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文档简介
硫及其化合物高三化学第一轮复习(2010届)第三篇元素及化合物第2部分非金属及其化合物能力测试点25
《2010考纲》要求(三)常见无机物及其应用1.常见金属元素(如Na、Al、Fe、Cu等)(1)了解常见金属的活动顺序。(2)掌握常见金属及其重要化合物的主要性质,了解其应用。(3)了解合金的概念及其重要应用。2.常见非金属元素(如H、C、N、O、Si、S、Cl等)(1)掌握常见非金属元素单质及其重要化合物的主要性质,了解其应用。(2)了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.以上各部分知识的综合应用。氧族氧族元素简介同素异形体臭氧过氧化氢二氧化硫的化学性质(跟氧气、水的反应,漂白作用)二氧化硫对空气的污染和防止污染常见的生活环境的污染和防止浓硫酸的性质(吸水性、脱水性、氧化性)硫酸盐(硫酸钙、硫酸钡)硫酸根离子的检验硫化氢BBACBAC选学D选学(1)演示实验:二氧化硫的漂白性;浓硫酸的化学性质;硫酸根离子的检验(2)观看录像:环境污染和环境保护(酸雨、温室效应、臭氧层破坏等)高考考查热点●以选择题形式考查氧族元素递变规律●以选择题形式考查臭氧和过氧化氢的性质●以选择题形式考查硫单质及其氧化物、氢化物性质●以推断题形式考查硫及其化合物的性质及转化●以实验题形式考查SO2的制取及收集●SO42-的检验●以选择、推断、实验等考查H2SO4的性质●以化工生产、环境保护和污染及治理为背景,考查物质的性质实验及计算.●与其他内容相联系的综合题一、氧族元素在周期表中的位置和原子结构1、氧族元素在周期表的位置名称:符号:氧硫硒碲钋
OSSeTePoO氧S硫Se硒Te碲原子结构示意图递变规律核电荷数:电子层数:原子半径:非金属性金属性单质氧化性单质还原性增大增多增大减弱增强减弱增强2、原子结构的相似性和递变性非金属性逐渐金属性逐渐氧化性逐渐还原性逐渐+826+16286+3428186+522818186问题探究一:1、中学阶段学过能形成同素异形体的元素有那些?举例说明?S、O、P、C、Si等如:红磷与白磷;氧气和臭氧;金刚石、石墨、C60等.注意:同素异形体与同位素区别?练习、下列结论正确的是()①微粒半径:S2->Cl>S>F②氢化物稳定性:HF>HCl>H2S>H2Te③离子还原性:S2->Cl->Br->I-④氧化性:Cl2>S>Se>Te⑤酸性:H2SO4>HClO4>H2SeO4⑥非金属性:F>Cl>S>Se②④⑥3、氧族元素单质物理性质的递变规律元素符号OSSeTe单质的颜色状态导电性密度熔点、沸点气体淡黄色灰色银白色无色固体固体固体不导电不导电半导体导电逐渐增大逐渐升高2、中学阶段学过的淡黄色或黄色的固体有那些?S、Na2O2、FeS2、AgBr、AgI等问题探究二:练习、钋元素是核电荷数最大的氧族元素,推测钋及其化合物最不可能存在的性质是A.钋是能导电的固体B.钋与H2不可能直接化合C.钋的熔点比硫的高D.钋的氢化物很稳定D练习、下列能说明R元素一定为氧族元素的是A、R为非金属,其氧化物对应水化物为H2RO3B.R的单质与H2化合生成H2RC.R的化合价既可为正价也可为负价D.R的氢化物的水溶液呈酸性BO2SSeTe与H2化合难易氢化物稳定性二氧化物对应水化物三氧化物对应水化物最高价氧化物水化物酸性4、氧族元素化学性质的相似性和递变性点燃剧烈反应加热时化合较高温时化合不直接化合H2OH2S
H2Se
H2Te
逐渐减弱SO2SO3SeO2TeO2SeO3TeO3H2SO3H2SO4H2SeO3H2TeO3H2SeO4H2TeO4H2SO4>H2SeO4
>H2TeO4相似性递变性物理性质状态
:
颜色:
熔沸点
:化学性质1)原子最外层电子数目都较_______2)都均为比较_______非金属,具有负价和正价;3)具有类似性质,如:N3-、S2-、I-只有还原性;0价等Cl、S、N既有氧化性又有还原性;+7价Cl+6价S、+5价N只有氧化性。1.同周期非金属性:
2.最高价含氧酸酸性
3.氢化物稳定性
4.单质氧化性
5.离子还原性
6.化合价:卤素、氮族都以奇数为主,氧族以偶数为主气→固浅→深低→高多活泼的逐渐增强逐渐增强逐渐增强逐渐增强逐渐减弱问题探究三:3、比较氮族、氧族和卤族的性质?1
