高一-硫氮及其化合物

1、硫氮及其化合物知识梳理(一)除夕爆竹话硫磺1黑火药(1) 黑火药是我国值得骄傲的四大发明之一。把木炭粉、硫磺粉和硝酸钾按一定的比例混合，就可以制得黑火药。(2) 黑火药的合理配比为：n(S):n(KNO3):n(C)=1:2:3。(3) 火药爆炸原理：点燃火药后，混合物发生迅猛的氧化还原反应，放出大量的热量并生成大量气体。气体体积急剧扩大，发生爆炸。其反应的化学方程式为：S+2K)3+3C点燃>K2S+3CO2f+N2f10e2硫的性质(1) 物理性质：纯净的硫通常是一种黄色或淡黄色的固体，俗称硫磺；密度比水大；不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2；硫为分子晶体，熔点112.8°

2、C，沸点444.6°C。硫元素在地壳中的含量只有0.052%，但是硫的分布很广。(2) 化学性质：单质硫既有氧化性，又有还原性。硫元素有-2、0、+4、+6四种常见的化合价。 硫通常以弱氧化性为主。如：与金属、氢气的反应。Fe+SIFeS(黑褐色)2Cu+SCu2S(黑色)Hg+SHgS(黑色)S+H2h2s 硫也可以表现为还原性。如：与氧气的反应。S+02点燃>SO2(硫在空气中点燃产生淡蓝色火焰，在纯氧气中点燃产生明亮的蓝紫色火焰)3硫的用途(1) 硫是动物体生长不可缺少的元素。如组成生命体的蛋白质中就有含硫的大分子。(2) 硫磺是橡胶工业的重要添加剂，是制硫酸的重要原料。

3、(3) 硫磺有杀虫、杀螨和杀菌作用，常被用作农作物的杀菌剂和治疗皮肤病的杀菌软膏(4) 在染色、制革、国防工业、火柴、火药、烟火等行业，都广泛用到硫和含硫化合物（二）令人生厌的硫化氢（H2S）1硫化氢的物理性质硫化氢通常为有臭鸡蛋气味的无色气体，有毒，当空气中含有0.1%的硫化氢时，就会使人感到头疼、眩晕，吸入大量硫化氢会使人昏迷或死亡。动植物体内均含硫，腐败时会产生硫化氢气体。硫化氢标准状况下的密度为1.518g/L,比空气重。1体积水能溶解2.6体积硫化氢气体。硫化氢的水溶液叫氢硫酸，显弱酸性。2硫化氢的化学性质（1）热稳定性硫化氢在较高温度时易分解成氢气和硫。h2sh2+SI（2）还原性

4、硫化氢中的硫显-2价,在化学反应中容易失去电子,故硫化氢的还原性较强。硫化氢显示还原性的几个典型反应为：2H2S+02点燃2SI+2H2O（H2S在空气中不完全燃烧）2H2S+302点燃2SO2+2H2O（H2S在空气中完全燃烧，并伴有淡蓝色火焰）（三）SO2的性质1. SO2的物理性质二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大（收集时用向上排空气法），易溶于水，通常情况下1体积水能溶解40体积的二氧化硫。2. SO2的化学性质（1）so2与水反应：so2+h2oh2so3【注意】亚硫酸（h2so3）是一种弱酸，不稳定，易分解0so2是h2so3的酸酐，为酸性氧化物，具有酸性氧化

5、物的通性：除与H2O反应外，还与酸碱指示剂、碱性氧化物、碱及某些盐反应。SO?+CaOCaSOgSO2+2NaOH（过量）一Na2SO3+H2OSO2+NaOH（少量）一NaHSO3SO2+Na2SO3+H2O一2NaHSO3与CO2+Na2CO3+H2O一2NaHCO3相似（2）SO2的氧化性与还原性：二氧化硫中硫元素的化合价处于+4价，为中间价态，在反应中即可作氧化剂，也可作还原剂：氧化性：SO2+2H2St3SI+H2O还原性：2SO2+02、催化剂'2SO3A3SO2的用途(1) 作漂白剂和去污剂。工业上常用SO2漂白纸浆、毛、丝、草编制品等；(2) 制SO3的主要原料；(3)

