必修一 专题四硫、氮和可持续发展知识点

1、.专题四 硫、氮和可持续发展一、含硫化合物的性质和应用：1、so2 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-10）。是严重的大气污染物。备注：大气污染物通常包括：so2、co、氮的氧化物、烃、固体颗粒物（飘尘）等。（2）化学性质： so2 是酸性氧化物： 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）2）能使溴水褪色： so2 + br2 + 2h2o =h2so4 +2hbr3）与h2o2反应： so2 + h2o2 = h2so44）so2在水溶液中

2、能被kmno4（h+）、cl2、fe3+、hno3等氧化，归纳如下（都在通常条件下进行）： 氧化性：so2中s为+4价，可以降低，表现出氧化性，但氧化性很弱：so2 + 2h2s =3s+ 2h2o 漂白性：so2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（so2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：吸附型：活性炭漂白活性炭吸附色素（包括胶体） 强氧化型：hclo、o3、h2o2、na2o2 等强氧化剂漂白将有色物质氧化，不可逆 化合型：so2 漂白与有色物质化合，可逆（3

3、）酸雨硫酸型酸雨：1）硫酸型酸雨的形成：ph值小于5.6(酸雨的ph5.6)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co2形成弱酸h2co3，ph约为5.6。）硫酸型酸雨的形成途径： 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： 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：so2 + h2o h2so3 2h2so3 + o2 = 2h2so4精品.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，s

4、o2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： 石灰石-石膏法脱硫（钙基固硫法）：cao + so2 caso3， so2 + ca(oh)2 caso3 + h2o，2caso3 + o2 2caso4 氨水脱硫：so2 + 2nh3+h2o(nh4)2so3， 2(nh4)2so3 + o2 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（caso42h2o）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：热交换器的作用：预热so2和o2，降低so3的温度，便于被吸收。98.3%浓硫酸的作用

5、：如果直接用水吸收so3，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： so2 + 2nh3+h2o(nh4)2so3， so2 + nh3+h2onh4hso3古代制硫酸的方法是：用绿矾(feso47h2o)为原料,放在蒸馏釜中煅烧而制得硫酸.在煅烧过程中,绿矾发生分解,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(feso47h2o) =fe2o3so2so314h2o（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

6、浓硫酸沸点为338，属于典型的难挥发性酸，密度为1.84gcm-3。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,稀释放出的热量回使水沸腾,水喷溅出来危险. 浓硫酸难挥发，故可以制取易挥发性酸，如： （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。如：fe2o3 + 3h2so4 fe2(so4)3 + 3h2o 可用于酸洗除锈（2） 浓硫酸的特性： 热点链接：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h

7、2so4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)。精品. 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、o2、co2、cl2、hcl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h2、o2、n2、co、no、ch4等；二、酸性气体：so3、so2、co2、hcl、hf等；三、氧化性气体：o3、f2、cl2.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

8、不能干燥还原性气体和碱性气体. 脱水性：浓硫酸能将有机物中 h、o 按照 21 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 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 + so2+ h2o 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）。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

9、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。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) =s+ so2+2h2o 2hi + h2so4 (浓) =i2+ so2+2h2o 2hbr + h2so4 (浓) =br2+ so2+2h2o（5）几种重要的硫酸盐：（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

10、端为浓硫酸。因为浓硫酸具有吸水性，吸收空气中的水精品. 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。 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

11、 ，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，沸点444.6，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+6 价：so3、h2so4、na2so4、baso4、caso4 、feso4 （3）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价硫硫化氢不完全燃烧：硫化氢通入卤水中：h2s

12、+ x2=s + 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 =2nacl +s2）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 在常温下进行，常用于除去撒落的汞，且汞显高价。与非金属反应： 3）0价硫到+4价硫：4）+4价硫到0价硫： so2 + h2s =3s+ 2h2o5）+4价硫到+6价硫：精品.so2 +x2 + h2o = h2so4 + 2hx （x代表cl、br、i）2h2so2 +o2 = 2h2so4 （酸雨的酸性由弱变强的原因）6）+6价

13、硫到+4价硫：浓硫酸被还原，一般生成so2。总结：硫和含硫化合物相互转化的规律： 邻位转化规律：-2价s 0价s +4价s +6价s 越位转化的特例： 相邻价态不发生氧化还原反应：如二氧化硫与浓硫酸不反应，故实验室可用浓硫酸干燥二氧化硫气体。 归中反应规律：（4）含硫化合物间通过非氧化还原反应相互转化： fes + h2so4（稀）=feso4 + h2s，fes + 2h+=fe2+ + h2s 实验室制备h2s气体，采用固-液反应不加热制气体装置或启普发生器）。 h2s有毒，有臭鸡蛋气味，易溶于水，其水溶液叫氢硫酸。 h2s + 2naoh =na2s+ 2h2o实验室中常用naoh溶液吸

