第三讲硫和氮的氧化物

1、 第三讲硫和氮的氧化物 一、硫、二氧化硫、亚硫酸、三氧化硫 1硫：硫是一种粉末，在空气中燃烧生成SO2： SO2 SO2 2(1)二氧化硫的物理性质 二氧化硫是色、具有气味的有毒气体，密度比空气；易液化，易溶于水，常温常压下1体积水大约能溶解体积SO2。黄色或淡黄色黄色或淡黄色无无刺激性刺激性大大40 (2)二氧化硫的化学性质 将SO2通入下列溶液，将发生的现象及有关化学反应方程式以及SO2所表现的性质填入下表： (3)SO2的实验室制法 用Cu和浓H2SO4反应，化学方程式为： 用Na2SO3固体和浓H2SO4(60%)反应，化学方程式为： 3亚硫酸 (1)亚硫酸是一种不稳定的二元弱酸，只能

2、存在于溶液中，电离方程式为：(分步书写)。Cu2H2SO4(浓浓) CuSO4SO22H2ONa2SO3H2SO4=Na2SO4SO2H2O (2)不稳定性： (3)H2SO3中S元素为4价，与SO2具有某些相似的性质：漂白性与SO2相似。 氧化性，如与H2S反应： 还原性，如被Cl2氧化： 被空气中O2氧化：2H2SSO2=3S2H2OH2SO3Cl2H2O=H2SO42HClO22H2SO3=2H2SO4 4亚硫酸盐 (1)亚硫酸盐中硫元素化合价为价，与SO2具有某些相似的性质。 (2)在酸性条件下表现氧化性 Na2SO3和Na2S在酸性条件下(如HCl)不共存，离子方程式为：4 (3)还

3、原性(被O2、Cl2氧化) 在空气中被氧化的方程式为； 被Cl2氧化的方程式为2Na2SO3O2=2Na2SO4Na2SO3H2OCl2=Na2SO42HCl溶解溶解 褪色褪色 红红 5三氧化硫 (1)物理性质：通常情况下，三氧化硫是一种无色易挥发的体，熔点为16.8，沸点为44.8。 (2)化学性质：SO3能强烈吸水，在空气中发“烟”，与水剧烈反应生成H2SO4，同时放出大量的热，形成酸雾，化学方程式为：。SO3是硫酸的酸酐，具有酸性氧化物的通性。因其中的硫为 价，故SO3具有较强的氧化性。固固SO3H2O=H2SO46 二、氮的氧化物 1氮元素有1、2、3、4、5五种正价，五种正价对应六种

4、氧化物。其中分别是HNO2和HNO3的酸酐，它们都是大气污染物，空气中的氮的氧化物是造成的主要因素。N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5N2O3和和N2O5光化学烟雾光化学烟雾 2一氧化氮 (1)物理性质 NO是一种色、 味、 溶于水的气体。 (2)生理作用 NO在人体的血管系统内具有传递信号的功能，但过量的NO与CO类似，也可以与结合造成人体组织缺氧，使人中毒。 无无无无不不血红蛋白血红蛋白 (3)化学性质 常温下NO与空气中的O2化合的化学方程式为：，此反应中NO表现 性。可用收集NO。 (4)制备方法：用Cu和稀硝酸反应制备NO，化学方程式为：2NOO2=2NO2还原还原排

5、水法排水法3Cu8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O 3二氧化氮 (1)物理性质 NO2是一种 色、有气味的有毒气体，密度比空气液化，易溶于水。 (2)化学性质 NO2溶于水后生成硝酸和NO，反应的化学方程式为：，反应中NO2表现；3mol NO2参加反应时，转移电子为 mol。 NO2常温时可转化为N2O4，反应的化学方程式为：3NO2H2O=2HNO3NO红棕红棕刺激性刺激性大、易大、易氧化性氧化性和还原性和还原性2 (3)制备方法：用Cu和浓硝酸反应制NO2，化学方程式为：。收集方法为排空气法。 三、环境污染与防治 1SO2对大气的污染与防治 (1)主要来源 等化石燃料及

6、其产品的燃烧。 含金属矿石的冶炼。 硫酸厂的废气Cu4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)22NO22H2O向上向上煤、石油煤、石油硫硫 (2)危害：引起大气污染，直接危害人体健康；形成。 (3)防治 消除污染源研究开发新能源(如、核能)。 利用化学手段对含硫燃料预先进行处理，以降低二氧化硫的排放，如：工业用煤在燃烧时往往加入一些，其目的是作为固硫剂。 对燃煤、工业生产中释放出的二氧化硫废气进行处理或回收利用。酸雨酸雨氢能、生物能、氢能、生物能、风能风能脱硫脱硫石灰石或生石灰石灰石或生石灰 2氮的氧化物对大气的污染与防治 (1)主要来源 ，的尾气，火山爆发、雷雨天气将N2转变为等。 (2)危害：形