6、 杀菌消毒；(4) 作食物和干果的防腐剂。(5) SO2是重要的冷冻介质之一。(四)酸雨1酸雨未污染的雨水的pH一般小于7大于5.6,这是由于溶解了二氧化碳气体的缘故。如果其他酸性污染物也溶于雨水中，雨水的pH明显下降。当雨水的pH小于5.6时，我们就称它为“酸雨”。2酸雨的成因酸雨中的酸度主要是由硫酸和硝酸所致，其中硫酸一般比硝酸多，称硫酸型酸雨。其成因较复杂，一般认为有两种可能：(1) so2溶于水生成h2so3,h2so3被缓慢氧化成硫酸：SO2+H2OH2SO3,2H2SO3+O2一2H2SO4(2) SO2在空气中的灰尘或NOx的催化下被02氧化成SO3,SO3溶于水形成H2SO4：

7、2SO2+02、催化剂'2SO3,SO3+H2O一H2SO4A3酸雨的危害(1) 酸雨使植物遭受严重侵蚀,生存受到威胁；(2) 酸雨会使土壤酸化,引起农业减产；(3) 酸雨容易腐蚀水泥、大理石质建筑物；(4) 酸雨侵蚀钢铁制品,使钢铁表面生锈；(5) 酸雨危害人体健康。4酸雨的防治减少酸雨的生成，必须控制空气中SO2等气体的含量。目前世界上减少二氧化硫排放量的措施主要有：()优先使用低硫燃料,如含硫较低的低硫煤和天然气等；(2)对煤和石油进行脱硫或对它们燃烧后形成的烟气在排放之前除去硫的氧化物等。【拓展】（一）有关硫元素的价态变化规律1S的常见化合价有：-2、0、+4、+6。-2价是硫

8、元素的最低价态，只有还原性；0价和+4价是硫元素处于中间价态，既有氧化性，又有还原性；+6价是硫元素的最高价态，只有氧化性。2当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态。如3硫元素相邻价态的微粒不发生氧化还原反应。如：S和H2S、S和SO2、SO2和浓h2so4之间不发生氧化还原反应。4有时硫的化合价会发生跳位转化。如M怡遇到强氧化剂时，S稀hn°3>S6、g浓、叫>S6；又如条件发生改变时：asI浓压sg（热）怜（二）二氧化碳和二氧化硫的性质比较相同点不同点物气味：CO2无味，SO2有刺激性气味理毒性：CO2无毒，SO2有毒性常温下，都是无色气体，密度都

9、大于空气22质溶解性：CO2微溶于水，SO2易溶于水液化：CO2难液化，SO2易液化化都是酸性氧化物氧化硫常表现还原性，氧化碳表现氧化性：学性都能和水反应，生成的酸不稳定，只能存2SO2+O2催化剂>2SO322A3质在于溶液中：co2+h2o=h2co3,so2+CO2+C“2COH2O一一氧化硫能被酸性高锰酸钾溶液、氯水、溴水、碘水等都能与碱反应，但用量不同，均可以生成氧化剂氧化，一氧化碳不能两种盐。氧化硫具有漂白性，能漂白某些有色物质，氧化SO2或CO2气体通入澄清的石灰水中，都是碳不能先生成沉淀，当气体过量时沉淀又溶解影响大气的结果不同：二氧化硫形成酸雨，二氧化碳引起温室效应Ca

10、(OH)2+SO2CaSO31+H2OCaSO3+SO2+H2O一Ca(HS03)2Ca(OH)2+COfCaCO3+H2OCaCO3+CO2+H2O-Ca(HCO3)2鉴别 利用二氧化硫的还原性，用酸性高锰酸钾溶液或溴水鉴别 利用二氧化硫的漂白性，用品红溶液鉴别三）常见的漂白剂及其漂白原理比较漂白剂HCIO(Na2O2、03、H2O2)SO2活性炭漂白原理HCIO（Na2O2、03、H2O2）具有强氧化性，将有色物质氧化成无色物质SO2能与某些有色物质化合生成不稳定的无色物质活性炭能够吸附有色物质特点不可逆，褪色后的物质不能恢复到原来的颜色可逆，褪色后的物质遇光、受热或放置一段时间会分解为原

