化学高考复习课件专题氧、硫及其化合物和环境保护.pptx

3,1.热点预测以环保问题为载体对SO2的制备和性质、H2SO4性质的考查是高考的热点,题型为选择题和非选择题,分值为215分。2.趋势分析预计2018年高考中会将氧、硫及其化合物的性质与其他元素化合物及氧化还原反应等知识结合,以实验题、工业生产流程题等形式进行考查。,4,一硫单质,1.硫元素的存在形态,2.硫单质的物理、化学性质,1,一硫单质,(1)汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理。(2)硫在过量、纯净的O2中燃烧的产物是SO2而不是SO3。(3)硫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。(4)硫与变价金属反应时,生成低价态金属硫化物,和变价金属与Cl2的反应情况不同,可对比记忆。(5)黑火药的成分为“一硫二硝三木炭”:S+2KNO3+3CK2S+3CO2+N2,【拓展延伸】,2,二硫的氧化物SO2和SO3,1.二氧化硫(SO2),3,二硫的氧化物SO2和SO3,4,二硫的氧化物SO2和SO3,【易错警示】,(1)SO2的检验将气体通入品红溶液后,溶液褪色,加热后溶液又恢复到红色则可验证该气体是SO2。注意“加热”是必不可少的步骤,因为氯气也能使品红溶液褪色,但加热后溶液不会重新变红色。(2)SO2是典型的可溶性酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性。2.三氧化硫(SO3),注意：标准状况下,SO3为固体,1molSO3的体积不为22.4L。,5,三硫酸及SO32、SO42的检验,1.硫酸的性质,6,三硫酸及SO32、SO42的检验,注意：(1)浓硫酸的稀释方法:将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。(2)常温下铁、铝遇冷的浓硫酸发生“钝化”,但加热时剧烈反应。2.SO32、SO42的检验(1)SO32的检验方法原理SO32+2H+SO2+H2O或SO32+Ba2+BaSO3,BaSO3+2H+Ba2+SO2+H2O。检验方法向溶液中加入盐酸,将产生的气体通入品红溶液中,红色褪去,加热后红色又恢复;或加入氯化钡溶液生成白色沉淀,加入盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体。,7,三硫酸及SO32、SO42的检验,(2)SO42的检验方法原理Ba2+SO42BaSO4(白色),BaSO4具有不溶于稀盐酸、稀硝酸的特性。检验方法待测液无现象有白色沉淀生成有SO42存在。,8,三硫酸及SO32、SO42的检验,(1)检验SO42时要防止其他离子的干扰。Ag+干扰:用稀盐酸酸化防止Ag+干扰,同理所用钡盐若是BaCl2也要防止Ag+干扰:Ag+Cl-AgCl。CO32、SO32干扰:因为BaCO3、BaSO3也是白色沉淀。但这些沉淀都溶于强酸,因此检验SO42时,必须用强酸盐酸酸化(不能用硝酸、硫酸酸化)。(2)钡盐的选择。所用的钡盐不能是Ba(NO3)2,一般用BaCl2,因为在酸性条件下,SO32、HSO3、SO2等会被溶液中的NO3氧化为SO42,从而得出错误的结论。,【特别提醒】,9,三硫酸及SO32、SO42的检验,3.重要的硫酸盐,10,三硫酸及SO32、SO42的检验,3.重要的硫酸盐,11,四臭氧和过氧化氢,1.臭氧,注意：(1)升高温度,O3的分解加快;(2)O3因具有强氧化性,常用于漂白和消毒。,12,四臭氧和过氧化氢,2.过氧化氢(1)结构化学式:H2O2电子式:结构式:HOOH,H、O原子个数比为11,H2O2是既含极性键,又含非极性键的共价化合物。(2)化学性质不稳定性:2H2O22H2O+O2还原性:遇强氧化剂时,显还原性,如:2KMnO4+5H2O2+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+5O2+8H2O。