含硫化合物的性质和应用z.ppt

2012年高考第一轮复习,含硫化合物的性质和应用,硫元素的物质链:,(1)存在:,在自然界中既有化合态,又有游离态存在,淡黄色晶体,俗称硫磺.难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,(清洗试管壁上残留的硫的物理方法-CS2),(2)物理性质:,(3)化学性质:,与金属的反应,与非金属的反应,与化合物的反应,一.硫（S）,（淡黄色固体有：Na2O2、AgBr、TNT等）,与金属的反应,生成低价金属硫化物,剧烈放热反应,剧烈反应爆炸,常温下,Hg+S= HgS 2Ag+S=Ag2S,清除汞,与非金属的反应,空气中：淡蓝色火焰 纯氧中：明亮蓝紫色火焰,与化合物的反应,清洗试管壁上残留的硫的化学方法 -强碱液,(4)硫的用途： 硫是重要的化工原料：制硫酸、农药、 火药、药品、硫化橡胶,黑火药的配方:一硫二硝三木炭,_色, _气味的_毒气体,密度比空气_,沸点是-10 oC易_, _ 溶于水(常温常压下一体积水能溶解_体积的二氧化硫)。,无,有刺激性,有,大,液化,易,40,二、二氧化硫,1、物理性质,(1) 与H2O反应:,SO2+H2O H2SO3（亚硫酸）,亚硫酸是一种二元中强酸，在水中部分电离,H2SO3 H+ +HSO3- HSO3- H+ +SO3 2-,、酸性氧化物的通性,不稳定 还原性,2、化学性质,(2)与碱反应 SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O SO2+NaOH=NaHSO3,试判断SO2通入澄清石灰水直至过量有何现象，并写出反应方程式 【思考】 SO2与CO2怎样区别？ 【思考】 硫酸工业的尾气吸收用什么？,（4）与盐反应：,与自身正盐的反应 SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3,与弱酸盐的反应 SO2+Na2CO3=Na2SO3 + CO2 SO2+NaHCO3=NaHSO3 + CO2,（3）与碱性氧化物反应： SO2+Na2O=Na2SO3 SO2 +CaO=CaSO3（钙基固硫）,SO3是一种无色固体，熔点（16.8），沸点（44.8 ），关注SO3的状态。SO3与H2O反应生成H2SO4，同时放出大量的热。工业上常用这两个反应制造硫酸。,（1）2SO2+O2 2SO3,、具有还原性（为主）,催化剂 ,【思考】 SO2既具有氧化性又具有还原性,浓硫酸具强氧化性，请你判断能否用浓硫酸来干燥SO2?说明你的理由.,SO2+2H2S=3S +2H2O,【思考】 SO2的漂白性与氯气相同吗？,（2）SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX 说明：SO2可以使氯水、溴水、碘水褪色。,、具有漂白性能使品红褪色,（3）SO2可以和很多氧化剂反应如： Fe3+、KMnO4、Na2O2、H2O2,、具有弱氧化性,SO2和Cl2漂白性对比,褪色,褪色,红色,不显红色,很快变成红色（不再褪色）,立即变红随即变为无色,验证二氧化硫氧化性、还原性、漂白性实验装置？,品红溶液褪色，证明SO2有漂白性 溴水溶液褪色，证明SO2有还原性 锥形瓶中生成浅黄色固体，证明SO2有氧化性。,与酸反应：,SO32-+H+=HSO3-,SO32-+2H+= SO2+H2O,有还原性：,2Na2SO3+O2=2Na2SO4,有氧化性:,SO32-2S2-+6H+=3S+3H2O,（一定要在酸性条件下）,亚硫酸盐（SO32-）,Na2SO3(粉末)+H2SO4(70%)=Na2SO4+H2O+SO2,原理:强酸制弱酸,3、实验室制法：,酸雨：指pH5.6的酸性降水,酸雨的危害:,1、影响水生生物的繁殖 2、土壤中钙、镁、磷等营养元素溶出并迅速流失，导致土壤肥力下降并酸化 3、农作物和树木生长遭到破坏 4、建筑物腐蚀加快,硫酸型酸雨的形成过程,二氧化硫的作用,酸雨的防治,1、含硫燃料预先脱硫处理 2、释放出的二氧化硫进行处理或利用回收 3、研究新能源 4、大力提倡植树造林，尤其栽种吸收SO2较多的柳杉、银槐、银杏等。 5、提高全民的环境保护意识。从1974年起，每年由联合国环境规划署确定一个主题，开展“世界环境日”的活动，其中1983年的主题是防治酸雨。,二氧化硫的用途：,制硫酸 漂白纸浆、毛、丝、草帽等 杀菌消毒,一分为二看问题！