11、来的物质而恢复原色X变化化学变化化学变化物理变化（四）工业吸收SO2常用的方法二氧化硫是空气中有害气体的罪魁祸首。当空气中二氧化硫的含量达到百万分之零点一至百万分之一时，植物、建筑物的结构材料就会严重受损；当达到百万分之一至百万分之十时，会引起人的呼吸道痉挛、流泪、咳嗽甚至死亡；若达到万分之一时，一切生命都会完结。因此我国规定：厂矿周围上空的空气中二氧化硫的含量不得超过0.02mg/L。为了保护环境、变废为宝，世界各国采用多种方法进行烟道气脱硫，以防止空气污染，回收和利用二氧化硫。1“固硫”法将生石灰跟煤均匀混合，煤燃烧时放出的SO2跟生石灰反应生成CaSO3,CaSO3再被空气氧化成CaSO

12、4（石膏）而被“固化”从而减少SO2向大气的排放。其反应方程式为：SO2+CaOCaSO32CaSO3+O22CaSO42吸收法（1）硫酸厂通常用氨水吸收二氧化硫。SO2+2NH3+H2O（nh4）2so3（NH4）2SO3+SO2+H2O-2NH4HSO3当吸收液达到一定浓度时，再用93%的浓硫酸酸化：2NH4HSO3+H2SO4-（NHJ2SO4+2SO2f+2H2O（nh4）2so3+h2so4一（NH4）2SO4+so2f+h2o放出的二氧化硫浓度达95%以上，经液化得到液态二氧化硫，可用于制取漂白剂、消毒剂，也可用于生产硫酸。硫酸铵溶液经过结晶、分离、干燥，可用作化肥（硫铵），这样便

13、一举数得。(2)用纯碱溶液吸收二氧化硫。2Na2CO3+SO2+H2O-2NaHCO3+Na2SO32NaHCO3+SO2-Na2SO3+2CO2f+H2O这样吸收设备简单，效率也高，所得Na2SO3可用于造纸工业制造牛皮纸。(3)用Na2SO3溶液吸收二氧化硫。Na2SO3+SO2+H2O-2NaHSO32NaHSO3Na2SO3+SO2f+H2Of得到含高浓度S02、水蒸气的副产品，同时生成的Na2SO3还可循环使用。此外，在减轻SO2等引起的环境污染方面，植树造林也有一定功效，特别是梧桐、臭椿吸收SO2的效果甚佳。(一)固氮的途径1氮元素存在形态空气中含大量n2,是工业生产中n2的主要来

14、源。2N2的物理性质氮气难溶于水,难液化,密度比空气略小(与空气密度相近),只能用排水法收集N2。3N2的化学性质由于氮分子的键能很大,所以氮气的性质很稳定,只有在高温条件下才能发生一些化学变化。(1) 与H2的反应：N2+3H2、高温、高压、2NH3催化剂(2) 与O2的反应：N2+O2放电T2NO(3) 与Mg的反应：3Mg+N2点燃TMg3N24氮的固定(1) 定义：把大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为固氮。(2) 氮的同定的途径 生物固氮豆科植物的根部常附有小根瘤,其中含有固氮菌,能把空气中游离的氮变成氨(铵态氮肥)作为养分吸收,所以这些植物可以少施肥,甚至不施肥。 大气同氮闪

15、电时,大气中的氮转化为氮的氧化物,经降水生成极稀的硝酸(硝态氮肥),渗入土壤被植物根系吸收。N2+O2放电2NO2NO+O2f2NO23NO2+H2Of2HNO3+NO【注意】生物固氮和大气固氮统称自然固氮。 工业固氮氮气和氢气在高温、高压并有催化剂存在的条件下，可以直接化合生成氮nh3)。N2+3H2、高温、高压、2NH3催化剂工业上就是利用这个原理来合成氨的。(二)氨气1物理性质氨气是一种无色有刺激性气味的气体。密度比空气小，极易溶于水，易液化，液氨汽化时吸收大量的热，因此液氨可作制冷剂。2分子结构HH电子式：，结构式：I-'",分子空间构型：三角锥型，键和键之间的夹角为

16、107°18',为极性分子。3化学性质(1)与水反应NH3+H2ONH3H2ONH4+OH-nh3是中学化学中唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此性质检验nh3的存在。喷泉实验 实验原理：如右图所示，圆底烧瓶中充满nh3，由于氨极易溶于水，挤压胶头滴管,少量的水即可溶解大量的氨(1:700)，导致烧瓶内压强减小，在外界大气压作用下使烧杯中滴有酚酞的水压入烧瓶，形成美丽的红色喷泉。 实验现象：产生红色喷泉，这是因为氨溶于水后形成碱性溶液，遇酚酞显红色。 喷泉实验成败的关键：a. 烧瓶、预先吸液的滴管及长直玻璃管的外部都要干燥；b. 气体要充满圆底烧瓶；c瓶塞要严密，不漏

