四川省成都市高中化学专题硫及其化合物课件新人教版必修1.ppt

非金属及其化合物专题,第三讲硫及其化合物（1）,（1）根据研究物质的思路和方法，掌握常见非金属单质及其重要化合物的主要性质和应用（2）了解常见非金属单质及其重要化合物对环境质量的影响。（3）了解水泥、玻璃和陶瓷的主要成分、生产原料及其用途。,考试说明原文,考试说明解读,考点1.硫及其重要氧化物,（1）了解S的原子结构、核外电子排布，掌握S的主要性质和应用。（2）掌握SO2、SO3的主要性质及应用,1.生活和生产中使用的硫磺是人工制备的？还是直接来自大自然？,考点精讲,请你思考,S基态核外电子排布式,1s22s22p63s23p4,S的原子结构简图,结论：硫较易得到2e-达到8e-稳定结构，显示出较强的氧化性。,1、硫原子结构,硫在自然界广泛存在，但主要以化合态存在；游离态的硫大多存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。,火山喷发形成的硫磺湖,火山喷发形成的硫磺温泉,2、实验时，如果试管内壁上粘有硫，你有哪些方法能把它除去？,请你思考,硫的重要物理性质：硫（俗称硫磺）是一种黄色晶体，质脆，易研成粉末，熔、沸点较低，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。,方法1：可以用CS2进行洗涤。,推论1,从硫是非金属单质且熔、沸点较低，可以判断出硫是分子晶体,方法2：加入热浓NaOH溶液,硫、硫的氧化物的重要转化关系,Cu2S,S,SO3,FeS,Na2SO4,H2SO4,SO2,H2SO3,Na2SO3,H2S,Na2S,比较硫与铁、铜反应及氯气与铁、铜反应生成物中金属元素的化合价，可判断氯原子得电子能力比硫原子强，从而推断出氯气的氧化性比硫强。,推论2,在单质硫和二氧化硫中，首先它具有非金属和酸性氧化物的通性；从化合价角度看，硫单质的化合价是0价，SO2中硫元素为+4价，它们都处于中间价态，所以它们既有氧化性又有还原性，主要表现为还原性。,推论3,推论4,相邻价态的粒子间不能发生氧化还原反应，如：硫的常见化合价为-2、0、+4、+6；因此S和H2S、S和SO2、SO2和浓H2SO4间均不能发生氧化还原反应。同一元素不同价态发生氧化还原反应时，一定要有中间态存在。,推论5,推论6,3、二氧化硫的特性-漂白性,SO2+H20+有色物质化合成不稳定无色物质加热又变成有色物质,二氧化硫漂白具有暂时性和可逆性,SO2，HClO,Na2O2,H2O2,O3,活性炭,漂白原理小结,中学阶段能被SO2漂白的经典试剂里只有品红,而其他情况下,SO2使试剂褪色的情况则表现为其酸性氧化物的性质(如SO2使呈红色的酚酞试液褪色)或其还原性(如SO2使溴水酸性高锰酸钾溶液褪色),特别提醒,高考链接,例1、请设计更多的实验方案验证两瓶无色气体哪一瓶是SO2是哪瓶是CO2？,（1）有刺激性气味的为二氧化硫，无气味的是二氧化碳,（2）用品红溶液，使品红溶液褪色的是二氧化硫，不能使品红溶液褪色的是二氧化碳。,（3）用高锰酸钾溶液，紫色褪去的是二氧化硫，无明显现象的是二氧化碳。2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4,（4）用溴水，使橙色褪去的是二氧化硫无明显现象的是二氧化碳。Br2+2H2O+SO2=2HBr+H2SO4,（5）用酸化的硝酸钡溶液，产生白色沉淀的是二氧化硫，无明显现象的是二氧化碳。2H2O+2HNO3+3SO2=3H2SO4+2NOBa（NO3）2+H2SO4=BaSO4+2HNO3,（6）用FeCl3溶液，使棕黄色颜色变浅的是二氧化硫，无明显现象的是二氧化碳。2FeCl3+SO2+2H2O=FeCl2+FeSO4+4HCl,例2.为探究SO2和NaOH溶液确实发生了化学反应,某实验小组的同学设计了下列三种实验装置,(1)写出SO2与过量NaOH溶液反应的离子方程式:_,(2)从实验装置中任意选择一种,简述出现的实验现象:选择的实验装置是_,实验现象为_,(或或),试管内液面上升,水槽液面下降(或气球胀大或烧杯内的水流入锥形瓶),(3)某同学质疑上述实验设计,该同学质疑的依据是_,SO2溶于水使气体的量减少,也出现类似现象,(4)在原实验的基础上,请你设计实验证明在实验的试管中SO2和NaOH肯定发生了化学反应:_,向反应后的溶液中加入过量BaCl2,如有白色沉淀,则肯定发生了化学反应,例3、直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2.(1)用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应:.