,练习：（1）在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是_溶液,加热时,溶液由红色逐渐变浅的原因是_,(2)在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液颜色变红，冷却后恢复无色，则原溶液可能是_溶液,加热时,溶液由无色变为红色的原因是_,2.把少量的SO2分别通入下列浓度相等的Ba(NO3)2溶液 Ba(OH)2溶液溶有氨的BaCl2溶液中.预计能观察到白色沉淀的溶液是( ) A. 和 B.只有 C. 和 D.全部,D,3.向含有FeCl3、BaCl2的酸性溶液中通入SO2气体会有沉淀产生,该沉淀是( ) A.BaSO4 B. FeS C.BaSO3 D. S,A,4.将等体积等物质的量浓度的氢硫酸、亚硫酸溶液各两份，先分别通入Cl2或O2，溶液的pH （y轴）与通入气体的物质的量（x轴）的关系如右图所视。曲线a、b、c、d能正确代表溶液pH的变化的是( ),a为氢硫酸中通入O2 b为亚硫酸中通入O2 C.c为氢硫酸中通入Cl2 D.d为亚硫酸中通入Cl2,AD,D,6.A.B.C.是中学化学中常见的三种化合物,它们各由两种元素组成.甲乙是两种单质,这些化合物和单质之间存在以下关系:,A.B.C.三种化合物中必含有乙元素的是_ (2)单质乙是_(填金属或非金属)理由是_ (3)单质乙的分子式是_,化合物B的分子式_,单质甲,化合物A,单质乙,化合物A和化合物C,单质乙和化合物C,化合物B,化合物B,A,B,非金属,S,H2S,与酸碱指示剂反应,与活泼金属反应,与碱性氧化物反应,与碱反应,与盐反应,Zn+ H2SO4(稀) = ZnSO4 + H2,CuO + H2SO4 (稀) = CuSO4+H2O,2NaOH + H2SO4 (稀) = Na2SO4+2H2O,BaCl2 + H2SO4 (稀) = BaSO4 +2HCl,H2SO4=2H+SO42-,使紫色石蕊试液变红,二元强酸，具有酸的通性,三、硫酸,稀硫酸的性质,颜 色 ：,状 态 ：,沸 点 ：,溶解度：,密 度 ：,无 色,油状液体,高沸点（338C）,比水大,难挥发,易溶于水，能与水以任意比混合，溶解时放出大量的热。,常用的浓硫酸质量分数为98.3%，其密度为1.84g/cm3，其物质的量浓度约为18.4mol/L,稀释浓硫酸时应该如何操作？,浓硫酸的性质,一、物理性质,二、浓硫酸的特性,、浓硫酸的吸水性,气体 ,浓硫酸,应用1：作气体干燥剂（氯气、氢气、二氧化碳等）,注：,浓H2SO4 不可干燥 NH3、 H2S 、 HBr、 HI等,可以吸收如：空气中的水分、物质中的现存水、结晶水合物中的结晶水等，形成硫酸的水合物。,应用 2：实验室快速制取HCl,浓盐酸中滴入浓硫酸,2、浓硫酸的脱水性 按水的组成脱去有机物中的氢、氧元素。,2)脱水性,-按水的组成脱去有机物 中的氢、氧元素,1)吸水性,-吸收现成的水,思考：吸水性和脱水性的区别？,原来没有水,浓硫酸能按水的组成比例脱去纸屑, 棉花,锯末等有机物中的氢氧元素,使这些有机物发生变化生成黑色的炭或其它含炭化合物。,黑面包实验,(1)与非金属单质反应：如：,思考1: 浓硫酸的作用？,思考2: 如何检验碳与浓硫酸反应生成物 ？,3、浓硫酸的强氧化性,C+2H2SO4(浓) CO2 +2SO2 +2H2O,S+2H2SO4(浓) 3SO2 +2H2O,(2)与金属反应：能氧化绝大多数的金属 如：,与氢前的金属反应一般也不产生氢气，如：,思考：浓硫酸体现了什么性质？,石蕊变红或品红褪色 反应后试管底部有白色固体生成物的水溶液变蓝,思考：该实验的实验现象？,酸性和氧化性,随着反应进行，浓硫酸被消耗，且被生成的水稀释，最终变为为稀硫酸:,(1)若是浓硫酸与氢前金属Zn、Mg反应将先生成SO2，在硫酸变稀后将有H2生成；,(2)若是浓硫酸和铜反应，在硫酸变稀后，Cu片和稀硫酸都将剩余。,练习：50毫升18摩/升的硫酸中加入足量铜片并加热，充分反应后，被还原的硫酸的物质的量（ ）,A 0.9mol B 0.45mol C 0.45mol D 0.45mol,D,(3)使金属钝化： 由于浓H2SO4有强氧化性， 在常温下，可使某些金属如Fe、Al等表面因氧化生成一层致密的氧化物薄膜，阻止内部金属继续跟浓H2SO4反应，这种现象称为“钝化”。,应用：可用铁或铝制容器贮存浓硫酸。,(4)与还原性化合物反应：如： H2S、HBr、HI,H2SO4（浓）+H2S=S+SO2 +2H2O,H2SO4（浓）+2HI=I2+SO2+2H2O,H2SO4（浓）+2HBr =Br2+SO2+2H2O,因此实验室制取或干燥这些气体时不能使用浓硫酸！