16族元素(酸素と硫黄)

酸素

同素体

 酸素O2オゾンO3
性質無色、無臭の気体。空気中の約21%(体積)を占める。水に溶けにくい。燃焼によって酸化物を生じる。淡青色、特異臭の気体。不安定で分解しやすく、有毒。酸化作用が強い(ヨウ化カリウムデンプン紙を青変)。
用途金属の溶接や切断(酸素アセチレン炎)。医療用。飲料水の殺菌。繊維の漂白。
製法H2O2水溶液の分解(触媒:MnO2
2H2O2→2H2O+O2
KClO3の加熱分解(触媒:MnO2
2KClO3→2KCl+3O2
酸素に紫外線をあてる。酸素中で無声放電。
3O2→2O3

酸化物

酸性酸化物 (非金属元素の酸化物)水と反応してオキソ酸**を生じる。塩基と反応する。 〈例〉CO2、NO2、SO3
塩基性酸化物 (金属元素の酸化物)水と反応して塩基を生じる。酸と反応する 。〈例〉Na2O、MgO、CaO
両性酸化物 (両性元素の酸化物)酸とも塩基とも反応する 。〈例〉Al2O3、ZnO

 *Zn、Al、Sn、Pb(ああすんなり)など
**分子内に酸素を含む酸

硫黄とその化合物

S

同素体外観分子の構成CS2への溶解
斜方硫黄黄色塊状結晶環状分子S8溶ける
単斜硫黄黄色針状結晶環状分子S8溶ける
ゴム状硫黄褐色ゴム状固体鎖状分子SX溶けない
  • 空気中で燃焼すると、SO2を生成 S+O2→SO2
  • 高温でFeなどの金属と反応し、硫化物を生成 Fe+S→FeS

H2S

  • 無色、腐卵臭の有毒な気体
  • 水溶液は弱酸性 
  • 可燃性、還元作用を示す 〈例〉2H2S+SO2→3S+2H2O
  • 多くの金属イオンと反応して、硫化物を沈殿
    〈例〉Pb2+H2S→PbS(黒)+2H+

製法 硫化鉄(Ⅱ)に希硫酸 FeS+H2SO4→FeSO4+H2S

SO2

  • 無色、刺激臭のある有毒気体
  • 水によく溶け、亜硫酸を生じる(酸性雨の一因)
  • 還元作用が強く、漂白作用がある(紙、繊維などの漂白に用いる)

製法

  • 銅に濃硫酸、加熱 Cu+2H2SO4→CuSO4+2H2O+SO2
  • 亜硫酸塩に希硫酸 Na2SO3+H2SO4→Na2SO4+H2O+SO2

SO3

  • 無色、針状結晶
  • 昇華しやすく、発煙性がある
  • 水と激しく反応し、硫酸を生じる SO3+H2O→H2SO4

製法 二酸化硫黄の酸化 2SO2+O2→2SO3(触媒:V2O5、Pt)

H2SO4 濃硫酸 (語呂:さきねふだを濃硫酸)

酸化作用(熱濃硫酸は酸化作用が強い) ② 吸湿性(乾燥剤に利用)

③ 粘性(重くてドロドロ)  ④ 不揮発性(蒸発しにくい)

⑤ 脱水作用 (C2H5OH → C2H4 + H2O など)

H2SO4 希硫酸

  • 強酸性(多くの金属と反応し、H2を発生)
  • 硫酸塩は水に溶けるものが多い(ただし、CaSO4、SrSO4、BaSO4、PbSO4は水に難溶)

硫黄化合物の相互関係・製法

  • FeS+H2SO4→FeSO4+H2S
  • 2H2S+SO2→3S+2H2O
  • NaHSO3+H2SO4→NaHSO4+H2O+SO2
  • 2SO2+O2→2SO3(触媒:V2O5
  • SO3+H2O→H2SO4(④、⑤:接触法)
    *SO3を濃硫酸に吸収させて発煙硫酸にし、さらにこれを希硫酸に加えて濃硫酸にする。
  • Cu+2H2SO4(熱濃)→CuSO4+2H2O+SO2

【問題1】酸素についての説明として正しいものはどれか。

【問題2】濃硫酸についての説明として正しいものはどれか。