2H2S+O2=2S+2H2O问题探究四4.你能够用2个反应事实说明氧的非金属性强于硫?2H2+O2=2H2O点燃H2+S=H2S△5、哪些实验事实说明氯元素的非金属性比硫元素强,并用原子结构知识加以解释?问题探究五答案:可以说明氯元素非金属性比硫元素强的主要实验事实有:
①氯气与氢气反应时光照可发生爆炸,反应剧烈,硫单质加热变为蒸气才可与H2化合,且H2S不如HCl稳定;
②H2SO4的酸性不如HClO4强;
③H2S与Cl2反应可生成硫单质;
S、Cl两原子电子层数相同,但Cl原子最外层电子数较多,且Cl原子半径比S原子小,最外层电子受原子核的引力较大,故氯元素非金属性应比硫元素强。【高考题赏析】1、(00全国)1999年,美国的劳伦斯贝克莱国家实验室等合成了116号元素(元素符号用R表示),则下列叙述中正确的是①其钠盐的化学式为Na2R;②其最高价氧化物的水化物是强酸;③R是金属元素;④R是非金属元素;⑤其最高价氧化物的化学式为RO3A.①⑤B.①②④C.②③⑤D.③⑤D第二部分氧、硫及其重要化合物一、氧气的制取和化学性质1、氧气的制取㈠工业制取分馏液态空气㈡实验室制取MnO2△2KClO32KCl+3O2↑⑴2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑△⑵2H2O22H2O+O2↑MnO2⑶2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑⑷⑴(2)⑶⑷根据?思考:
根据(1)(2)原理应选择何装置?(3)(4)又如何?氧气生成的原理?㈢其它能生成氧气的反应HgO△电解熔融Al2O3电解H2O、AgNO3溶液、CuSO4溶液HNO3—F2+H2OHClO——△2、氧气的性质(1)与金属如Na、Fe(2)与非金属如N2、P(3)与氧化物如CO、NO、SO2(4)与氢化物如H2S、NH3、CH4
(5)与酸如HI、H2SO3
(6)与碱如Fe(OH)2(7)与盐如FeSO4(H+)、Na2SO3、KI(6)与有机物如乙烯、乙醇、乙醛写出下列反应方程式22CH3CCH3O+2H2OCOOHCOOHO2+2H2O+4e=4OH-点燃Fe3O4322CuO22P2O5452Na2SO424Fe(OH)324点燃点燃Na+O2=Fe+O2=Cu+O2=P+O2=Na2SO3+O2=Fe(OH)2+O2+H2O=钢铁吸氧腐蚀时的正极反应:CH3CHCH3OH+O2CHOCHO+O2Cu△
催化剂Na2O222、臭氧的化学性质(1)不稳定:2O3=3O2(温度高分解快)1、臭氧的物理性质:常温、常压下,特殊(臭味)的淡蓝色气体,密度比氧气(大),比氧气(易)溶于水,沸点为-112.4℃,熔点-251℃,液态臭氧呈深蓝色,固态臭氧呈紫黑色。(2)氧化性:极强,可以氧化Ag、Hg二、臭氧的性质比O2更活泼O3+2KI+H2O=O2+I2+2KOH吸收太阳紫外线(2)臭氧层是人类和生物的保护伞4、臭氧的用途(1)漂白、消毒(3)漂白性:臭氧可用于漂白和消毒.染料受到臭氧的强氧化作用会褪色,(其褪色原理与HClO类似)臭氧还可以杀死许多细菌,因此,它是一种很好的脱色剂和消毒剂.3、制取臭氧:3O2=2O3放电氧气和臭氧性质比较O2O3常温下色态液态固态活泼性漂白性转化吸收紫外线无色无味气体有特殊臭味的淡蓝色气体淡兰色液氧深兰色液态臭氧淡兰色雪花状紫黑色固体活泼的单质更活泼的单质无漂白性有漂白性,是脱色剂消毒剂2O3=3O2催化剂3O2=2O3放电不吸收紫外线能吸收紫外线KOH1/3O3+2KI+H2O=O2+I2+2KOH练习、臭氧是有点腥味的淡蓝色的气体,具有比O2更强的氧化性.已知O3能使湿润的KI淀粉试纸变蓝,反应中有O2生成,反应中的还原产物为___________,如生成1molO2,则被还原的O3物质的量为______mol.1无色粘稠液体,水溶液俗称双氧水,市售双氧水为30%,医用双氧水3%。㈡物理性质:㈠双氧水的实验室制法Na2O2+2HCl=H2O2+2NaCl三、过氧化氢(过氧化氢的水溶液叫双氧水)分子式:H2O2电子式:H∶
O∶O∶H········利用强酸制弱酸结构式:写出过氧化氢的分子式、电子式、结构式,并说出其中氧元素的化合价.极性分子1、不稳定性3、强氧化性(强)
H2O2+H2S=