7、成，NO直接与人体结合使人中毒，破坏，形成光化学烟雾。汽车尾气汽车尾气石油和煤的燃烧产物石油和煤的燃烧产物硝酸工业硝酸工业NO酸雨酸雨血红血红蛋白蛋白臭氧层臭氧层 (3)防治 使用洁净能源，减少氮氧化物的排放； 为汽车安装尾气转化装置，将汽车尾气中的一氧化碳和一氧化氮转化为。 对生产化肥、硝酸的工厂排放的废气进行处理等。 例如：用碱液吸收： NONO22NaOH=2NaNO2H2O 2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O 可用NH3催化还原，如：NO和NH3反应CO2和和N2 3生活中对环境产生的直接污染 (1)随意丢弃废旧电池，电池中的重金属离子对； (2)随意丢弃聚乙烯等塑料垃圾产

8、生； (3)含有氮、磷化合物的污水排放到湖水中导致，水质恶化； (4)氟氯烃冰箱的使用导致的破坏。产生污染产生污染土壤土壤白色污染白色污染水体水体富营养化富营养化臭氧层臭氧层 考点一 二氧化硫的性质 例1下列说法正确的是() ASO2能使品红溶液、溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色，是因为SO2具有漂白性 BSO2和Cl2都有漂白作用，将等物质的量的两种气体同时作用于潮湿的有色物质时，可增强漂白作用 C活性炭使有色物质褪色是利用了碳单质具有还原性，使有色物质发生还原反应 DSO2使品红溶液褪色后，将褪色后的溶液加热，溶液重新变为红色答案答案D 二氧化硫的漂白性 SO2可使品红或某些有机色质褪色，发生的

9、是非氧化还原反应的化合反应。 1SO2不能漂白酸碱指示剂，而氧化类漂白剂(如氯水、Na2O2等)能漂白酸碱指示剂。例如： 2SO2使品红溶液褪色是因为SO2具有漂白性，SO2的漂白性是暂时的，而氧化类漂白剂的漂白是永久的。例如： 3SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，是因为SO2是酸性氧化物；SO2使溴水、KMnO4溶液褪色，是利用SO2的还原性。以上都不是SO2的漂白性。 4SO2的检验 某气体能使品红溶液褪色，加热至沸溶液又恢复红色，则该气体是SO2。 5常见能用于漂白的物质的比较 使物质褪色的原理有三种：(1)利用物质的吸附性将有色物质吸附掉；(2)利用物质的强氧化性，将有色物质的显色基

10、团氧化掉；(3)与有色物质化合生成无色物质。用于漂白的物质实际参与漂白的物质漂白原理变化类别漂白特点能漂白的物质活性炭活性炭吸附漂白物理变化物理漂白，不可逆一般用于溶液漂白氯气次氯酸利用次氯酸的强氧化性进行漂白化学变化氧化还原漂白，不可逆可以漂白所有有机色质次氯酸盐用于漂白的物质实际参与漂白的物质漂白原理变化类别漂白特点能漂白的物质过氧化钠过氧化氢过氧化氢的强氧化性化学变化氧化还原漂白，不可逆可以漂白所有有机色质过氧化氢二氧化硫与有色物质化合生成不稳定的无色物质非氧化还原漂白，可逆 溶液的褪色与漂白不是一回事，漂白是溶液褪色，但褪色不一定是漂白。答案答案D 2(2008浙江省杭州市模拟)为了除

11、去CO2气体中的SO2气体，下列仪器和药品组合中合理的是 () 仪器：洗气瓶干燥管药品：固态生石灰苏打溶液小苏打溶液 A B C D 解析因CO2CaO=CaCO3，CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3，故不能选用和；CO2与NaHCO3溶液不反应，而SO2与NaHCO3溶液反应：SO22NaHCO3=Na2SO3H2O2CO2，所以应选择试剂；显然装置不能选用干燥管，应使用洗气瓶。 答案A答案答案AC 考点二氮的氧化物 例2将8 mL NO2和O2的混合气体通入倒立于水槽中装满水的量筒中，充分反应后，剩余气体为1 mL，则原混合气体中NO2和O2的体积比可能为 () A7 3 B3 7

