如KI、FeCl2等 O3＋2Ag＝Ag2O＋O2、O3＋CN－＝OCN－＋O2、2O3＋PbS＝PbSO4＋O2 漂白性：因O3有强氧化性，所以它能使有色物质褪色，并被用来杀菌消毒 用途与生成 用途 可用作漂白剂、脱色剂和消毒剂；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 生成 在放电条件下，空气中的O2可以转化为O3，3O22O3 ★氟里昂中破坏臭氧层的元素是Cl。 臭氧具有强氧化性，可以使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，其中臭氧部分转化为氧气。 （1）写出并配平发生反应的离子方程式________________________________________。 （2）反应中1 mol O3__________（填“得到”或“失去”）_____mol电子。 （1）O3＋2I－+H2O＝O2＋I2＋2OH－ （2）得到 2 【问题解决3】 （2023·江苏高考节选）V2O5－WO3/TiO2催化剂能催化NH3脱除烟气中的NO，反应为 4NH3(g)＋O2(g)＋4NO(g)＝4N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1632.4 kJ·mol－1 催化剂的制备。将预先制备的一定量的WO3/TiO2粉末置于80℃的水中，在搅拌下加入一定量的NH4VO3溶液，经蒸发、焙烧等工序得到颗粒状V2O5－WO3/TiO2催化剂。在水溶液中VO3－水解为H3VO4沉淀的离子方程式为_______________________________________；反应选用NH4VO3溶液而不选用NaVO3溶液的原因是___________________________________。 【答案】)①VO3－＋2H2OH3VO4↓＋OH－ ②NH4VO3发生双水解NH＋VO3－＋H2OH3VO4↓＋NH3，NH有利于VO3－水解 【解析】在水溶液中VO3－水解为H3VO4沉淀的离子方程式为VO3－＋2H2OH3VO4↓＋OH－，反应选用NH4VO3溶液在于NH4VO3发生双水解NH＋VO3－＋H2OH3VO4↓＋NH3，NH有利于VO3－水解 水 H2O 化学性质 酸碱性 电离方程式： 分子结构 氧价态 -2 稳定性 稳定（1 000℃或电解可分解） 电子式 H∶∶H 氧化性 2H2O＋2Na＝2NaOH＋H2↑ C＋H2O_____________ CO＋H2O_____________ NaH＋H2O＝_____________ 模型 O的杂化 ______ 还原性 2H2O＋2F2＝4HF＋O2 键的极性 ______ 水解反应 ___________________________ 分子极性 ______ 水合反应 ___________________________ 晶体类型 ________晶体 水化反应 ___________________________ （自编）374℃、22.1Mpa以上的超临界水具有很强的溶解有机物的能力，并含有较多的H＋和OH－。下列说法不正确的是 A．超临界水中含有较多的H＋和OH－，为强电解质 B．表现出非极性溶剂的特性 C．钠与超临界水反应比普通水更剧烈 D．超临界水分子间存在离子键 【答案】AD 【解析】A项，超临界水为弱电解质，错误；B项，超临界水具有很强的溶解有机物的能力，据相似相溶原理可知，正确；C项，超临界水含较多的H＋，则钠与超临界水反应比普通水更剧烈，正确；D项，超临界水分子间存在氢键，不存在离子键，错误。 【问题解决4】 油画所用颜料含有某种白色铅化合物，置于空气中，天久日长就会生成黑色PbS，从而使油画的色彩变暗。若用H2O2来“清洗”，则可将PbS转变为白色的PbSO4而使油画“复原”。请填空： （1）上述“清洗”反应的化学方程式为________________________________________。 （2）若有0.1 mol的PbS参与反应，则在此反应中发生转移的电子物质的量为__________mol。 