必修一专题四硫氮和可持续发展知识点.docx
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必修一专题四硫氮和可持续发展知识点
专题四硫、氮和可持续发展
一、含硫化合物的性质和应用:
1、S02的性质及其应用:
(1)物理性质:
通常为无色、具有刺激性气味的有毒气体,,密度比空气大,易溶于水(常温常压下一体
积水能溶解40体积SO2),易液化(沸点为-10C)。
是严重的大气污染物。
备注:
大气污染物通常包括:
S02、C0、氮的氧化物、烃、固体颗粒物(飘尘)等。
(2)化学性质:
1SO2是酸性氧化物:
SO2+HiSOi
SO;+Ca(OH)2=CaSO詁CaSO34SO.4-H>O一Ca(HSO3)2
SO,-n2NaOH=N址召6十HQ(实脸室用NaOlI溶蔽來吸收SO?
尽气)
SQjf^2NaHCO3^NaiSO^十COi十H3O厂常用饱和NiiHCOm除去CO2中的SO^)
2还原性:
SO2中S为+4价,可与强氧化剂(如氧气等)反应生成+6价的S:
1)
催化剂
S。
2+02<加===>2SO
2)能使溴水褪色:
SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr
3)与H202反应:
SO2+H202===H2SO4
4)S02在水溶液中能被KMnO4(H+)、CgFe3+、HNO3等氧化,归纳如下(都在通常条件下进行)
KMnO4(H+)、CI2、Fe3+、Br2、H2O2、HNO3
SO2►H2SO4
KMnO4(H+)
3氧化性:
S02中S为+4价,可以降低,表现出氧化性,但氧化性很弱:
S02+2H2S===3SJ+2H20
4漂白性:
S02可与某些有色物质反应,生成不稳定的无色物质,加热时这些无色物质又会发生分解,从
而恢复原来的颜色,即漂白作用是可逆的(S02不能漂白酸碱指示剂)。
常用于实验室对SO2气体的检验
(品红溶液)
备注:
漂白原理类型:
①吸附型:
活性炭漂白一一活性炭吸附色素(包括胶体)②强氧化型:
HCI0、03、
H202、Na202等强氧化剂漂白——将有色物质氧化,不可逆
③化合型:
S02漂白一一与有色物质化合,可逆
(3)酸雨一一硫酸型酸雨:
1)硫酸型酸雨的形成:
PH值小于5.6(酸雨的pHV5.6)的雨水叫酸雨。
含硫酸的酸雨称硫酸型酸雨;含硝酸的酸雨称硝酸型酸雨。
(正常的雨水由于溶解C02形成弱酸H2C03,pH约为5.6。
)
硫酸型酸雨的形成途径:
1空气中的二氧化硫,在光照、烟尘中的金属氧化物等作用下,和氧气生成三氧化硫,溶于水后形
成硫酸:
催化剂
SO2+O2<====>2SO3SO3+H2O===H2SO4
加热
2空气中的二氧化硫直接溶于水并生成亚硫酸,亚硫酸具有较强的还原性,在空气中的氧气作用下
生成硫酸:
S02+H20一■H2S032H2S03+02==2H2S04
1
2)空气中二氧化硫的来源:
主要是化石燃料的燃烧。
另外还来源于含硫金属矿石的冶炼、硫酸工厂释放的尾气等,SO2直接危害
人体健康,发生呼吸道疾病,直至人死亡。
3)脱硫措施:
1石灰石-石膏法脱硫(钙基固硫法):
CaO+SO2=CaSO3,SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O,
2CaSO3+02=2CaSO4
2氨水脱硫:
S02+2NH3+H20=(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+02=2(NH4)2SO4
上述方法既可除去二氧化硫,还可以得到副产品石膏(CaS04•2H2O)和硫酸铵(一种化肥)
2、硫酸的制备和性质:
(1)硫酸的工业制法:
接触法制硫酸
三原料、三阶段、三反应、三设备:
三原料
三阶段
三反应
三设备
黄铁矿或S
造气:
SO2
高温
4FeS+1102===2FeO3+8SQ
点燃
S+02===SQ
沸腾炉
空气
SO2接触氧化
催化剂
S6+02<=加=热=>2SQ
接触室(含热交换器)
98.3%浓硫酸
吸收SO3
S03+H2O==H2SC4
吸收塔
热交换器的作用:
预热S02和。
2,降低S03的温度,便于被吸收。
98.3%浓硫酸的作用:
如果直接用水吸收S03,SO3与水反应放热,会形成酸雾,不利于SO3的吸收。
所以
用98.3%的浓硫酸吸收SO3,得到发烟硫酸。
尾气中SO2的处理:
用氨水处理后,再用硫酸处理:
S02+2NH3+h20=(NH4)2S03,SO2+NH3+H20=NH4HS03
古代制硫酸的方法是:
用绿矶(FeS04・7H2O)为原料,放在蒸馏釜中煅烧而制得硫酸.在煅烧过程中,绿矶发生分解,放出二氧化硫和三氧化硫,其中三氧化硫与水蒸气同时冷凝,便可得到硫酸。
2(FeSO4•7H2O)===Fe2O3
A
+SO2+SO3+14H?
