高考化学复习硫氮及其化合物.doc

硫 氮及其化合物硫 氮及其化合物 一 硫及其重要化合物的主要性质及用途 一 硫及其重要化合物的主要性质及用途 1 1 硫 硫 1 物理性质 硫为淡黄色固体 不溶于水 微溶于酒精 易溶于 CS2 用于洗去试 管壁上的硫 硫有多种同素异形体 如单斜硫 斜方硫 弹性硫等 2 化学性质 硫原子最外层 6 个电子 较易得电子 表现较强的氧化性 与金属反应 与变价金属反应 均是金属氧化成低价态 2Na S Na2S 剧烈反应并发生爆炸 2Al 3S Al2S3 制取 Al2S3的唯一途径 Fe S FeS 黑色 2Cu S Cu2S 黑色 与非金属反应 S O2 SO2 S H2 H2S 说明硫化氢不稳定 与化合物的反应 S 6HNO3 浓 H2SO4 6NO2 2H2O S 2H2SO4 浓 2SO2 2H2O 3S 6NaOH 2Na2S Na2SO3 3H2O 用热碱溶液清洗硫 3 用途 大量用于制造硫酸 硫化天然橡胶 也用于制药和黑火药 硫的氧化物 硫的氧化物 1 二氧化硫 SO2是无色而有刺激性气味的有毒气体 密度比空气大 容易液化 易溶于水 SO2是酸性氧化物 能跟水反应生成亚硫酸 亚硫酸是中强酸 SO2有强还原性 常见氧化剂 见上 均可与 SO2发生氧化一还原反应 如 SO2 Cl 2 2H2O H2SO4 2HCl SO2也有一定的氧化性 2H2S SO2 3S 2H2O SO2具有漂白性 能跟有色有机化合物生成无色物质 可逆 非氧化还原反应 实验室制法 Na2SO3 H2SO4 浓 Na2SO3 H2O SO2 或 Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 2H2O SO2 2 三氧化硫 是一种没有颜色易挥发的晶体 具有酸性氧化物的通性 遇水剧烈反 应生成硫酸并放出大量的热 加热 加热 加热 加热 点燃 加热 加热 3 比较 SO2与 CO2 SO3 SO2CO2SO3 主要物 性 无色 有刺激性气体 易液化易溶于 水 1 40 无色 无气味气体能溶于水 1 1 无色固体 熔点 16 8 与水反 应 SO2 H2O H2SO3 中强酸CO2 H2O H2CO3 弱酸SO3 H2O H2SO4 强 酸 与碱反 应 Ca OH 2 CaSO3 Ca HSO3 2 清液 白 清液 Ca OH 2 CaCO3 Ca HCO3 2 清液 白 清液 SO3 Ca OH 2 CaSO 4 微溶 紫色石 蕊 变红变红变红 品红褪色不褪色不褪色 鉴定存 在 能使品红褪色 又能使清石灰变浑浊 不能使品红褪色 但能使清石灰水变浑浊 氧化性 SO2 2H2S 2S 2H2OCO2 2Mg 2MgO C CO2 C 2CO 还原性有无 与 Na2O2 作用 Na2O2 SO2 Na2SO42Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O22Na2O2 2SO3 2NaSO4 O2 4 酸雨的形成和防治 酸雨的形成是一个十分复杂的大气化学和大气物理过程 酸雨中含有硫酸和硝酸等酸 性物质 其中又以硫酸为主 从污染源排放出来的 SO2 NOx NO NO2 是酸雨形成的主要 起始物 因为大气中的 SO2在光照 烟尘中的金属氧化物等的作用下 经氧化 溶于水等 方式形成 H2SO4 而 NO 被空气中氧气氧化为 NO2 NO2直接溶于水形成 HNO3 造成了雨水 pH 值降低 便形成了酸雨 硫酸型酸雨的形成过程为 气相反应 2SO2 O2 2SO3 SO3 H2O H2SO4 液相反应 SO2 H2O H2SO3 2H2SO3 O2 2H2SO4 总反应 2325 22224 222 MnFeCuV SOH OOH SO 硝酸型酸雨的形成过程为 2NO O2 2NO2 3NO2 H2O 2HNO3 NO 引起硫酸型酸雨的 SO2人为排放主要是化石燃料的燃烧 工业尾气的排放 土法炼硫 等 引起硝酸型酸雨的 NOx 人为排放主要是机动车尾气排放 