氧化性:遇较强还原剂时,显氧化性,如H2O2+2HII2+2H2O。,13,【拓展延伸】,(1)在MnO2或FeCl3催化下,H2O2分解加快,常用于实验室制O2。(2)H2O2中O的化合价为-1,处于氧元素的中间价态,因而既有氧化性,又有还原性,但以氧化性为主。(3)H2O2常用于杀菌消毒、漂白,是H2O2的氧化性所致。(4)H2O2体现氧化性时,被还原为无污染的H2O,因而常用于除去还原性的杂质离子。C.H2O2既有氧化性,又有还原性,与KMnO4反应时表现H2O2的还原性D.H2O2作漂白剂是利用其氧化性,漂白原理与HClO类似,和SO2不同,四臭氧和过氧化氢,14,【考法透析】,1.硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系H2S2Na2S2S0S+4O2H2S+4O3Na2SO+43S+6O3H2S+6O4Na2SO+64最低化合价只有还原性中间价态,既有氧化性又有还原性最高化合价只有氧化性2.硫及其化合物之间的转换规律(1)不同价态的硫是通过氧化还原反应联系的,相同价态的硫是通过酸碱反应联系的。(2)硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态,如,一硫及其化合物之间的转化,1,【考法透析】,H2S2S0S+4O2S+6O3(3)硫元素相邻价态的微粒间一般不发生氧化还原反应。如S与H2S、SO2与浓硫酸之间不发生氧化还原反应,故浓硫酸可用于干燥SO2气体。(4)当硫元素的高价态微粒与低价态微粒反应时,一般生成中间价态。如2H2S+SO23S+2H2O,2Na2S+Na2SO3+3H2SO43Na2SO4+3S+3H2O。(5)含硫物质的连续氧化。硫元素,一硫及其化合物之间的转化,2,【考法示例】,1在下列物质转化中,A是一种正盐,D的相对分子质量比C的相对分子质量大16,E是酸,当X无论是强酸还是强碱时,都有如下转化关系。ABCDE当X是强酸时,A、B、C、D、E均含同一种元素;当X是强碱时,A、B、C、D、E均含另外同一种元素。请回答下列问题:(1)A是,Y是,Z是。(2)当X是强酸时,E是,写出BC的化学方程式:。(3)当X是强碱时,E是,写出BC的化学方程式:。,一硫及其化合物之间的转化,3,【考法示例】,答案(1)(NH4)2SO2H2O(2)H2SO42H2S+3O22SO2+2H2O(3)HNO34NH3+5O24NO+6H2O解析由D的相对分子质量比C的相对分子质量大16,易联想D与C相比,分子增加1个氧原子,则D可能是氧化物。E为酸,则E应为含氧酸,而Y是能提供“O”的物质,Y为O2,Z为H2O。A为正盐,与强酸或强碱反应生成的物质都能连续两次被氧化,最后得到一种含氧酸,可推知,A与强碱反应时,A可能是铵盐:ANH3NONO2HNO3。A与强酸反应时,A可能为硫化物(含S2-):AH2SSO2SO3H2SO4。综上所述,可确定A是(NH4)2S。,一硫及其化合物之间的转化,4,【突破攻略】,除硫元素外,中学阶段常见的符合ABCD转化关系的还有:氮元素N2或NH3NONO2HNO3钠元素NaNa2ONa2O2NaOH碳元素CCOCO2H2CO3,一硫及其化合物之间的转化,5,二二氧化硫的特性,【考法透析】,1.SO2性质的多面性将SO2通入下列溶液中,观察到的现象及体现的SO2的性质如下:,6,二二氧化硫的特性,2.鉴别SO2和CO2的方法SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则沉淀都可消失。所以不能用澄清的石灰水鉴别SO2和CO2。通常可用以下方法:(1)根据物理性质。CO2无色无味;SO2无色,具有刺激性气味。(2)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。(3)酸性KMnO4溶液。使酸性KMnO4溶液褪色的是SO2;无明显现象的是CO2。(4)溴水。