0
(2)硫酸的物理性质:
无色、黏稠、油状液体。
硫酸易溶于水,溶解时放出大量的热。
98.3%的浓硫酸沸点为338'C,属于典型的
难挥发性酸,密度为1.84g•cm3。
浓硫酸稀释方法:
把浓硫酸沿杯壁倒进水中,并用玻璃棒搅拌,因为浓硫酸密度大,若把水倒进浓硫酸中,稀
释放岀的热量回使水沸腾,水喷溅岀来危险.
浓硫酸难挥发,故可以制取易挥发性酸,如:
力口热
2NaCI+H2SO4===Na2S04+HClf
(1)稀硫酸的化学性质:
具有酸的通性:
使指示剂变色、与碱、碱性氧化物、活泼金属、盐都能反应。
女口:
Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3出0可用于酸洗除锈
(2)浓硫酸的特性:
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如何稀释浓H2SO4
在稀释浓H2SO4时,,应将浓H2SO4沿玻璃棒缓缓地倒入烧杯的水中,并不断搅拌,使产生的热量迅速地扩散.(若将水倒入浓H2SO4中,浓H2SO4密度比水大,溶解时的放热作用使水沸腾而使H2SO4溅出)。
1吸水性:
浓硫酸具有吸水性,通常可用作中性气体和酸性气体的干燥剂,如H2、02、CO2、CI2、HCI
等。
还可以夺取结晶水合物中的水。
备注:
浓硫酸不能干燥碱性气体(如氨气)和还原性气体(如H2s、H2I、HBr等)。
浓硫酸能干燥三类气体:
一、中性气体,如出、O、2、CO、NO、CH4等;二、酸性气体:
SO3、S02、CO2、HCI、HF等;三、氧化性气体:
O3、F2、CI2.不能干燥两类气体:
一、碱性气体,如氨气(NH3);二、还原性气体,如HBr、HI、H2S等.因为浓硫酸有强氧化性和酸性,所以不能干燥还原性气体和碱性气体.
2脱水性:
浓硫酸能将有机物中H、O按照2:
1的比例脱出,生成水,是有机物变黑。
浓硫酸可用作许多有机反应的脱水剂和催化剂。
C12H22O1112C+11H2O
3强氧化性:
1)浓硫酸可以将许多金属氧化(铝、铁、铂、金除外):
金属+浓硫酸-硫酸盐+S02f+H20
浓硫酸的氧化性比稀硫酸强:
其强氧化性由+6价的S引起,而稀硫酸的氧化性由H+引起(故只能
氧化金属活动顺序表中H前面的金属)。
Cu+2H2SO4(浓)CuSO44-SO2t+2HjO
备注:
上述反应中,Cu是还原剂,H2SO4是氧化剂。
H2SO4既表现了氧化性,又表现了酸性,表现氧化性和酸性H2SO4的分子个数比为1:
1。
随着反应进行浓硫酸变为稀硫酸后反应就停止。
2)浓硫酸在一定条件下,也可以和一些非金属反应,如C、S、P等。
C+2H2SO4(浓)=三=CO2T+2S(hT+2H2O
浓h2so4的还原产物通常为so2。
正是由于浓h2so4的氧化性,所以浓h2so4与金属反应均没有h2产生,也不能用浓H2SO4制备(或干燥)一些还原性气体,如:
HI、H2S等。
3)与低价非金属元素的化合物反应:
H2S+H2SO4(浓)==SJ+S02^+2H2O
2HI+H2SO4(浓)==12J+SO2T+2H2O
2HBr+H2SO4(浓)==Br2+SO2T+2H20
(5)几种重要的硫酸盐:
硫酸盐
俗名
颜色
用途
|2CaS0A-雷0
熟石膏
白色
CaS04・2H70
生石膏
白色
塑像.模型.粉笔r医疗绷带等
ZnSO4・7H90
皓矶
无色
医疗上收敛剂、白色颜料(锌顿白)等
FeSO4-7H?