14、收多余的h2s气体，防止空气污染。 na2so3 + h2so4（浓）= na2so4 + so2+ h2o实验室或工业上制取so2的原理。 na2so3 + h2so4（稀）= na2so4 + so2+ h2o不用稀硫酸制取so2的原因是so2在稀硫酸中溶解度较大。二、生产生活中的含氮化合物：1、氮氧化物的产生及转化 （1）氮气： 存在：氮气约占空气总体积的78%。 物理性质：纯净的氮气是无色无味的气体，密度比空气稍小，难溶于水。 化学性质：n2分子结构稳定，化学性质不活泼，但在特定条件下会发生化学反应： 所以雷雨会生成no。氮气主要有以下三方面的应用：化工原料（合成氨、制硝酸等）；保护气

15、（填充灯泡、保鲜水果、粮食的保存等）；冷冻剂（超低温手术、超导材料的低温环境等）。（2）氮氧化物： no：无色无味的有毒气体（中毒原理与 co 相同），密度略小于空气，微溶于水。在通常情况下易被氧气氧化为no2：2no + o2=2no2 4no + 3o2 + 2h2o4hno3 no2：红棕色的具有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，能溶于水。氧化性较强，易与水、碱等反应：精品.3 no2+h2o=2hno3+no 4no2 + o2 + 2h2o4hno32 no2 + 2naoh = nano3 + nano2 + h2o no2 + 2ki =i2 + 2kno2（能使湿润的淀粉碘化

16、钾试纸变蓝）2no2 n2o4(no2和n2o4之间可相互转化，故通常测得no2的相对分子质量大于其实际值。)氮氧化物有：n2o，no, n2o3，no2，n2o4，n2o5，其中n2o3是hno2（亚硝酸）的酸酐，n2o5是hno3的酸酐。（3）硝酸型酸雨： 形成原理：3 no2+h2o=2hno3+no no + no2+h2o=2hno2 主要来源：氮肥的生产、金属冶炼、汽车尾气等。 防治措施：1） 为汽车安装尾气转换装置，将汽车尾气中的no和co转化成n2和co2：2） 对生产氮肥、硝酸的工厂尾气处理：2 no2 + 2naoh = nano3 + nano2 + h2o no + n

17、o2+ 2naoh =2 nano2 + h2o2、氮肥的生产和使用 （1）氨气的物理性质：常态下是无色、有刺激性气味的气体，极易溶于水（1:700），溶于水显碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。易挥发，易液化，液化时放出大量的热。液态氨汽化时吸收大量的热，使其周围物质的温度急剧下降，故液氨常用作制冷剂。氨水应在阴凉处保存。雨天、烈日下不宜施用氨态氮肥。（2）氨气的化学性质： 与水反应：nh3+h2onh3h2onh4oh喷泉实验：在干燥的烧瓶内充满氨气，塞上带玻璃管和胶头滴管的胶塞，玻璃管的下端插入滴有酚酞的水溶液中，打开橡皮管上的止水夹，挤压胶头滴管。 现象：烧杯中的水迅速进入烧瓶内，形成红

18、色喷泉，最后烧瓶内充满红色液体。 结论：氨气在水中溶解又多又快，使烧瓶内压强小于外界大气压，从而形成喷泉；酚酞试液显红色说明氨气的水溶液显碱性。 与酸反应：nh3 +hcl=nh4cl（产生白烟，是nh4cl固体小颗粒，这可以检验氨气的存在。）2nh3+h2so4=(nh4)2so4 具有还原性：精品. 制备硝酸： 2 nh3 + 3cl2 =n2 + 6hcl（nh3少量） 8 nh3 + 3cl2 =n2 + 6 nh4cl（nh3过量） （3）氨水的成分及性质： 氨水所含的微粒有：h2o，nh3，nh3h2o，以及少量的nh3h2o电离出的nh4+ 和 oh-，少量水电离出的h+和oh-

19、 氨水易挥发逸出氨气，可用于检验浓盐酸、浓硝酸等挥发性酸，反应是形成白烟。（4）nh3的制备： 工业上合成氨： 实验室制取氨气：化学药品：氯化铵晶体，熟石灰固体。实验室制取氨气方法： 2nh4cl+ca(oh)2=cacl2+2nh3+2h2o 加热浓氨水 nh3h2o= nh3+2h2o 浓氨水和碱石灰 氨水中加入碱石灰，生成氢氧化钙，溶液碱性增大，且反应放热，有利于氨气的生成nh3h2o=nh3+2h2o集气方法：向下排空气法验满：1）将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝。 2）将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，产生白烟。干燥方法：可用碱石灰、生石灰、硅胶等干燥剂；氨气溶于水显碱性，不能用浓硫酸、五氧化二磷等干燥。（2）铵盐： 物理性质：易溶于水，大多数是无色晶体。 化学性质：a、铵盐受热易分解为氨气和对应的酸，故应保存在阴凉处：1）若该酸不稳定，则继续分解，如：该反应式可用于nh4cl的提纯.2）如生成的酸为氧化性酸，则该酸不会与氨气发生氧化还原反应，如nh4no3受热分解较复杂：（nh4）2so42nh3+h2so4精品. b、铵盐与碱反应放出氨气，可利用该性质检验铵根离子nh4+的