H2O2+2KI=SO2+H2O2=2Fe2++H2O2+2H+=4H2O2+PbS=(油画刷新)㈢化学性质2、弱酸性H2O2+Ba(OH)2=2H2O2====2H2O+O2↑(实验室制O2)MnO2
H2O2
H++HO2-4、还原性(弱)
5H2O2+2KMnO4+3H2SO4==H2O2+Cl2=H2O2+ClO-=
H2O2作氧化剂,还原产物为H2O
,不会引入新杂质.是绿色氧化剂。5H2O2+2KMnO4+3H2SO4==2MnSO4+5O2↑+K2SO4+8H2OH2O2+H2S=S↓+2H2OH2O2+2KI=I2+2KOHSO2+H2O2=H2SO42Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O4H2O2+PbS=PbSO4+4H2O(油画刷新)H2O2+Cl2=O2+2HClH2O2+Ba(OH)2=BaO2+2H2OH2O2+ClO-=Cl-+O2↑+H2O(四)用途:
(1)工业(10%,漂白剂);医疗(≤3%,消毒剂);高科技(火箭燃料)等。
(2)实验室制取氧气2H2O2====2H2O+O2↑MnO2练习⑴过氧化氢的沸点比水高,但受热易分解,某厂将制得的7%~8%的过氧化氢溶液浓缩成30%的溶液,采用的适宜方法()A.用常压蒸馏B.减压蒸馏C.加生石灰常压蒸馏D.加压蒸馏⑵将H2O2溶液滴入含有酚酞的NaOH溶液中,红色褪去.甲同学认为是由于H2O2是二元弱酸(H2O2H++HO2-),消耗了OH-,红色褪去.乙同学认为H2O2具有强氧化性,将酚酞氧化,红色褪去.试设计一个实验证明甲、乙两位同学谁的解释正确。⑶将双氧水滴入①酸性高锰酸钾溶液中;②加有淀粉的碘水中,溶液的颜色均褪去,此处双氧水表现出①
性,②
性.若用H218O2的双氧水与上述两溶液反应,18O将分别存在于①
中,②
中.
继续向红色消失的溶液中滴加NaOH溶液,若显红色,则因H2O2酸性所致,反之是酚酞被氧化所致.B水还原氧化氧气四、水1.作氧化剂
(1)纯水与活泼金属(2)强碱水溶液与铝、硅(3)与离子型氢化物反应(4)电解水溶液时提供氢离子放电2.作还原剂
(1)与氟气发生置换反应(2)用惰性阳极电解水溶液时水提供氢氧根离子放电(一)性质3.既是氧化剂又是还原剂例如电解硫酸溶液、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液的实质是电解水:4.氧化还原反应中既不是氧化剂又不是还原剂例如Cl2、NO2、Na2O2在水中的歧化反应例如酸性氧化物、活泼金属碱性氧化物、烯、炔与水化合或加成例如浓硫酸、某些盐与水化合生成水合物7.水解反应5、水合:6、水化:例如弱盐、类盐、卤代烃、酯、油脂、糖类、肽类与水反应8、水缔合名
称性
质水(H2O)过氧化氢(H2O2)分子结构
分子极性物理性质色态沸点H2R中最高(存在氢键)较高(423K)(存在氢键)密度1.00g·cm—31.465g·cm—3溶解性极性、离子化合物的良好溶剂任意比与水混合,得双氧水极性分子极性分子无色液体无色粘稠液体(二)水和过氧化氢性质比较化学性质H2OH2O2氧化性还原性漂白性酸碱性稳定性金属+H2O无漂白性中性2H2O2=2H2O+O2↑MnO2硫化氢+H2O2F2+H2OK2MnO4+H2O2有漂白性弱酸性稳定火山喷口处的硫五、硫1、硫的存在存在于火山喷口处,有S2、S8等同素异形体游离态——自然界存在于火山喷口、地壳岩层。人类在远古时代发现并使用硫。化合态——存在形式有:FeS2、CuFeS2、石膏、芒硝、煤和石油中含少量硫——污染大气物主要来源2、硫的物理性质
淡黄色晶体,俗称硫黄,硫很脆,不溶于水(比水重),微溶于酒精,易溶于CS2中,熔点112.8℃,沸点444.6℃。3、硫的化学性质S+O2===SO2△硫与金属反应一般生成低价的金属硫化物(1)还原性:S+2H2SO4(浓)==3SO2↑+2H2OS+6HNO3(浓)==H2SO4+6NO2↑+2H2O△△(2)氧化性:S+H2===H2S△S在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,在纯氧中燃烧发出蓝紫色火焰。△3S+6NaOH===2Na2S+Na2SO3+3H2O
残留在试管内壁的硫可以用二硫化碳洗涤,也可以用热NaOH溶液除去.(3)氧化性和还原性:S+Mg===Mg
S△3S+2Al===Al2S3△S+2Ag===Ag2S△S+2Na===Na2S△S+Fe===Fe
