高中化学必修一第四章第三节硫和氮的氧化物

化学必修一第四章第三节硫和氮的氧化物一、二氧化硫和三氧化硫1.硫(1)硫的存在形式=1\*GB3①游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。=2\*GB3②化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在，如硫铁矿也称黄铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）、石膏（CaSO4·2H2O）和芒硝（Na2SO4·10H2O）。=3\*GB3③硫是一种生命元素，存在与某些蛋白质中，这也是石油、天然气、煤等化石燃料中经常含硫的原因。(2)硫的物理性质硫（俗称硫磺）是一种淡黄色晶体，质脆，易研成粉末。硫不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。熔、沸点低。(3)硫的化学性质=1\*GB3①硫的氧化性△△△=1\*alphabetica.将硫粉和金属钠混合在研钵中研磨，可以听到轻微的爆炸声，将该混合物加热，也可以发生反应：2Na+S==Na2S。△△△△=2\*alphabeticb硫与具有可变化合价的金属发生反应时，金属被氧化为低价态，如：Fe+S==FeS；2Cu+S==Cu2S。△=3\*alphabeticc硫蒸气与H2的反应：H2+S==H2S。=2\*GB3②硫的还原性点燃硫在空气中燃烧，产生微弱的淡蓝色火焰；在氧气中燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰。点燃S+O2=====SO2△=3\*GB3③硫与碱反应△附着在试管中的硫可以用热碱溶液洗涤。3S+6NaOH==2Na2S+Na2SO3+3H2O。=1\*GB3①通常情况下，硫不能使变价金属显高价，说明S的氧化性比Cl2弱。=2\*GB3②不管O2多少，S只能被氧化为SO2。因为把SO2氧化为SO3需要特定条件。=3\*GB3③金属汞撒落在地面可撒些硫磺覆盖，防止汞蒸气中毒，因为常温下：Hg+S==HgS。2.二氧化硫(1)二氧化硫的实验室制法实验室里可用亚硫酸钠固体与浓硫酸反应或铜与浓硫酸反应来制取SO2：△Na2SO3+H2SO4(浓)==Na2SO4+H2O+SO2↑△Cu+2H2SO4(浓)==CuSO4+H2O+SO2↑(2)二氧化硫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，易液化，易溶于水，常温常压下，1体积水能溶解40体积SO2。(3)二氧化硫的化学性质=1\*GB3①实验探究：SO2的化学性质实验操作实验现象=1\*GB3①液体充满试管；=2\*GB3②滴加紫色石蕊溶液后，溶液变为红色；=3\*GB3③滴加品红溶液振荡后，溶液褪色；=4\*GB3④加热后，试管中的溶液又显红色。实验结论=1\*GB3①SO2易溶于水，其水溶液显酸性；=2\*GB3②SO2具有漂白性，与有色物质混合生成不稳定的无色物质=2\*GB3②SO2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性a．和H2O反应：SO2+H2OH2SO3（亚硫酸能使紫色石蕊溶液变红）b．和碱性氧化物反应：SO2+CaO==CaSO3c．和碱反应：SO2（少量）+2NaOH==Na2SO3+H2O+2CO2SO2（过量）+NaOH==NaHSO3d．和盐反应：SO2（少量）+2NaHCO3==Na2SO3+H2O+2CO2（利用此反应可除去CO2中的SO2）SO2（过量）+NaHCO3==NaHSO3+CO2SO2和CO2都是酸性氧化物，都能使澄清石灰水变浑浊。故不能用澄清石灰水来鉴别SO2和CO2，可用品红溶液来鉴别。=3\*GB3③二氧化硫的氧化性二氧化硫分子中硫元素为+4价，处于中间价态，所以二氧化硫既有氧化性，又有还原性。但二氧化硫的氧化性不如还原性突出。2SO2+2H2S==3S↓+2H2OSO2与H2S在容器中相遇即可发生反应，生产黄色的固体硫附着在容器的内壁。SO2通入氢硫酸（H2S的水溶液）中，也发生同样的反应，使溶液变浑浊。=4\*GB3④二氧化硫的还原性SO2能使卤素单质的水溶液褪色。SO2+X2+2H2O==2HX+H2SO4(X=Cl、Br、I，F除外)SO2能使紫色的KMnO4溶液褪色。