酸雨危害 直接引起人的呼吸系统疾病 使土壤酸化 损坏森林 腐蚀建筑结 构 工业装备 电信电缆等 酸雨防治与各种脱硫技术 要防治酸雨的污染 最根本的途径是减少人为的污染物排 SO2 SO2 CO2 CO2 放 因此研究煤炭中硫资源的综合开发与利用 采取排烟脱硫技术回收二氧化硫 寻找替 代能源 城市煤气化 提高燃煤效率等都是防止和治理酸雨的有效途径 目前比较成熟的 方法是各种脱硫技术的应用 在含硫矿物燃料中加生石灰 及时吸收燃烧过程中产生的 SO2 这种方法称为 钙基 固硫 其反应方程式为 SO2 CaO CaSO3 2CaSO3 O2 2CaSO4 也可采用烟气脱硫技术 用 石灰浆液或石灰石在烟气吸收塔内循环 吸收烟气中的 SO2 其反应方程式为 SO2 Ca OH 2 CaSO3 H2O SO2 CaCO3 CaSO3 CO2 2CaSO3 O2 2CaSO4 在冶金工业的烟道废气中 常混有 大量的 SO2和 CO 它们都是大气的污染物 在 773 和催化剂 铝矾土 的作用下 使二者反 应可收回大量的硫黄 其反应原理为 SO2 2CO S CO2 4 4 硫酸 硫酸 稀 H2SO4具有酸的一般通性 而浓 H2SO4具有酸的通性外还具有三大特性 SO42 的鉴定 干扰离子可能有 CO32 SO32 SiO32 Ag PO43 等 待测液澄清液白色沉淀 说明待测液中含有 SO42 离子 硫酸的用途 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 二 硫酸的工业制法二 硫酸的工业制法 接触法 接触法 1 1 生产过程 生产过程 三阶段SO2制取和净化SO2转化为 SO3SO3吸收和 H2SO4的生成 三方程4FeS2 s 11O2 g 2Fe2O3 s 8SO2 g H 3412 kJ mol 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 196 6 kJ mol SO3 g H2O l H2SO4 l H 130 3 kJ mol 三设备沸腾炉接触室吸收塔 有 关 原 矿石粉碎 以增大矿石与 空气的接触面 加快反 应速率 逆流原理 热交换器 目的 冷热气体流向相反 冷 的 SO2 O2 N2被预热 逆流原理 98 3 的浓硫酸 从塔顶淋下 气体由下往 上 流向相反 充分接触 浓 H2SO4 氧化性 Br2 I2 S SO2 H2O S C Al 或 Fe 冷 足量 Cu 足量 Zn Fe2 HBr HI H2S SO2 H2O SO2 CO2 H2O 钝化 运装浓 H2SO4 CuSO4 SO2 H2O ZnSO4 SO2 后有 H2 H2O Fe3 SO2 H2O 只表现强 氧化性 兼有 酸性 脱水性 吸水性 C2H5OH 去结晶水 胆矾 作干燥剂 C H2O C2H4 H2O 糖等 无水 CuSO4 中性气体 无强还原性气体 非碱性气体 可干燥 1700 理而热的 SO3 SO2 O2 N2 被冷却 吸收更完全 设备中 排出的 气 体 炉气 SO2 N2 O2 矿尘 除 尘 砷硒化合物 洗涤 H2O 气 干燥 净化气 SO2 N2 O2 SO2 O2 N2 SO3尾气 SO2及 N2 O2 不能直接排入大气中 说 明 矿尘 杂质 易使催化剂 中毒 H2O 气 腐蚀设备 影响 生产 反应条件 理论需要 低温 高压 催化剂 实际应用 400 500 常压 催 化剂 实际用 98 3 的浓硫酸吸收 SO3 以免形成酸雾不利于气 体三氧化硫被进一步吸收 2 2 尾气处理 尾气处理 氨水 NH4 2SO3 NH4 2SO4 SO2 NH4HSO3 实例分析 例 1 常温下 往 H2O2溶液中滴加少量 FeSO4溶液 可发生如下两个反应 2Fe2 H2O2 2H 2Fe3 2H2O 2Fe3 H2O2 2Fe2 O2 2H 下列说法正确的是 A H2O2的氧化性比 Fe3 强 其还原性比 Fe2 弱 B 在 H2O2分解过程中 溶液的 pH 逐渐下降 C 在 