01
绿矶
浅绿色
用于配制蓝黑墨水等,补血剂
CuSO4・5H90
胆矶蓝矶
蓝色
配踣波尔多液”、镀铜液
BaS04
重晶石
白色
白色颜料、医疗上做扉领餐"
Na9S04*10H?
0
芒硝
白色
制玻璃、造纸、染色、缓泻剂
KAnSO^^-12H?
0
明矶
白色
浄水剂
(6)浓硫酸和稀硫酸的鉴别方法:
1):
取等重量的样品,放置在天平两端,并暴露在空气中,下沉一端为浓硫酸。
因为浓硫酸具有吸水性,吸收空气中的水
2):
取样,将样品倒入水中,并插入温度计,升温的一个是浓硫酸。
3):
插入铁片,没什么现象的是浓硫酸,持续冒气泡的是稀硫酸。
因为浓硫酸有强氧化性,使铁钝化,阻止两者反应,稀硫酸则不能。
所以可用铁器装浓硫酸。
3
4):
放入炭块,膨胀的是浓硫酸,没反应的是稀硫酸。
因为浓硫酸具有吸水性。
5):
插入铜片,反应并生成刺激性气味的是浓硫酸,没反应的是稀硫酸。
同样因为浓硫酸有强氧化性。
6):
取等体积样平,密封放在天平两端,重的是浓硫酸。
因为浓硫酸密度较大。
7):
晃动观察,稠的是浓硫酸,透明均一的是稀硫酸。
8):
放入5水硫酸铜,颜色退去的是浓硫酸,没反应的是稀硫酸。
同样因为浓硫酸具有吸水性。
3、硫和含硫化合物的相互转化:
(1)硫的存在及物理性质:
硫以游离态(火山口附近或地壳的岩层里)和化合态(硫化物和硫酸盐)存在。
硫是淡黄色松脆的晶体,俗名硫磺,熔点112.8'C,沸点444.6'C,不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2.
(2)不同价态的硫的化合物
-2价:
H2S、Na2S、FeS;
+4价:
SO2、H2SO3、Na2SO3
价:
S03、H2SO4、Na2SO4、BaSO4、CaSO4、FeSO4
通过氧化还原反应实现含不同价态硫元素的物质之间的转化
反应举例:
1)-2价硫到0价硫
点燃
硫化氢不完全燃烧:
H2S+02===2SJ+2H20
硫化氢通入卤水中:
H?
S+X2==SJ+2HX(X代表CL、Br、I)现象:
卤水溶液褪色,产生淡黄色沉淀。
向Na2S溶液中通入氯气:
Na2S+Cl2==2NaCI+SJ
2)0价硫到-2价硫
与金属反应:
S+2Na==Na2S,将S和Na混合,研磨可爆炸。
S+Hg===HgS
与非金属反应:
在常温下进行,常用于除去撒落的汞,且汞显高价。
加热
H2+S(烝汽)===H2S
3)0价硫到+4价硫:
点燃
S+O2===SO2
4)+4价硫到0价硫:
SO2+H2S===3SJ+2H2O
5)+4价硫到+6价硫:
SO2+X2+H2O===H2SO4+2HX((X代表CL、Br、I)
2H2SO2+O2===2H2SO4
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