【答案】（1）PbS＋4H2O2＝PbSO4＋4H2O （2）0.8 双氧水 H2O2 H2O2 分子结构 氧价态 -1 化学性质 弱酸性 相当于二元弱酸： H2O2H＋+HO2－HO2H＋+ O 电子式 _______________ 稳定性 加热、加催化剂都能使其分解速率加快 H2O2＝_________________ 模型 强 氧化性 H2O2＋SO2＝__________ H2O2＋ Fe2＋＋ H＋＝ Fe3＋＋ H2O H2O2＋ I－＋ H＋＝ I2＋ H2O O的杂化 ______杂化 键的极性 _________ 弱 还原性 H2O2＋ MnO4－＋ H＋＝ Mn2＋＋_____＋_____ 分子极性 ______分子 晶体类型 ________晶体 贮存 棕色瓶避光 物理性质 无色黏稠液体 用途 漂白剂、消毒剂、脱氯剂、火箭燃料 【特别提醒】H2O2作为氧化剂时，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。 （2023·玉溪期末）过氧化氢（H2O2）溶液俗称双氧水，医疗上常用3%的双氧水进行伤口消毒。H2O2与SO2反应生成H2SO4，H2O2的分子结构如图所示。下列说法正确的是 A．过氧化氢的电子式为H＋[∶∶∶]2－H＋ B．H2O2为含有极性键和非极性键的非极性分子 C．H2O2既有氧化性又有还原性 D．H2O2与SO2反应过程中有共价键断裂，同时有共价键和离子键形成 【答案】BC 【解析】A项，H2O2是共价化合物，错误；B项，H2O2中含H—O极性键和O—O非极性键，正确；C项，H2O2中O价态为-1价，既可升高也可降低，正确；D项，H2O2与SO2反应生成H2SO4，没有离子键生成，错误。 【问题解决5】 焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题： （1）生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式：________________________________________________________________________。 （2）利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺： ①pH＝4.1时，Ⅰ中为____________(写化学式)溶液。 ②工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是________________________________________。 【答案】（1）2NaHSO3＝Na2S2O5＋H2O （2）①NaHSO3 ②增大NaHSO3浓度，形成过饱和溶液 【解析】（1）由题意转化NaHSO3为Na2S2O5和H2O；（2）①向Ⅰ中通入SO2使溶液pH变为4.1，说明溶液显酸性，Na2CO3溶液显碱性，NaHCO3溶液显碱性，而NaHSO3溶液显酸性，说明反应产生了NaHSO3，Ⅰ中的溶液为NaHSO3溶液；②工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2，考虑到后续操作步骤是结晶脱水制取Na2S2O5，发生这一步需要过饱和的NaHSO3溶液，由此判断，再通入SO2的目的是：增大NaHSO3浓度，形成过饱和溶液。 多硫含氧酸盐的性质与应用 硫代硫酸钠（Na2S2O3） 物理性质 Na2S2O3·5H2O俗名大苏打，它是无色透明的晶体，易溶于水 化学性质 与酸反应生成单质硫、放出SO2气体：S2O＋2H＋＝S↓＋SO2↑＋H2O Na2S2O3是中等强度的还原剂，能被I2、Cl2、KMnO4等氧化剂氧化。 a．2Na2S2O3＋I2＝Na2S4O6＋2NaI，此反应用于定量测定碘 b．Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O＝Na2SO4＋H2SO4＋8HCl，此反应在纺织和造纸工业上作脱氯剂 c．5Na2S2O3＋8KMnO4＋7H2SO4＝8MnSO4＋5Na2SO4＋4K2SO4＋7H2O 制备 ①2Na2S＋Na2CO3＋4SO2＝3Na2S2O3＋CO2；②Na2SO3＋SNa2S2O3 过二硫酸钠（Na2S2O8） 结构 氧化性 过二硫酸钠中S为＋6价，含有1个过氧键（—O—O—），性质与过氧化氢相似。