（2）在钠碱循环法中，Na2SO3,溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是.,2OH-+SO2=SO32-+H2O,（3）吸收液吸收SO2的过程中，pH随n(SO32):n(HSO3)变化关系如下表:,上表判断NaHSO溶液显性，用化学平衡原理解释:。,酸性,两个过程同时存在，但电离程度大于水解程度,当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母:.,a.C(Na+)=2C(SO32-)+C(HSO3-),b.C(Na+)C(HSO3-)C(SO32-)C(H+)=C(OH-),c.C(Na+)+C(H+)=C(SO32-)+C(HSO3-)+C(OH-),a、b,(4)当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽再生。再生示意图如下:,HSO3-在阳极放电的电极反应式是。当阴极室中溶液升至8以上时，吸收液再生并循环利用。简述再生原理:.,HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+,H+在阴极得电子生成H2，溶液中H+浓度下降，促使HSO3-电离生成SO32-，且Na+进入阴极室，吸收液得以再生。,非金属及其化合物专题,第三讲硫及其化合物（2）,考试说明解读,考点2.硫酸,（1）掌握稀硫酸的重要性质及应用（2）掌握浓硫酸的重要特性及应用,（3）掌握的SO42-检验方法,1、请你观察下列化学实验原理示意图，有何现象？用电离方程式或离子方程式解释原因,铝片,稀硫酸具有酸的通性,H2SO4=2H+SO42-酸的通性（二元强酸）：,溶液变红2Al+6H+=2Al3+3H2FeO+2H+=Fe2+H2O,铝片,H+OH-=H2O溶液退色CO32-+2H+=CO2+H2O不反应，活动顺序表氢后金属不能置换酸中氢,铝片,2、今有两瓶失去标签的无色液体，只知其中一瓶是浓硫酸、一瓶是稀硫酸，你有哪些办法确认它们？,请你思考,方法一：观察状态，粘稠油状的液体是浓硫酸。,方法二：根据密度，等体积的液体较重的是浓硫酸。,方法三：溶于水，放出大量热的是浓硫酸。,方法四：在两个大烧杯中分别加入一定量的两种液体，将充满水蒸气的两个小烧杯倒扣其中，水蒸气很快消失的是浓硫酸。,方法五：加入胆矾晶体，由蓝色变成白色的是浓硫酸；无现象的是稀硫酸。,方法六：各取少许加入蔗糖中，能使蔗糖碳化变黑的是浓硫酸。,方法七：加入铜片并加热，产生气体的是浓硫酸；无现象的是稀硫酸。,方法八：加入铁钉，使之钝化的是浓硫酸；有气体生成的是稀硫酸。,方法九：能蓝色石蕊试纸先变红后变黑的是浓硫酸;只变红的是稀硫酸。,浓硫酸,稀硫酸,H2SO4,自身特性,（吸水性、脱水性、强氧化性）,3、浓硫酸的强氧化性,常温下，Fe、Al遇浓硫酸发生“钝化”。,与绝大多数金属反应（除Au、Pt）：,与非金属单质反应：,与还原性化合物反应：,2HBr+H2SO4（浓）=Br2+SO2+2H2O2FeO+4H2SO4（浓）=Fe2(SO4)3+SO2+4H2O,一定量的浓硫酸与足量不活泼金属反应时,硫酸不能完全反应，因为随着反应的进行，硫酸浓度变低不能再与金属反应。一定量的浓硫酸与足量活泼金属发生反应时，首先生成二氧化硫，然后生成氢气,特别提醒,3、有三位学生设计了三个方案，并都认为，如果观察到的现象和自己设计的方案一致，即可证明试液中有SO42-，试评述下述三种方案是否严谨，并说明理由。,请你思考,方案甲：试液白色沉淀沉淀不溶解方案乙：试液无沉淀白色沉淀方案丙：试液无沉淀白色沉淀,BaCl2溶液,足量稀盐酸,BaCl2溶液,足量稀盐酸,Ba(NO3)2溶液,足量稀硝酸,三、有关离子的检验,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。,SO42-的检验,注意：不能用HNO3酸化钡盐不能用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。,SO32-的检验,方法1、向溶液中加入盐酸，将产生的气体通入品红溶液中红色褪去；,SO32-+2H+=H2O+SO2,SO32-的检验,方法2：加入BaCl2溶液生成白色沉淀，加入盐酸，沉淀溶解并产生有刺激性气味的气体。,例4.在下图所示的实验装置中,实验开始一段时间后,观察到的现象不正确的是(),高考链接,A.苹果块会干瘪B.胆矾晶体表面有“白斑”C.