使溴水褪色的是SO2;无明显现象的是CO2。(5)硝酸酸化的硝酸钡溶液。产生白色沉淀的是SO2;无明显现象的是CO2。(6)FeCl3溶液。溶液颜色变浅的是SO2;无明显现象的是CO2。注意：SO2与CO2的鉴别主要是利用SO2的氧化性和还原性来进行。,7,二二氧化硫的特性,2下列溶液能够区分SO2和CO2的是H2S溶液酸性KMnO4溶液新制氯水品红溶液A.只B.只C.除以外D.全部答案D思路分析解答本题应注意以下两点:(1)根据SO2的氧化性和还原性来鉴别;(2)根据反应现象的差异来鉴别。解析SO2具有氧化性,能将H2S溶液氧化,生成单质硫(淡黄色沉淀),SO2也具有还原性,能被酸性KMnO4溶液和新制氯水氧化(溶液褪色),SO2还具有漂白性,能使品红溶液褪色,CO2没有这些性质,所以全部可以用来区别SO2和CO2。,【考法示例】,8,二二氧化硫的特性,【突破攻略】,检验SO2和CO2混合气体中存在CO2的一般流程注意:有时为简化装置,可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置,用较浓的酸性KMnO4溶液,现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅。,9,三浓硫酸的性质及综合实验探究,【考法透析】,不活泼金属(如Cu)a.开始产生SO2(加热)b.浓度变小,稀H2SO4不再与Cu反应c.生成SO2物质的量小于浓H2SO4中含H2SO4物质的量的12钝化:常温下浓H2SO4使Fe、Al钝化,若加热或将浓H2SO4稀释,则可以继续反应:2Fe+6H2SO4Fe2(SO4)3+3SO2+6H2O,Fe+H2SO4FeSO4+H2。(2)浓H2SO4与非金属的反应硫元素的化合价只降低氧化性硫元素的化合价不变酸性硫元素化合价部分不变,部分降低氧化性和酸性注意：(1)浓硫酸与物质发生氧化还原反应时,如果浓硫酸的量不足,则反应分两个阶段。浓硫酸变稀后,产生H2或反应停止。(2)浓硫酸参与的反应一般不写离子方程式。,10,三浓硫酸的性质及综合实验探究,【考法透析】,3某研究性学习小组的同学对铜与浓硫酸的反应进行了探究并收集所生成的气体。实验中他们将一定量的铜片与一定体积的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,充分反应直到无气体生成,反应结束后发现铜片有剩余。实验装置如图所示:,11,三浓硫酸的性质及综合实验探究,【考法透析】,(1)装置C的作用是,B中a、b处有一处错误,请在图中将其改正过来。(2)针对铜片有剩余的原因,该小组的同学进行了充分讨论,并提出了两种假设。假设a:硫酸的用量不足,铜未反应完。假设b:。(3)为确定上述假设是否合理,该小组同学进行了如下实验。甲同学通过分液漏斗继续向烧瓶中加入一定量的浓硫酸并加热,发现铜片继续反应,写出铜与浓硫酸反应的化学方程式,甲同学由此认为假设a正确。,12,三浓硫酸的性质及综合实验探究,【考法透析】,乙同学认为假设b正确,并设计如下实验证明自己的观点,请填写空白处。丙同学分析了甲的方案后认为该方案不能确保结论的准确性,理由是丁同学认为假设b正确,同时还认为验证假设b时,用BaCl2或铁粉代替Na2CO3也能达到目的,请对此作出评价。,13,三浓硫酸的性质及综合实验探究,答案(1)吸收SO2,防止污染空气在图中将a管下端延长至接近瓶底位置(2)浓硫酸变为稀硫酸,不能与铜反应(3)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O若有气泡产生,说明假设b成立,若无气泡产生,说明假设b不成立甲方案只能说明铜与浓硫酸在加热条件下反应,无法排除反应结束时存在稀硫酸的可能性反应结束后溶液中一定有CuSO4,故用BaCl2代替Na2CO3不能达到目的,但用铁粉代替Na2CO3可以达到目的。解析(1)产物SO2有毒,故应有尾气吸收装置;SO2的密度大于空气,用向上排空气法收集,应将a管下端伸入到接近瓶底的位置。