H2O2分解过程中 Fe2 和 Fe3 的总量保持不变 D H2O2生产过程要严格避免混入 Fe2 例 2 某科研小组用 MnO2和浓盐酸制备 Cl2时 利用刚吸收过少量 SO2的 NaOH 溶液对其 尾气进行吸收处理 1 请完成 SO2与过量 NaOH 溶液反应的化学方程式 SO2 2NaOH 2 反应 Cl2 Na2SO3 2 NaOH 2NaCl Na2SO4 H2O 中的还原剂为 3 吸收尾气一段时间后 吸收液 强碱性 中肯定存在 Cl OH 和 SO 2 4 请设计实 验 探究该吸收液中可能存在的其他阴离子 不考虑空气的 CO2的影响 提出合理假设 假设 1 只存在 SO32 假设 2 既不存在 SO32 也不存在 ClO 假设 3 设计实验方案 进行实验 请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论 限选实 验试剂 3moL L 1H2SO4 1moL L 1NaOH 0 01mol L 1KMnO4 淀粉 KI 溶液 紫色石蕊 试液 实验步骤预期现象和结论 42SO H 222 含含ONSO 步骤 1 取少量吸收液于试管中 滴加 3 moL L 1 H2SO4至溶液呈酸性 然后将所得溶 液分置于 A B 试管中 来源 Z xx k Com 步骤 2 步骤 3 1 把 SO2通入 Fe NO3 3溶液中 溶液由棕黄色变为浅绿色 但立即又变为棕黄色 这时 候若滴入 BaCl2溶液 会产生白色沉淀 在上述一系列变化过程中 最终被还原的是 A SO2 B Cl C Fe3 D NO3 2 下列叙述正确的是 A 将 CO2通入 BaCl2溶液中至饱和 无沉淀产生 再通入 SO2 产生沉淀 B 在稀硫酸中加入铜粉 铜粉不溶解 再加入 Cu NO3 2固体 铜粉仍不溶解 C 向 AlCl3溶液中滴加氨水 产生白色沉淀 再加入过量 NaHSO4溶液 沉淀消失 D 纯锌与稀硫酸反应产生氢气的速率较慢 再加入少量 CuSO4固体 速率不改变 3 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 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 4 检验某未知溶液中是否含有 SO的下列操作中最合理的是 2 4 A 加入硝酸酸化的 Ba NO3 2 B 先加 HNO3酸化 再加 Ba NO3 2溶液 C 先加盐酸酸化 再加 BaCl2溶液 D 加入盐酸酸化了的 BaCl2溶液 5 对某酸性溶液 可能含有 Br SO H2SO3 NH 分别进行如下实验 2 4 4 加热时放出的气体可以使品红溶液褪色 加碱调至碱性后 加热时放出的气体可以使润湿的红色石蕊试纸变蓝 加入氯水时 溶液略显黄色 再加入 BaCl2溶液 产生的白色沉淀不溶于稀硝酸 对于下列物质不能确认其在原溶液中是否存在的是 A Br B SO2 4 C H2SO3 D NH 4 2 2 氮的循环 氮的循环 3 3 氮及其化合物的衍变关系 氮及其化合物的衍变关系 NH3 N2 NO NO2 HNO3 NH4NO3 NH3 NH3 H2ONH4 OH 4 4 氮氧化物 氮氧化物 各种价态氮氧化物 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 1 N 2 N 3 N 4 N 5 N 其中 N2O3和 N2O5分别是 HNO2和 HNO3的酸酐 气态的氮氧化物几乎都是剧毒性物质 在太 阳辐射下还会与碳氢化物反应形成光化学烟雾 NO 和 NO2性质比较 NO 一种无色气体 难溶于水 不成盐氧化物 常温下 极易被氧化为 NO2 2NO O2 2NO2 NO2 一种有刺激性气味的红棕色气体 溶于水后与水反应 3NO2 H2O 2HNO3 NO 5 5 硝酸的重要特性 强氧化性 硝酸的重要特性 强氧化性 浓 稀硝酸在与活泼或不活泼金属发生反应时 硝酸中被还原 一般不产生氢气 5 N 浓 稀硝酸与活泼金属反应时 被还原 