S△S+Hg===Hg
S△S+2Cu===Cu2S△处理汞滴4、硫的用途⑴制黑火药的主要原料⑵具有杀菌作用⑶硫和石灰可制成农药石灰硫磺合剂⑷加到橡胶中,可提高橡胶弹性⑸工业制硫酸的重要原料SSO2SO3H2SO4O2O2H2OS+2KNO3+3C==K2S+3CO2↑+N2↑点燃一硫二硝三木炭练习.将11.2g铁粉和2.2g硫粉均匀混合,在密闭容器中加热到红热,冷却后加入足量的盐酸,在标况下收集到的气体体积为()A.11.2LB.5.6LC.4.48LD.2.24LC
1六、H2S的制法和性质1、物理性质常温下为无色有臭鸡蛋气味的剧毒气体,溶于水成为氢硫酸(1:2.6)思考:液化石油气中常添加一些H2S气体,其目的是什么?小结:H2S有臭鸡蛋气味,若煤气泄漏则早知道.(1)不稳定性2、化学性质
(2)可燃性H2S=H2+S△氧气充足2H2S+3O2===2SO2+2H2O氧气不足2H2S+O2===2S+2H2O点燃点燃(3)还原性H2S+SO2=2H2O+3S2H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+还可被SO2、H2SO3、Cl2、Br2、I2、FeCl3溶液、HNO3、ClO-、O2、KMnO4溶液、H2O2等氧化。练习、把70mlH2S和90mlO2气体混合燃烧,反应后恢复原状况,可得到SO2体积是()A、50mlB.55mlC.、60mlD.70ml
BA:二元弱酸(4)氢硫酸的性质H2SH++HS-;H2S的水溶液——氢硫酸(具有弱酸性)HS-H++S2-NaOH+H2S(过量)=CuSO4+H2S=NaHS+H2OCuS↓+H2SO4溶液变浑浊B:强还原性思考:氢硫酸露置在空气中有什么变化?2H2S+O2===2S↓+2H2OH2S+Cl2===S↓+2HCl故氢硫酸不宜在空气中保存过久,否则会浑浊,应现配现用。5H2S+2KMnO4+3H2SO4=5S↓+2MnSO4+K2SO4+8H2OC:弱氧化性H2S+Cl2=2HCl+S↓注意:H2S通常被氧化成S,只有当氧化剂过量很多时,H2S才能被氧化成SO42-.Zn+H2S=ZnS+H2↑H2S+Br2=2HBr+S↓H2S+I2=2HI+S↓H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O练习、H2S分别通入下列溶液中,写出离子方程式FeCl3、I2、NaOH、K2S2FeCl3+H2S=2FeCl2+S↓+2HClI2+H2S=2HI+S↓
2NaOH+H2S=Na2S+2H2ONaOH+H2S=NaHS+H2OK2S+H2S=2KHS3、H2S的实验室制法:(1)原理:FeS+2HCl=H2S↑+FeCl2
或ZnS+2HCl=H2S↑+ZnCl2
(2)发生装置:或启普发生器启普发生器简易装置1(3)净化装置:H2S(HCl、H2O)饱和NaHS溶液(洗气瓶)或无水CaCl2、P2O5(球形或u形干燥管)(4)收集装置:向上排气法或(4)检验:湿Pb(NO3)2或(CH3COO)2Pb试纸Pb(NO3)2+H2S=PbS↓(黑)+2HNO3(CH3COO)2Pb
+H2S=PbS↓(黑)+2CH3COOH(5)尾气处理:NaOH溶液七:硫化物1.既可溶于水,又可溶于酸:FeS(黑色)、ZnS(白色)2MgS+2H2OMg(OH)2+Mg(HS)22.不溶于水,可溶于酸:Na2S、K2S、(NH4)2S、MgS、CaS、BaSFeS+2HCl=FeCl2+H2S↑3.既不溶于水,又不溶于酸:PbS(黑色)、CuS(黑色)、HgS(黑色)、Ag2S(黑色)4.只能存在于干态,遇水强烈水解的:Al2S3Al2S3+6H2O=2Al(OH)3