12、C7 1 D1 7 解析1 mL剩余气体可能为NO或O2。(1)若为NO，则由3NO2H2O=2HNO3NO，说明NO2和O2与水反应后剩余NO2 3 mL，设原混合气体中O2的体积为x，则有：答案答案AC 有关氮的氧化物溶于水的计算 1电子守恒法 NO与O2混合通入水中，发生反应：2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO，在这当中，存在着NO向NO2转化，NO2向HNO3转化的同时又生成NO的循环反应。但总体来讲，NOHNO3，N的化合价升高是由于被O2氧化，因此我们可写出 在氧化还原反应中得失电子数必然相等。 2关系式法 4NO3O22H2O=4HNO3就是NO、O2、H2O之

13、间的综合反应式。同法可得NO2在足量的O2、H2O存在下完全转化为HNO3的综合反应式： 4NO2O22H2O=4HNO3 由此可归结如下： (1)NO2和O2的混合气体溶于水时，由4NO2O22H2O=4HNO3可知，当体积比 (2)NO和O2同时通入水中时，其反应是2NOO2=2NO2,4NO2O22H2O=4HNO3，总反应式为4NO3O22H2O=4HNO3，当体积比 (3)值得注意的是4NO2O2和4NO3O2从组成上均相当于2N2O5的组成，即(1)(2)两种情况中的总反应式都与N2O5H2O=2HNO3等效。这不仅是记忆二式的方法，也为上述问题的解法提供了新的思路，即利用混合气体

14、中的N、O原子个数比进行分析判断。 (1)当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子，若NO2或NO与O2混合通入水中时，O得电子，N失电子，且得失电子数必然相等，这是用电子得失守恒法解答此类题目的依据。(2)因为NO2在水溶液中发生反应，3NO2H2O=2HNO3NO，所以无论何种情况下水溶液中都不会剩余NO2。(3)当NO2和N2O4的混合气体作用于H2O时，不要忽视由于NO2的消耗，N2O4会转化为NO2。 1(1)一定温度、压强下，一盛满NO2的试管倒置于盛足量水的水槽里，试管中水的体积占试管容积的_。 (2)相同状况下，30 mL N2和NO2的混合气体通入倒立于水槽里盛满水的量筒中，

15、剩余气体16 mL，则原混合气体中N2与NO2的体积比是_。 (3)将盛满NO和NO2的一试管倒置于盛足量水的水槽里，气体体积缩小为原来的3/5，则NO和NO2的体积比是_。 (4)一定条件下，将等体积的NO和NO2混合气体充满试管，倒置于盛足量水的水槽里，充分反应后，剩余气体的体积为原来体积的_。 (5)一定条件下，将等体积的O2和NO混合气体充满试管，倒置于盛足量水的水槽里，充分反应后，剩余气体的体积为原总体积的_。 (6)一定条件下，将等体积的O2和NO2混合气体充满试管，倒置于盛足量水的水槽里，充分反应后，剩余气体的体积为原总体积的_。 2现有等体积混合而成的4组气体。NO2NO、NO

16、2O2、HClN2、Cl2SO2。现将其分别通入体积相同的试管中并立即倒立在足量水中，试管内水面上升的高度分别为h1、h2、h3、h4，则高度关系是 () Ah4h2h3h1Bh4h3h2h1 Ch2h3h1h4 Dh3h2h1h4答案答案A 与环境保护有关的硫化合物知识的考查 国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复中说：到2010年，二氧化硫排放总量控制在2000年排放水平以内；城市环境空气二氧化硫浓度达到国家环境质量标准，酸雨控制区降水pH小于4.5的面积比2000年有明显减少；禁止新建煤层含硫分大于3%的矿井，建成的生产煤层含硫分大于3%的矿井，逐步实行限产或关停。 新建

17、、改造含硫分大于1.5%的煤矿，应当配套建设相应规模的煤炭洗选设施。现有煤矿应按照规划的要求分期分批补建煤炭洗选设施。 例1 SO2是常见的大气污染物之一，我国规定空气中SO2含量不得超过0.02 mg/L，下列措施中能够减少SO2排放量的是 ( ) 用天然气代替煤炭作为民用燃料； 使用水煤气或干馏煤气作为燃料； 硫酸厂用V2O5作为催化剂，加快SO2的转化速率； 将块状煤粉碎，提高其燃烧效率； 在煤中加入石灰后再燃用； 循环处理吸收塔放出的尾气。 A B C D 解析天然气燃烧不产生SO2；水煤气或干馏煤气都已经脱硫，燃烧不产生SO2；催化剂虽然能加快SO2的转化速率，但不能提高SO2转化率