所得产物可以是 NO2 NO 5 N 4 N 2 N N2O N2 或 NH3 鉴于反应复杂 中学对活泼金属与浓 稀硝酸的反应不 1 N 0 N 3 N 做要求 浓 稀硝酸与金属铜的反应 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 以上反应中 硝酸表现出氧化性同时还表现出酸性 其他不活泼金属 类似于铜与浓 稀硝酸反应 注意 一定量的浓硝酸与足量的铜发生反应时 硝酸会由浓 变稀 往往得到的是 NO 和 NO2的混合气体 浓硝酸与碳的反应 C 4HNO3 浓 CO 2 NO2 2H2O 硝酸只表现出氧化性 在浓硝酸中滴加几滴石蕊试液 微热 先变红 后褪色 说明浓硝酸的酸性及氧化性 冷的浓硝酸在常温下使铁 铝等活泼金属发生钝化 在其表面因氧化生成一层致密的氧化 膜 常温时 常把浓硝酸存放在铁质 铝质密闭容器里 但若加热 则会剧烈反应 王水 浓硝酸与浓盐酸的混合物 其体积比为 1 3 可溶解金 铂 钛等金属 7 7 NHNH4 4 的检验方法 的检验方法 8 8 光化学烟雾 光化学烟雾 氮氧化物 NOx 和碳氢化合物 HC 在大气环境中受到强烈的太阳紫外线照射后 发 生复杂的化学反应 主要生成光化学氧化剂 主在是 O3 及其他多种复杂的化合物 这是 一种新的二次污染物 统称为光化学烟雾 光化学烟雾主要发生在阳光强烈的夏 秋季节 实例分析 例 1 14 分 洗车安全气囊是德国安全的重要保障 当车辆发生碰撞的瞬间 安全装置 通电点火使其中的粉末分解释放出大量的氮气形成气囊 从而保护司机及乘客免受伤害 为研究安全气囊工作的化学原理 取安全装置中的粉末进行实验 经组成分析 确定该粉 末仅 Na Fe N O 四种元素 水溶性试验表明 固体粉末部分溶解 经检测 可溶物为化 合物甲 不溶物为红棕色固体 可溶于盐酸 取 13 0g 化合物甲 加热使其完全分解 生成氮气和单质乙 生成的氮气折合成标准 状况下的体积为 6 72L 单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化 合物丙和另和一种单质 化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐 请回答下列问题 1 甲的化学式为 丙的电子式为 2 若丙在空气中转化为碳酸氢盐 则反应的化学方程式为 3 单质乙与红棕色粉末发生反应的化学方程式为 安全气囊中红棕色粉末的作用是 4 以下物质中 有可能作为安全气囊中红棕色粉末替代品的是 A KCl B KNO3 C Na2S D CuO 5 设计一个实验方案 探究化合物丙与空气接触后生成可溶性盐的成分 不考虑结 晶水合物 例 2 某兴趣小组用题 27 图装置探究氨的催化氧化 1 氨催化氧化的化学方程式为 2 加热玻璃管 2 一段时间后 挤压 1 中打气球鼓入空气 观察到 2 中物质呈红热状 态 停止加热后仍能保持红热 该反应是 反应 填 吸热 或 放热 3 为保证在装置 4 中观察到红棕色气体 装置 3 应装入 若取消 3 在 4 中仅观察到大量白烟 原因是 4 为实现氨催化氧化 也可用装置 5 替换装置 填装置代号 化合物 X 为 只写一种 Na2O2的作用是 1 三氟化氮 NF3 是一种新型电子材料 它在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反 应 其反应的产物有 HF NO 和 HNO3 则下列说法正确的是 A 反应过程中 被氧化与被还原的元素的物质的量之比为 2 1 B NF3在空气中泄漏时不易被察觉 C 若 NF3泄漏 可以用 NaOH 溶液喷淋的方法减少污染 D 若反应中生成 1 0mol HNO3 转移的电子数目为 6 02 1023 2 下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂 其中错误的是 A B C D 3 下列对反应 3NO2 H2O 2HNO3 NO 的说法中正