↓+3H2S↑金属活动性顺序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu无色有刺激性气味的气体,有毒(大气污染物),密度比空气大,容易液化(沸点:-10℃),易溶于水(1:40)。SO2是一种酸性氧化物,由于SO2中硫元素为+4价,属于中间价态,所以SO2既有还原性又有氧化性.1、物理性质2、化学性质:八、二氧化硫(1)酸性氧化物具有酸性氧化物的通性(SO2又叫亚硫酐)①与水反应SO2+H2OH2SO3SO2通入紫色石蕊溶液现象?紫色→红色②与碱反应③与碱性氧化物反应SO2+2NaOH=Na2SO3+H2OSO2+NaOH=NaHSO3SO2+CaO=CaSO3(除去燃煤中的SO2)④与盐反应SO2+NaHCO3=NaHSO3+CO2SO2+2NaHCO3=Na2SO3+CO2+H2O(2)SO2较强的还原性能被Cl2、O2、KMnO4(H+)溶液等强氧化剂所氧化,生成SO42-.SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl(Br2、I2也可发生同样反应)2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42—+4
H+5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4(紫色褪去,变无色)(SO3常温下为无色液体)(3)SO2的弱氧化性SO2+2H2S=3S↓+2H2O(气体)H2SO3+2H2S=3S↓+3H2O(水溶液)SO2+2Mg=S+2MgO点燃CO2+2Mg=C+2MgO点燃S
+Mg=Mg
S2SO2+O2
2SO3催化剂△对比:SO2跟某些有色物质化合生成无色物质,但该无色物质不稳定,见光、遇热或长久放置有容易分解恢复原来的颜色.如SO2可使品红褪色、草帽、纸浆等褪色,但一般不使酸碱指示剂褪色.(4)漂白性漂白原理漂白效果HClO氯水漂白粉Na2O2H2O2O3二氧化硫活性炭氧化漂白—不可逆与有色物质结合生成不稳定的无色物质。永久性漂白暂时性漂白,不能漂白指示剂归纳比较:常见漂白剂漂白原理的差异:物理吸附比较SO2与CO2的异同点(1)两者均为酸性氧化物,但对应的酸的酸性:H2SO3>H2CO3(2)两者都有氧化性2H2S+SO2=3S↓+2H2OC+CO2===2CO高温(3)两者都能使澄清的石灰水变浑浊,再通入过量又变澄清,加热又浑浊。CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2OSO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2OCO2+CaCO3+H2O=Ca(HCO3)2SO2+CaSO3+H2O=Ca(HSO3)2Ca(HCO3)2=CaCO3↓+H2O+CO2↑△Ca(HSO3)2=CaSO3↓+H2O+SO2↑△(4)SO2能使品红、KMnO4(H+)、氯水、溴水等溶液褪色,CO2不能.(5)SO2具有还原性,CO2没有.2SO2+O2
2SO3催化剂△5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4如何鉴别CO2和SO2?(1)用品红(2)用KMnO4溶液(3)用Br2水(4)用FeCl3溶液(5)用HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr2FeCl3+SO2+2H2O=FeCl2+FeSO4+4HCl溴水褪色棕黄色变浅2HNO3+3SO2+2H2O=3H2SO4+2NO↑H2SO4+Ba(NO3)2=BaSO4↓+2HNO3生成白色沉淀(紫色褪去,变无色)SO2使品红褪色练习、(1)将SO2气体通入品红溶液中,现象为_______________;加热煮沸后,现象为_________________________(2)将Cl2通入紫色石蕊试液中,现象为___________将SO2通入紫色石蕊试液中,现象为____________(3)将SO2通入呈红色的酚酞试液中,溶液褪色,是否是SO2的漂白性?__________________________(4)将SO2、Cl2按体积比1:1混合后通入紫色石蕊试液中,现象为_________________________________品红溶液褪色又恢复原来的颜色先变红后褪色变红色否紫色石蕊变红色Cl2呢?Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑强酸制取弱酸亚硫酸钠粉末和浓硫酸固+液亚硫酸钠是粉末,并且易溶于水,不能用启普发生器②原料:③发生装置:①原理:3、二氧化硫的制法Ⅰ.实验室制法:(70%较浓H2SO4)向上排空气法用氢氧化钠吸收SO2⑦尾气处理装置:⑤收集装置:④净化装置:盛有浓硫酸的洗气瓶二氧化硫是酸性气体,不能用碱性干燥剂Ⅱ.工业制法:燃烧硫或FeS2等金属硫化物。4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