18、，故不能减少SO2排放量；将块状煤粉碎并不能降低煤中的含硫量，故不能减少SO2排放量；在煤中加入石灰后再燃用，可以将SO2固定为CaSO4等物质，能够减少SO2排放量；循环处理吸收塔放出的尾气，可以提高SO2利用率，能减少SO2排放量。 答案C 例2工业上以硫铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外，还含有SO2、微量的SO3和酸雾。为了保护环境，同时提高硫酸工业综合经济效益，应尽可能将尾气中的SO2转化为有用的副产品。 请按要求回答下列问题： (1)将尾气通入氨水中，能发生多个反应，写出其中可能发生的两个氧化还原反应的化学方程式： _； (2)在尾气与氨水反应所得到的高浓度溶液中，按

19、一定比例加入氨水或碳酸氢铵，此时溶液的温度会自行降低，并析出晶体。 导致溶液温度降低的原因可能是_。 析出的晶体可用于造纸工业。也可用于照相用显影液的生产。已知该结晶水合物的相对分子质量为134，则其化学式为_。 生产中往往需要向溶液中加入适量的对苯二酚或对苯二胺等物质，其目的是_。 (3)能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是 () ANaOH溶液、酚酞试液 BKMnO4溶液、稀H2SO4 C碘水、淀粉溶液 D氨水、酚酞试液 (3)B、C中的试剂能够与SO2发生反应，且现象变化明显，B溶液由紫红色变为无色，C溶液由蓝色变为无色，可以判断反应进行的程度；而A、D溶液与SO2反应过程中因SO2的量的

20、不同，产物不同，无法判断反应进行的程度。 答案(1)2H2SO3O2=2H2SO4 2(NH4)2SO3O2=2(NH4)2SO4 2NH4HSO3O2=2NH4HSO4(选填两个即可) (2)反应吸热(NH4)2SO3H2O防止亚硫酸铵被氧化 (3)BC (2008莱芜期末)2007年世界环境日中国主题是：“污染减排和环境友好型社会”，下列有关环境问题说法不正确的是() A正常雨水的pH为7.0，酸雨的pH小于7.0 B严格执行机动车尾气排放标准有利于防止大气污染 C使用二氧化硫和某些含硫化合物进行增白食品对人体健康产生损害 D使用氯气对自来水消毒过程中，生成的有机氯化物可能对人体有害 解析

21、正常雨水的pH为5.6，酸雨的pH小于5.6。 答案A 2上世纪80年代后期人们逐渐认识到，NO在人体内起着多方面的重要生理作用。下列关于NO的说法不正确的是() ANO分子中有极性共价键 BNO是造成光化学烟雾的因素之一 CNO是汽车尾气的有害成分之一 DNO分子所含电子总数为偶数 解析NO为双原子共价化合物，无疑是极性分子；也是造成光化学烟雾的成分之一；汽车排放的有害成分中含有NO；NO分子中的电子数为7815个，是奇数，D选项符合题意。 答案D 3向FeCl3和BaCl2的酸性混合溶液中通入SO2气体，有白色沉淀生成，此沉淀是() ABaSO4 BFeS CBaSO3 DS答案答案A 4

22、一瓶无色气体，可能含有HCl、HBr、SO2中的一种或几种。将其通入氯水中，得到无色透明溶液，将该溶液分成两份，一份加入盐酸酸化的氯化钡溶液，析出白色沉淀；一份加入硝酸酸化的硝酸银溶液，也有白色沉淀生成。下面结论正确的是() A原气体中肯定有SO2 B原气体中可能有HBr C原气体中不能肯定有无HCl D不能肯定有无SO2 解析通入氯水，得无色溶液，一定无HBr，加入BaCl2有白色沉淀，则一定有SO2，生成BaSO4沉淀，而HCl不能确定。 答案AC 5实验室用向上排空气法收集NO2气体，若用150 mL的集气瓶收集了一定的NO2后，将集气瓶倒置于盛满水的水槽里，充分作用后残留60 mL气体，将集气瓶从水槽中取出，又见瓶中气体变成红棕色，据此推知收集的NO2气体的体积为(空气按体积比N2 O24 1计，不考虑N2O4的生成) () A50 mL B72 mL C78 mL D100 mL 解析常规的计算只是单一的NO2或NO2与O2或NO2、NO、O2等溶于水的计算，而本题是在常规题中增加了空气这一成分，使本题的思维空间得以很大的扩张。概念不清楚，思维不流畅，只能是“望题兴叹”。解答本题的关键是要弄清两个问题：混合