(2)铜在加热的条件下可与浓硫酸反应但不与稀硫酸反应,故铜有剩余的另一种原因是浓硫酸变为稀硫酸后不能与铜反应。,14,三浓硫酸的性质及综合实验探究,(3)如果硫酸有剩余的话,加入Na2CO3溶液后会产生气体,如果硫酸没有剩余,则不会产生气体。甲同学的方案中,无法排除烧瓶中有稀硫酸的可能,因此不能确定硫酸是否不足量。因为生成物有CuSO4,所以不能用BaCl2代替Na2CO3;但铁粉可以与H+反应产生气泡,故可用铁粉代替Na2CO3。,由于硫酸可电离出H+、SO42,故检验本实验中反应后的溶液中是否剩余硫酸,可从检验反应后的体系内是否有H+或SO42的角度入手,但因生成物中一定有硫酸盐,故只能从检验H+角度入手。,【突破攻略】,15,四环境污染与环境保护,【考法透析】,1.酸雨(1)酸雨的形成pH5.6的降水称为酸雨,大量硫的氧化物和氮的氧化物散发到空气中,被雨水吸收后就形成了酸雨,酸雨的pH5.6(正常的雨水由于溶解了CO2而呈弱酸性,pH约为5.6)。(2)酸雨的危害及防治酸雨的危害:a.酸雨流入江河湖泊,导致鱼类死亡,影响水生生物的生长和繁殖;b.酸雨进入土壤,会使土壤酸化,营养元素流失,破坏农作物和树木的生长;c.酸雨腐蚀损坏桥梁、雕塑、建筑物、机器等;d.酸雨危害人体健康。酸雨的防治:a.消除污染源,研究开发能替代化石燃料的新能源(如氢能、太阳能、核能等);b.利用化学手段对含硫燃料预先进行脱硫处理,以降低二氧化硫的排放,对含SO2的废气进行处理或回收利用;c.提高全民的环境保护意识。,16,四环境污染与环境保护,【考法透析】,2.其他常见的环境污染,17,四环境污染与环境保护,【考法透析】,3.工业尾气及其主要成分(1)硫酸厂尾气:SO2、O2、N2等,一般用氨水吸收。(2)硝酸厂尾气:NO、NO2、N2、O2等,一般用NaOH溶液吸收。(3)高炉煤气:CO、CO2、N2等,一般回收利用。(4)炼钢烟气:Fe2O3烟尘、CO等,一般回收利用。(5)焦炉气:H2、CH4、CO、CO2、C2H4、N2等,可用作燃料。(6)氯碱工业:Cl2,一般用NaOH溶液吸收。,18,四环境污染与环境保护,【考法示例】,4某市一所中学的研究性学习小组的同学在学习了硫与氮的氧化物后,决定对造成本市严重空气污染的主要原因进行探究,他们通过查阅数据与请教老师后,将造成空气污染的主要原因归为如下4种:A.燃烧农作物秸秆B.燃烧煤C.粉尘污染D.机动车尾气污染随后他们对本市不同群体的人士进行了问卷调查,调查结果如图所示(调查对象为200名普通市民和200名环保人士)。,图一:市民的观点图二:环保人士的观点,19,四环境污染与环境保护,(1)市民认为造成本市空气污染的最主要的原因是(填代号,下同),环保人士认为造成本市空气污染的最主要的原因是。(2)下面是该研究性小组的同学对这次调查结果的分析,你认为合理的是。a.粉尘污染更具有普遍性b.政府应加强对科普知识的宣传教育c.市民对煤化学成分缺乏正确的认识d.政府应加大在清洁能源上的投入(3)B原因产生的主要污染气体是,空气中该成分含量较高时,会导致酸雨的形成。该小组的同学取某次降雨时的雨水用pH计(能较准确测量pH的仪器)测量其pH(每次测量间隔30分钟),测量结果如表所示。,20,四环境污染与环境保护,测量中雨水的酸性变化情况是,导致这种变化的原因是(用离子方程式表示)。在随后的进一步实验中检验出该雨水中含有SO42-,则检验试剂是。(提示:H2SO3有还原性)答案(1)CB(2)bcd(3)SO2先增强后不变2H2SO3+O24H+2SO42(或2SO2+O2+2H2O4H+2SO42)稀HCl酸化的BaCl2溶液解析市民与环保人士对造成该市环境问题的原因存在认知上的差异,其主要原因是普通市民对煤化学成分及燃烧产生的有害物质缺乏正确的认识。煤燃烧产生的污染空气的气体主要是SO2。由表中数据知,pH先变小后保持不变,故雨水酸性先增强后保持不变,原因是雨水中的亚硫酸被溶解的氧气氧化成硫酸。检验雨水中含有SO42的试剂是稀HCl酸化的BaCl2溶液。,21,【方法突破】