高温⑥检验:湿品红试纸练习(05年广东)研究性学习小组进行SO2的制备及性质探究实验。⑴根据反应:Na2SO3(固)+H2SO4(浓)==Na2SO4+SO2↑+H2O,制备SO2气体。用下列简图,在答题卡的方框中画出制备并收集SO2的实验装置(含试剂)示意图。②实验过程中,使用分液漏斗滴加浓硫酸的操作是:打开分液漏斗上口的活塞,旋开分液漏斗的旋塞,慢慢滴加⑵将SO2气体分别通入下列溶液中:①品红溶液,现象是______________________________________②溴水溶液,现象是______________________________________③硫化钠溶液,现象是______________________________________溶液褪色溶液褪色溶液变浅黄色浑浊⑶有一小组在实验中发现,SO2产生缓慢,以致后续实验现象很不明显,但又不存在气密性问题。请你推测可能的原因并说明相应的验证方法(可以不填满)①原因__________________________,验证方法_____________________
______________________________________________________
____________________________________________________②原因__________________________,验证方法________________________________。__________________________________③原因_________________,
验证方法_______________________。Na2SO3变质取待测试样于试管中,加适量蒸馏水配成溶液先滴入足量稀盐酸,再滴入BaCl2溶液有白色沉淀生成,则证明该Na2SO3固体变质不是浓硫酸用洁净玻璃棒蘸取待测试样,涂白纸不变黑,则证明该溶液不是浓硫酸1九:亚硫酸:1.物理性质:无色易挥发液体2.化学性质:(1)弱酸性:H2SO3H++HSO3-K1=1.7×10-2HSO3-H++SO32-K2=6.24×10-8酸性强弱:中强酸属弱电解质即弱酸范畴。H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3
SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO22H2SO3+O2=2H2SO4(2)不稳定性:慢H2SO3=SO2↑+H2O△无游离H2SO3存在2H2SO3+O2=2H2SO4慢H2SO3+2H2S=3S↓+3H2O(水溶液)能被O2、Cl2、Br2、I2等氧化剂氧化(酸雨的酸性增强)(3)较强的还原性、较弱的氧化性:十:亚硫酸盐:1.物理性质:碱金属的亚硫酸盐易溶于水,其他金属的正盐都只微溶于水,而所有的酸式亚硫酸盐都易溶于水。2.化学性质:较强的还原性、较弱的氧化性:2Na2SO3+O2=2Na2SO4快2BaSO3+O2=2BaSO4Na2SO3+Cl2+H2O=2HCl+Na2SO4Na2SO3+2Na2S+6HCl=6NaCl+3S↓+3H2O比较:2Na2SO3+O2=2Na2SO4快2H2SO3+O2=2H2SO4慢2SO2+O2
2SO3催化剂△所以,还原性:M2SO3
>H2SO3
>SO23.SO32-的检验:待测物加盐酸气体通入品红溶液品红褪色4.Na2S2O3S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2ONa2S2O3+2HCl=2NaCl+S↓+SO2↑+H2O十一、三氧化硫
无色晶体,熔点16.8℃,沸点44.8℃。1.物理性质:2.化学性质:(1)酸酐:(硫酐)SO3+H2O=H2SO4;△H<0强烈放热(2)强氧化性:强氧化性:氧化性>浓H2SO43.工业制法:2SO2+O2