小试管内有晶体析出D.pH试纸变红,答案:D,答案：D,解析:浓硫酸具有吸水性,会吸收试管内空气中的水蒸气,造成空气中水分减少,苹果块胆矾晶体饱和硝酸钾溶液均会失水,导致苹果块干瘪胆矾晶体表面有“白斑”小试管内有晶体析出,浓硫酸具有脱水性会使pH试纸碳化变黑,例5、用如图123所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是(),A上下移动中铜丝可控制SO2的量B中选用品红溶液验证SO2的生成C中选用NaOH溶液吸收多余的SO2D为确认CuSO4生成，向中加水，观察颜色,答案D,解析该装置的设计具有环保并且能随时控制反应的进行与停止，A、C项正确；本装置利用二氧化硫的漂白性检验其生成，B项正确；D项忽视浓硫酸的稀释要将浓硫酸注入水中，该项错误。,答案D,观察近几年高考试题可以发现，对浓H2SO4性质的考查具有一定的隐含性，主要表现在以下几个方面：如本题隐含了浓硫酸稀释的操作；隐含条件对反应的影响，如浓H2SO4与不活泼金属、非金属在不加热的条件下不反应，在加热的条件下与Fe、Al发生剧烈反应；隐含浓H2SO4与金属反应时，反应过程中浓度的减小对反应的影响。,启示,非金属及其化合物专题,第三讲硫及其化合物（3）,考试说明解读,考点3.硫酸的工业生产,（1）了解硫酸的工业制备原理。（2）了解SO2对环境的影响。（3）了解多步反应的计算原理。,一、硫酸的工业制法,1、三种原料：,硫或含硫矿石、空气、H2O,2、三套设备：,沸腾炉,接触室,吸收塔,3、三反应：,沸腾炉,（1）造气反应：,沸腾炉,炉气,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，燃烧充分，燃烧反应快，原料利用率高。,接触室,（2）接触氧化反应：,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,吸收塔,（3）吸收反应：,SO3+H2O=H2SO4,实际生产时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。,H2SO4,SO3,SO2,S,4、工业流程,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,硫酸工业生产的主要流程,请您思考,硫酸厂的尾气能不能直接排入大气？,（1）尾气的组成：SO2,O2,N2,5、硫酸厂的尾气处理,（2）SO2的危害,SO2是大气主要污染物，直接危害人类身体健康，引起呼吸道疾病，严重时会使人死亡。酸雨为SO2产生的二次污染物，酸雨的危害更广。,饮用酸化的地下水危害人类,腐蚀建筑物和工业设备,破坏土壤成分使农作物减产甚至死亡,损坏植物叶面导致森林死亡,破坏露天文物古迹,使湖泊中鱼虾死亡,（3）酸雨的危害,纯碱法：Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2,氨酸法：2NH3H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O,（3）硫酸工业废物的处理,、废气处理,(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2+H2O,得到的SO2含量较高，可返回用作原料。,废水处理,一般用熟石灰中和酸性废水。,废渣的利用,三、多步反应的解题技巧-关系式法,1、关系式的含义：化工生产中及科学实验时，往往涉及多步反应，通过找出起始物质和最终生成物质的量的关系，并依比例式进行计算，这种解题的方法，称为关系式法。,2、建立关系式的常用方法（1）核心元素守恒法,如：FeS22SO22SO32H2SO4,所以：FeS22H2SO4,氨氧化法制硝酸：NH3NONO2HNO3,所以：NH3HNO3,例如合成氨中：C+H2O=H2+CO.CO+H2O=CO2+H2,（2）化学方程式加合法,将+删除CO得到:C+2H2O=CO2+2H2,N2+3H22NH3,将x3+x2得到关系3C+6H2O+2N2=3CO2+4NH3,理论上：3C4NH3,例6、在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都是正确的是（）A硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的硫铁矿不能在空气中燃烧B从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中SO2会与杂质反应,高考链接,例6、在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都是正确的是（）CSO2氧化为SO时需使用催化剂，这样可以提高SO2的转化率DSO用98.3%的浓H2SO4吸收，目的是防止形成酸雾，以便使SO3吸收完全,D,例