作氧化剂参与反应时，过氧键断裂，过氧键中的氧原子由－1价变为－2价，硫原子化合价不变，如S2O＋2I－2SO＋I2、5S2O＋2Mn2＋＋8H2O10SO＋2MnO＋16H＋ 不稳定性 Na2S2O8受热分解2Na2S2O82Na2SO4＋2SO3↑＋O2↑ 焦亚硫酸钠（Na2S2O5） 重要性质 成品为白色或微黄结晶粉末，溶于水、甘油，微溶于乙醇，露置空气中易氧化成硫酸钠，与强酸接触放出二氧化硫而生成相应的盐类，加热到150 ℃分解 制备方法 通常用NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得，其化学方程式为：2NaHSO3Na2S2O5＋H2O 还原性 S元素的化合价为＋4价，与亚硫酸盐一样具有还原性 S2O52－＋2I2＋3H2O＝2SO42－＋4I－＋6H＋ 连二亚硫酸钠（Na2S2O4） 物理性质 Na2S2O4俗称保险粉，能溶于冷水，在热水中分解，不溶于乙醇 制备 在无氧条件下，用锌粉还原亚硫酸氢钠可制得连二亚硫酸钠 还原性 S元素的化合价为＋3价，具有还原性。 在空气分析中常用来吸收氧气：2Na2S2O4＋O2＋2H2O＝4NaHSO3或Na2S2O4＋O2＋H2O＝NaHSO3＋NaHSO4 （2024·南通海安中学情检测）焦亚硫酸钠（Na2S2O5）是常用的防腐剂和漂白剂。可利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5，其流程如下： 下列说法正确的是 A．上述制备过程所涉及的物质中只有一种酸性氧化物 B．Na2S2O5作防腐剂和SO2作漂白剂时，均表现还原性 C．上述流程中的Na2CO3饱和溶液和Na2CO3固体不可互换 D．实验室模拟“结晶脱水”时用到的仪器只有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、漏斗 【答案】C 【解析】A项，涉及的酸性氧化物有SO2和CO2，错误；B项，SO2作漂白剂时，表现是漂白性，错误；C项，不能互换，SO2与固体Na2CO3难以反应，且难以与饱和Na2CO3溶液形成亚硫酸氢钠过饱和溶液，正确；D项，结晶脱水，需要蒸发皿、酒精灯、玻璃棒，错误。 1．臭氧(O3)可应用于游泳池、生活用水、污水的杀菌和消毒，大气中的臭氧层能有效阻挡紫外线。长期吸入大量臭氧会引起口干燥、咳嗽等不适症状。臭氧发生器是在高压电极的作用下将空气中的氧气转化为臭氧的装置。下列说法正确的是 A．氧气转化为臭氧是物理变化 B．臭氧的相对分子质量为36 C．一个臭氧分子中含有3个氧原子 D．臭氧对人的身体健康不利，应该拒绝使用臭氧 【答案】C 【解析】A项，臭氧和氧化是两种不同物质，其转化为化学变化，错误；B项，臭氧的相对分子质量为48，错误；C项，O3含有3个O原子，正确；D项，臭氧可用于消毒，错误。 2．以下说法或离子方程式正确的是 A．硫酸亚铁溶液中加入用硫酸酸化的过氧化氢溶液：Fe2＋＋2H＋＋H2O2＝Fe3＋＋2H2O B．往碘化钾溶液中滴入稀硫酸酸化的过氧化氢溶液：2I－＋2H2O2＝I2＋2H2O＋O2↑ C．过氧化氢与过氧化钠中含有化学键的类型完全相同 D．过氧化氢可用作消毒剂是因为过氧化氢有氧化性 【答案】D 【解析】A项，应为2Fe2＋＋2H＋＋H2O2＝2Fe3＋＋2H2O，错误；B项，应为2I－＋H2O2＋2H＋＝I2＋2H2O；C项，过氧化氢只含有共价键，过氧化钠中含有离子键和共价键，错误；D项，H2O2的消毒是利用其强氧化性，正确。 3．（2023·南通四模）硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及鞣革的还原剂，遇酸易分解，有单质硫生成。实验室用如图装置模拟工业制备硫代硫酸钠。 （1）浓硫酸滴到无水亚硫酸钠中，反应生成Na2SO4附着在Na2SO3表面，容易包裹结块，减慢SO2气体产生的速率。在不改变现有装置基础上，改进的方法是_________________________________________。 （2）向三颈烧瓶内的混合溶液中通入SO2气体，能生成Na2S2O3。 ①为防止生成有害气体，并提高原料利用率，配制三颈烧瓶内混合溶液的方法为将__________(填化学式)固体溶于另一种物质形成的溶液中。 ②写出生成Na2S2O3的化学方程式：______________________________________________________。 ③反应过程中，三颈烧瓶内混合物的颜色由无色→淡黄色→无色，继续缓慢通入SO2气体，当________________________________________时，须立即停止通气。 （3）为测定Na2S2O3样品的纯度，进行如下实验。实验过程中涉及的反应有： 5I－＋IO＋6H＋＝3I2＋3H2O 2S2O＋I2＝2I－＋S4O ①请补充完整实验方案： 实验1：取5.0 g Na2S2O3样品，配成1 L溶液。 实验2：称取0.214 0 g KIO3固体，配成100 mL溶液，取10.00 mL溶液于具塞锥形瓶中，___________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，记录消耗Na2S2O3溶液的体积(实验中须使用的试剂：0.025 mol·L－1碘化钾溶液、稀硫酸、淀粉溶液)。 ②若消耗Na2S2O3溶液20.00 mL，则该Na2S2O3样品的纯度为 (O—16，S—32，K—39，I—127，写出计算过程)。 【答案】（1）适当降低H2SO4浓度(用少量水润湿Na2SO3固体) （2）①Na2S ②4SO2+2Na2S+Na2CO3＝3Na2S2O3+CO2 ③三颈烧瓶内出现淡黄色固体 （3）①再向其中加入约25 mL(大于20 mL)0.025 mol·L－1 KI溶液，并滴加适量稀硫酸，塞紧瓶塞，充分振荡一段时间后，用实验1所配Na2S2O3溶液滴定至溶液颜色变浅，向具塞锥形瓶内滴加几滴淀粉溶液作指示剂，继续用Na2S2O3溶液滴定至溶液蓝色恰好完全褪去。重复以上操作2~3次 ②94.8% 【解析】首先烧瓶中硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫，二氧化硫再进入三颈烧瓶中与Na2S、Na2CO3反应生成Na2S2O3，最后的装置中盛放的是碱液，用于吸收多余的SO2，SO2能与碱液反应因此进行了防倒吸处理。 （1）浓硫酸滴到无水亚硫酸钠中，生成的硫酸钠会覆盖在Na2SO3表面，包裹结块减慢SO2气体生成的速率，改进的方式为适当降低H2SO4的浓度，或者用少量水润湿Na2SO3固体；（2）①为防止生成有害气体，并提高原料利用率，配制三颈烧瓶内混合溶液的方法为将Na2S固体溶于另一种物质形成的溶液中；②三颈烧瓶中SO2、Na2S和Na2CO3反应生成Na2S2O3和CO2，反应的化学方程式为4SO2＋2Na2S＋Na2CO3＝3Na2S2O3＋CO2；③反应过程中Na2S与SO2反应生成S，S为淡黄色，其他物质均无色，因此三颈烧瓶内混合物的颜色由无色→淡黄色→无色，Na2SO3与S反应生成Na2S2O3，因此继续缓慢通入SO2气体，当三颈烧瓶内出现淡黄色固体时，须立即停止通气；（3）①0.214 g KIO3物质的量为0.001 mol，配成100 mL溶液，取10 mL溶液于锥形瓶中，根据反应5I－＋IO3－＋6H＋＝3I2＋3H2O，加入的I-要超过0.0005mol，则再向其中加入约25 mL(大于20mL)0.025 mol·L－1的KI溶液，并滴加适量稀硫酸保证溶液呈酸性，塞紧瓶塞，充分振荡一段时间后碘酸钾和碘化钾完全反应生成I2，根据反应I2+2S2O32－＝2I－+S4O62—，用实验1所配Na2S2O3溶液滴定至溶液颜色变浅，再向具塞锥形瓶中滴加几滴淀粉溶液作指示剂，继续用Na2S2O3溶液滴定至溶液蓝色恰好完全褪去，重复以上操作2～3次，记录消耗硫代硫酸钠的体积；②0.0001 mo lKIO3与过量KI反应，生成I20.0003 mol，根据I2+2S2O32－＝2I－+S4O62—，消耗硫代硫酸钠0.0006 mol，现消耗硫代硫酸钠20 mL，则说明1 L溶液中含有硫代硫酸钠0.03 mol，则Na2S2O3样品纯度为×100%＝94.8%。 4．（2023·江苏金坛期中）过硫酸钠(Na2S2O8)常用作漂白剂、氧化剂等。某研究小组利用如图所示装置制备Na2S2O8并探究其性质(加热及夹持仪器略去)。 Ⅰ．制备Na2S2O8 已知：①(NH4)2S2O8＋2NaOHNa2S2O8＋2NH3↑＋2H2O；②2NH3＋3Na2S2O8＋6NaOH6Na2SO4＋N2↑＋6H2O；③Na2S2O8是白色晶状粉末，易溶于水，加热至65 ℃就会发生分解。 （1）装置B中发生反应的同时，需要持续通入空气的目的是 ______________________________________________________________________。 （2）装置C的作用是____________________________。 （3）反应完毕，将三颈烧瓶中的溶液减压蒸发、结晶过滤、洗涤干燥，可得过硫酸钠，减压蒸发的原因是____________________________________________________________________________________。 Ⅱ．测定产品纯度 （4）称取0.600 0 g样品于碘量瓶中，加入30 mL水溶解，加入8.000 g碘化钾固体(略过量)摇匀，溶液中S2O被还原为SO，在暗处放置30 min，再加入适量醋酸溶液酸化，以淀粉溶液作指示剂，用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点(滴定反应为2S2O＋I2＝2I－＋S4O)，共消耗Na2S2O3标准溶液48.00 mL。计算Na2S2O8样品的纯度(O—16，Na—23，S—32，写出计算过程)。 Ⅲ．探究性质 （5）Na2S2O8溶液与铜粉反应只生成两种盐，并且反应先慢后快，某同学推测反应先慢后快的原因可能是生成的Cu2＋对反应起催化作用，设计实验方案检验该推测是否正确： ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (实验中须用试剂：铜粉、Na2S2O8溶液、Na2SO4溶液、CuSO4溶液)。 【答案】（1）将产生的氨气及时排除，防止发生副反应 （2）吸收氨气，防止倒吸 （3）减压导致溶液沸点降低，从而在温度低的条件下将水蒸发掉，防止Na2S2O8在较高温度下(高于65℃)分解 （4）溶液S2O82－中被还原为SO42－，1 mol S2O82－变为2 mol SO42－得到2mol电子，I－被氧化为I2，化合价升高被氧化，1 mol I－变为0.5mol I2失去1 mol电子，Na2S2O8～I2，总反应关系式为Na2S2O8～I2～2Na2S2O3，n(Na2S2O8)＝n(Na2S2O8)＝×0.1000 mol·L－1×48.00×10－3 L＝2.400×10－3 mol，样品纯度w(Na2S2O8)＝＝95.20% （5）向两支盛有等质量铜粉的试管中，分别加入等体积等浓度的CuSO4溶液和Na2SO4溶液，然后分别加入足量等体积等浓度的Na2S2O8溶液，如加入CuSO4溶液的试管铜粉消失的时间小于加入Na2SO4溶液的试管铜粉消失时间，则该推断正确。 【解析】实验以(NH)42S2O8和NaOH为原料制备Na2S2O8，反应中有氨气生成要及时除去防止发生副反应，再根据滴定结果计算产品纯度，设计实验研究反应异常原因要注意控制变量。 （1）装置B中发生反应的同时，需要持续通入空气的目的是将产生的氨气及时排除，防止发生副反应；（2）装置C的作用是吸收氨气，防止倒吸；（3）反应完毕，将三颈圆底烧瓶中的溶液减压蒸发、结晶过滤、洗涤干燥，可得过硫酸钠，减压蒸发的原因是减压导致溶液沸点降低，从而在温度低的条件下将水蒸发掉，防止Na2S2O8在较高温度下(高于65℃)分解；（4）溶液中S2O82－被还原为SO42－，1 mol S2O82－变为2 mol SO42－得到2 mol电子，I－被氧化为I2，化合价升高被氧化，1 mol I－变为0.5 mol I2失去1mol电子，Na2S2O8～I2，总反应关系式为Na2S2O8～I2～2Na2S2O3，n(Na2S2O8)＝n(Na2S2O8)=×0.1000 mol·L－1×48.00×10－3 L＝2.400×10－3 mol，样品纯度w(Na2S2O8)＝＝＝95.20%；（5）Na2S2O8溶液与铜粉反应只生成两种盐且反应先慢后快，某同学推测反应先慢后快的原因可能是生成的Cu2＋对反应起催化作用，设计实验方案为：向两支盛有等质量铜粉的试管中，分别加入等体积等浓度的CuSO4溶液和Na2SO4溶液，然后分别加入足量等体积等浓度的Na2S2O8溶液，如加入CuSO4溶液的试管铜粉消失的时间小于加入Na2SO4溶液的试管铜粉消失时间，则该推断正确。 2 细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点” 2 请每天用5分钟预习下一讲的复习内容！ 学科网（北京）股份有限公司 $$