2SO3催化剂△十二、硫酸1、物理性质:纯硫酸为无色粘稠状液体,比水重,能与水按任意比例互溶,沸点为338℃,高沸点、难挥发。常见的浓硫酸质量分数为98.3%,密度为1.84g/mL,物质的量浓度为18.4mol/L。浓硫酸容易溶于水,同时放出大量热,它的密度又大于水。若将水注入酸中,水会浮在硫酸上面,溶解时放出的热会使水沸腾,使硫酸向四周飞溅,发生事故。因此稀释浓硫酸时,一定要把浓硫酸沿着器壁慢慢地注入水里,并不断搅动,使产生的热量迅速地扩散。①与指示剂显色②与活泼金属反应(制H2)③与盐反应a、强酸制弱酸(制SO2)b、高沸点酸制低沸点酸(制HF、HCl、HNO3)c、产生沉淀反应(得BaSO4)④与碱反应⑤碱性氧化物反应(与CuO反应)(1)强酸性(稀硫酸)2、化学性质(2)强吸水性:
浓硫酸吸收游离的水分子,形成较稳定的水合物。吸收的是溶剂水、水蒸气、湿存水、结晶水。浓硫酸可作干燥剂。常用来干燥中性气体和酸性气体如:H2、O2、CO2、SO2、Cl2、HCl等不能干燥NH3、H2S、HBr、HI等碱性或还原性气体(3)强脱水性:
浓硫酸使有机物分子里的H、O原子个数按2:1形式脱去水分子。脱水后得到碳或含H、O较少的有机物。如:醇、糖脱水。滤纸炭化变黑。C12H22O1112C+11H2O浓H2SO4C2H5OHCH2=CH2↑+H2O浓H2SO4脱水性和吸水性的区别吸水性中“水”以H2O的形式存在,而脱水性中“水”不是以H2O的形式存在,而是把有机物中的氢、氧原子按2:1的个数比脱去生成水。(4)强氧化性Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2
↑+2H2OC+2H2SO4(浓)=CO2↑
+SO2
↑+2H2O2HI+H2SO4(浓)=I2+SO2↑
+2H2O2HBr+H2SO4(浓)=Br2+SO2↑+2H2OH2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O钝化现象:常温下,浓H2SO4能使Fe、Al钝化。问题:能否用Fe或Al容器贮存热的浓H2SO4?不能在受热情况下,浓H2SO4不仅能跟Fe、Al反应,还能跟绝大数金属反应。工业上可以用铝槽车盛放、运输浓硫酸![回顾与归纳]浓H2SO4和稀H2SO4性质比较浓H2SO4稀H2SO4难挥发性吸水性脱水性强氧化性强酸性钝化现象与金属反应特点制备上用途难挥发或高沸点难挥发或高沸点有吸水性,可作干燥剂无吸水性,不可作干燥剂有脱水性,可使有机物炭化无脱水性,不可使有机物炭化强氧化性酸非强氧化性酸二元强酸二元强酸使Fe、Al钝化不能使金属钝化加热时与金属反应生成SO2常温下与金属反应生成H2可利用难挥发性制挥发性酸如:HCl、HF、HNO3可利用酸性制H2可用硫酸制取的气体(1)用浓硫酸制取的气体NaCl+H2SO4=NaHSO4+HCl↑△2NaCl+MnO2+2H2SO4(浓)=Na2SO4+MnSO4+Cl2↑+2H2O△NaNO3+H2SO4(浓)==NaHSO4+HNO3↑微热C2H5OHCH2=CH2↑+H2O浓H2SO4Na2SO3+H2SO4(较浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑△(2)用稀硫酸制取的气体Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑问题:同是H2SO4溶液,只是浓度不同,为何浓、稀H2SO4的性质有如此大的区别?性质不同来自于结构的不同。浓H2SO4指的是98.3%H2SO4,仅有1.7%的H2O,主要以H2SO4的水合分子存在,而稀H2SO4就只有水合H+和水合SO42-。H2SO4酸的通性与铜反应与碳反应使铁铝钝化强氧化性强吸水性、强脱水性特性与碱发生中和反应与碱性氧化物反应与某些盐反应浓硫酸使酸碱指示剂变色与活泼金属反应放出氢气Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2OC+2H2SO4(浓)=CO2+2SO2↑+2H2O
练习:向50ml18mol/L的硫酸中加入足量的铜片并加热,产生SO2在标况下的体积是
.小于10.08升若加入的是锌片则又如何?锌和浓硫酸反应时,如果锌过量,随着硫酸浓度的降低变成稀硫酸后,Zn仍能与稀硫酸反应生成氢气,得到的是SO2和H2的混合气体;Cu与浓硫酸反应时,如果Cu过量,随着硫酸浓度的降低变成稀硫酸后,两者将不再反应。练习、浓硫酸具有如下性质:A.酸性B.强氧化性C.难挥发性D.吸水性E.脱水性,下列实验或事实主要表现了浓硫酸的什么性质?