5SO2+2KMnO4+2H2O==K2SO4+2MnSO4+2H2SO4催化剂SO2能被Fe3+氧化。SO2+2FeCl3+2H2O==FeSO4+FeCl2+4HCl催化剂△SO2能被氧气氧化成SO3：2SO2+O22SO3△=1\*GB3①SO2和O2反应生成SO3的催化剂通常为五氧化二钒（V2O5）。=2\*GB3②硫在空气中加热（点燃或加热）只能生成SO2，不能生成SO3，是否生成SO3与O2是否足量无关。=5\*GB3⑤二氧化硫的漂白性向品红溶液中通入SO2后，品红溶液的颜色逐渐褪去。SO2具有漂白性，能漂白有色物质，如纸浆、毛、丝、草帽辫等。当给试管加热时，溶液又变红色，是因为生成的无色物质不稳定，受热分解而回复成原来的颜色。从氧化还原角度分析，二氧化硫起漂白作用时，所发生的反应不是氧化还原反应，这不同于臭氧、次氯酸盐的漂白性。3.三氧化硫拓展一二氧化硫的漂白性1.SO2与其他漂白剂的比较物质效果原因作用类型SO2暂时褪色和有色物质化合成无色的不稳定物质光合作用Na2O2、O3、Cl2(HClO)永久褪色将有色物质氧化成无色物质氧化作用活性炭暂时褪色物理吸附吸附作用2.不属于二氧化硫漂白性的褪色（1）二氧化硫使碱的酚酞溶液褪色滴有酚酞的氢氧化钠溶液呈红色，当通入二氧化硫气体时发生如下反应：SO2+2NaOH==Na2SO3+H2O或SO2+NaOH==NaHSO3反应使溶液碱性降低，因而溶液褪色，不是二氧化硫的漂白性所致。（2）二氧化硫使氯水、溴水、碘水褪色氯水、溴水、碘水分别呈黄绿色、橙色、棕黄色，当通入二氧化硫气体时发生如下反应：SO2+Cl2+2H2O==H2SO4+2HClSO2+Br2+2H2O==H2SO4+2HBrSO2+I2+2H2O==H2SO4+2HI反应使氯水、溴水、碘水溶液褪色，这些都是氧化还原反应所造成的褪色，不是二氧化硫的漂白性所致。（3）二氧化硫使高锰酸盐溶液褪色KMnO4溶液呈紫红色，当通入二氧化硫气体时发生如下反应：5SO2+2KMnO4+2H2O==K2SO4+2MnSO4+2H2SO4这也是氧化还原反应所造成的褪色，不是二氧化硫的漂白性所致。（4）二氧化硫使铁盐溶液褪色铁盐溶液如FeCl3溶液呈黄色，当通入二氧化硫气体时发生如下反应：SO2+2FeCl3+2H2O==FeSO4+FeCl2+4HCl这同样是氧化还原反应所造成的褪色，不是二氧化硫的漂白性所致。拓展二二氧化硫和二氧化碳的比较1.SO2和CO2的性质比较SO2CO2类型酸性氧化物酸性氧化物颜色无色无色气味有刺激性气味无气味水溶性易溶（1:40）能溶（1:1）水溶液酸性中强酸（比碳酸强）△弱酸△氧化性SO2+2H2S==3S↓+2H2OCO2+C==2CO还原性SO2+Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl——遇石灰水变浑浊Ca(OH)2+SO2==CaSO3↓+H2O变浑浊Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2OCaCl2或BaCl2不反应不反应品红溶液褪色不褪色酸性KMnO4溶液或溴水褪色不褪色2.鉴别和分离（1）SO2和CO2的鉴别方法=1\*GB3①用品红溶液：使品红溶液褪色的是SO2，不能使品红溶液褪色的是CO2；=2\*GB3②用氢硫酸溶液：出现淡黄色浑浊的是SO2，无明显现象的是CO2；=3\*GB3③用酸性KMnO4溶液：能使KMnO4溶液紫色褪去的是SO2，无明显现象的是CO2；=4\*GB3④用溴水：能使溴水褪色的是SO2，无明显现象的是CO2；=5\*GB3⑤用FeCl3溶液：能使FeCl3溶液黄色变为浅绿色的是SO2，无明显现象的是CO2；（2）常用来鉴别和分离SO2和CO2的装置如上图所示的装置中各部分的作用：装置A检验SO2的存在；装置B除去SO2气体；装置C检验SO2气体是否除去，并进一步吸收SO2；装置D检验CO2气体并吸收。拓展三氮的氧化物溶于水的计算1.相关化学方程式=1\*GB3①3NO2+H2O==2HNO3+NO=2\*GB3②2NO+O2==2NO2=3\*GB3③4NO2+O2+2H2O==4HNO3=4\*GB3④4NO+3O2+2H2O==4HNO32.氮的氧化物溶于水的可能情况（反应方程式同上）序号气体反应剩余气体剩余气体量=1\*ROMANINO2=1\*G