17、气，止水夹要夹紧。 说明问题：a.氨极易溶于水.b.氨气的水溶液显碱性。实验拓展：a.从喷泉实验的实验原理可知，只要烧瓶内的气体能被胶头滴管中挤出的少量液体快速吸收，使烧瓶内气体压强远远低于外界大气压，就可形成喷泉。因此理论上大多数气体都可做喷泉实验，关键是胶头滴管中的少量液体要选得合适。如：12345烧瓶中的气体6CO2h2sNO2+NOHCl滴管中的液体浓NaOH浓NaOH浓NaOH浓NaOHh2ob.此外，若改变喷泉实验装置，也可以使某些本来不能形成喷泉的气体形成喷泉，因此要从产生喷泉的条件认识形成喷泉的本质。(3)与酸反应NH3+HCl-NH4Cl(生成白烟)2NH3+H3SO4f(N

18、H4)2HSO4(俗称硫铵)NH3+HNO3fNH4NO3(俗称硝铵)NH3+CO2+H2OfNH4HCO3(俗称碳铵)(4)与O2反应4NH3+5O2Pt4NO+6H2O(该反应放热)A【注意】 通常状况下，氨在氧气中不反应。 反应条件：催化剂(如铂)、加热。 该反应放热。 该反应是工业上制硝酸的基础。4. NH3的实验室制法及工业制法(1) 工业制法N2+3H2、高温、高压、2NH3催化剂【注意】该反应为可逆反应，所以所得产品是nh3、n2、h2的混合物，利用nh3易液化的特点将nh3分离以后，n2、h2可循环使用。原料n2可通过蒸馏液态空气获得，而原料h2般通过焦炭与高温水蒸气反应获得，

19、有关反应方程式为：c+h2o高温Tco+h2,co+h2o高温Tco2+h2,除去co2即得H2。(2) 实验室制法 原理：固态铵盐与碱加热反应。2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3f+2H2O 发生装置：加热固体制取气体的装置，与制氧气类同。 干燥：在干燥管中盛放碱石灰(CaO、NaOH的混合物)作干燥剂。不能用浓硫酸、无水氯化钙作干燥剂，因CaCl2吸收氨气生成CaCl28NH3。 收集：向下排空气法。 验满：a.用湿润的红色石蕊试纸放在瓶口，若变蓝，则满;b.用蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口，若产生白烟，则满。5. 氨的用途(1)作制冷剂；(2)制氮肥；(3)制硝酸；(4)制纯碱

20、；(5)在有机合成工业中作原料。(三)铵盐与化学肥料1铵根离子的结构与铵盐的定义HHFH*NH+-L旷节一HHHr电子式为，结构式为，空间构型为正四面体型，键和键之间的夹角为109°28'。铵盐是由铵根离子和酸根离子构成的盐。在NH4+中存在着共价键和配位键，形成铵盐的离子都是非金属元素，但铵盐属于离子晶体，在铵盐中存在的化学键有：离子键、共价键和配位键。铵盐都是晶体，都能溶于水。2. 铵盐的化学性质(1) 铵盐受热分解如:NH4C1NH3f+HClfNH4HCO3nh3f+h2of+co2f【注意】 并不是所有的铵盐受热分解都产生nh3o NH4CI在试管中受热分解的现象与碘的升华相似。但二者有本质的差别，前者是NH4Cl分解后又化合成NH4Cl，属于化学变化过程。而后者是物理变化过程。(2) 铵盐与碱的反应如:(NH4)2SO4+2NaOH一Na2SO4+2NH3f+2H2O.NH4NO3+NaOHNaNO3+NH3f+H2O。【注意】铵盐与碱共热都能产生NH3,这是铵盐的共同性质。实验室利用铵盐的这一性质来制取氨气和验根离子的存在。3. 铵盐的用途及贮存(1)用途：铵盐可作氮肥。常用的氮肥有硝酸铵(nh4no3)、硫酸铵(nh4)2so