(1)浓硫酸可作气体干燥剂。
(2)浓硫酸不能干燥氨气。
(3)棉布上滴上浓硫酸出现破洞。
(4)浓硫酸不能干燥硫化氢。
(5)乙酸、乙醇与浓硫酸混和制乙酸乙酯
(6)浓硫酸可以制取氯化氢气体。
(7)胆矾遇浓硫酸变白色。
(8)铁片投入浓硫酸中不溶解。
(9)热的浓硫酸中投入银可溶解。DAEBDCDBB3、SO42-的检验:常常先用盐酸把溶液酸化,以排除CO32-、SO32-、Ag+等可能造成的干扰,再加入BaCl2溶液,根据是否有白色沉淀出现来说明原溶液中是否有SO42-存在。注意:①不能用HNO3酸化②钡盐不能用Ba(NO3)2溶液,因为在酸性条件下,SO32-、HSO3-、SO2等会被溶液中NO3-氧化.待测物足量HCl无现象加BaCl2溶液白↓4、H2SO4的用途:制过磷酸钙、硫酸铵、硫酸铜、硫酸亚铁、医药、炸药,用于铅蓄电池,作干燥剂、制挥发性酸、作脱水剂和催化剂等。硫酸生产反应式怎样制取硫酸流程图H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O2O2V2O5概括为:三个阶段,三个方程,三个设备H2SO4SO3SO2S硫化物如FeS2十三、硫酸的工业制法——接触法制硫酸
三种原料:硫铁矿(又称黄铁矿,主要成分是FeS2)、空气、98.3٪浓硫酸。4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2高温主要反应:主要设备:沸腾炉炉气SO2O2N2水蒸气
砷和硒的化合物矿尘使催化剂中毒对设备和生产有不良影响净化措施:除尘洗涤干燥1.二氧化硫的制取和净化为什么要将黄铁矿粉碎成细小矿粒?增大矿粉跟空气接触面积大,燃烧充分,燃烧快。问题:粉料口炉气口出渣口Fe2O3空气口净化沸腾炉空气口出渣口Fe2O3炉气口净化沸腾炉12.二氧化硫氧化成三氧化硫接触室(转化器)为什么叫接触法呢?主要反应:主要设备:二氧化硫与氧气是在催化剂的表面上接触时起反应的,接触室和接触法的名称由此而得。2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H<0V2O5450℃SO2接触氧化是一个可逆的放热反应,理论上在温度较低的条件下进行最为有利。但是温度较低时催化剂活性不高,反应速率低,从综合经济效益考虑对生产不利,所以生产中选择400℃~500℃;同时该反应又是一个总体积缩小的气体反应,增大压强,SO2的转化率能提高,但SO2的平衡转化率提高的并不多,若加压必增加设备的耐压力,增大投资和能量消耗且在常压下和400℃~500℃时S02的平衡转化率已经很高,故通常采用常压。净化后的原料气体冷SO2,空气SO2,SO3空气到吸收塔净化后的原料气体热催化剂催化剂逆向换热效果最佳接触室3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成吸收塔SO3+H2O=H2SO4⑴为什么不用水而用浓硫酸来吸收三氧化硫?SO3与水化合时,放出大量热。易形成酸雾,不利于三氧化硫的吸收。产物叫发烟硫酸.⑵为什么硫酸厂尾气不能直接排入大气?因尾气中含SO2,直接排入大气会造成污染。主要反应:主要设备:问题:SO3浓H2SO4发烟H2SO4至尾气处理硫酸工业生产流程自制动画沸腾炉接触室吸收塔净化冷却
SO3与水化合时,放出大量热。易形成酸雾,不利于SO3的吸收。三种设备3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成三阶段1.二氧化硫的的制取和净化2.二氧化硫氧化成三氧化硫三方程三设备2SO2+O22SO3V2O5△4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2高温沸腾炉接触室吸收塔SO3+H2O
H2SO4
小结4、生产中三废的处理1、尾气吸收2、污水处理一般用熟石灰中和酸性废水。3、废渣的利用炉渣、矿灰炼铁的原料提炼贵重有色金属制造水泥、造砖2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO
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