,与金属反应小结,在加热条件下，可与绝大多数金属反应（Au、Pt除外），产生的气体是SO2气体，不是H2 ；,常温下，浓硫酸可使铁、l钝化。,与金属反应时浓硫酸表现酸性和氧化性；,小结,浓硫酸的性质,物理性质,特 性,吸水性,脱水性,强氧化性,金属,非金属,高沸点 密度大 难挥发 易溶水,常温,加热,如何鉴别失去标签的稀硫酸和浓硫酸？请同学们提出尽可能多的方案。,讨论：,浓、稀硫酸的比较,硫酸的产量是衡量一个国家化工发展水平的标志,三、浓硫酸的用途：,怎样制取硫酸流程图,H2SO4,SO3,SO2,S,FeS2,H2O,O2,O2,O2,V2O5,概括为：三个阶段，三个方程，三个设备,4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2,高温,主要反应：,主要设备：,沸腾炉,炉 气,SO2 O2 N2,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。,四、硫酸的工业法,接触法制硫酸,粉料口,炉气口去净化,出渣口Fe2O3,空气口,2 . 二氧化硫氧化成三氧化硫,接触室 （转化器）,400-500 V2O5,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。,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,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400500；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400500时S02的平衡转化率已经很高，故通常采用常压。,3 . 三氧化硫的吸收和硫酸的生成,吸收塔,SO3 + H2O = H2SO4, 为什么不用水而用硫酸来吸收三氧化硫？,三氧化硫与水化合时，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, 为什么硫酸厂的尾气不能直接排入大气？,由于尾气中含有二氧化硫，直接排入大气会造成污染。,主要反应：,主要设备：,SO3,浓H2SO4,超浓H2SO4,至尾气处理,生产过程中的“三废”及废热,（1）尾气吸收：2NH3H2O+SO2=(NH4)2SO3 (NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2+H2O,（2）污水处理：Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O,（3）废渣利用：黄铁矿矿渣可作为制造水泥的原料或用于制砖。含铁品位高的矿渣，经处理后可以炼铁,练习1.用含FeS275%的硫铁矿制硫酸,若煅烧时损失6%的硫,SO2氧化成SO3时损失2%的硫,要制取1t98%的浓硫酸,需这种硫铁矿多少吨?,练习2.将SO3溶解在浓H2SO4中所得到的H2SO4叫做发烟硫酸,通常以它的质量分数表示它的组成;现有0.1185g发烟硫酸,溶于水,能与0.125mol/LNaOH溶液20mL恰好完全中和,则式样中的SO3质量分数为( ) A.15% B.17% C.34% D.60%,A,练习3.使一定量的Zn与100ml 18.5 mol/L 浓H2SO4 充分反应， Zn完全溶解，同时生成标况下的气体22.4L，将反应后的溶液稀释至1L，测得H+的物质的量浓度为0.1 mol/L ，则加入的Zn的质量为（ ） A 130g B 65g C 37.5 g D 56g,B,五、SO42-的检验,先加足量稀盐酸，(若有SO32-、CO32-等离子则生成气体，若有Ag+则生成沉淀)，无现象,再加BaCl2或Ba(NO3)2 溶液,产生白色沉淀，证明有SO42-,六、几种重要的硫酸盐,制净水剂、发泡剂,KAl(SO4)2 KAl(SO4)2 12H2O 明矾,制农药、杀菌剂,CuSO4 CuSO4 5H2O,蓝矾、胆矾,常见的含硫矿物,硫磺 (S),黄铁矿(FeS2),石膏(CaSO42H2O),重晶石(BaSO4),芒硝(Na2SO410H2O),S S S S,-2,0,+4,+6,硫元素最高价(6)只有_，最低价(2)只具有_ ;中间价(0、4)既具有_，又具有_。 使硫元素由高价态向低价态转化需要加入_,而硫元素低价态向高价态转化