高中化学复习知识点深度剖析 专题四 第三节 硫和氮的氧化物.doc

2013化学复习知识点深度剖析 专题四 第三节 硫和氮的氧化物考纲解读考纲内容要求名师解读硫的氧化物8. 以硫及其化合物的相互转化关系为基础综合考查元素及化合物知识；9.10. 以二氧化硫和亚硫酸盐的氧化性和还原性为命题点，综合考查氧化还原反应的概念和计算；以含氮化合物为主线的物质推断，考查元素化合物的综合知识依然是考查的主体11.氮的氧化物基础巩固 一、二氧化硫的性质和应用 1物理性质：颜色：_，气味：_；毒性：_，密度：比空气_，溶解性：_。 2化学性质：(1) 酸性氧化物通性：与h2o反应：_；与碱性氧化物反应：与cao的反应为：_；与碱反应：与naoh溶液的反应为：_；与某些弱酸盐溶液反应：与na2co3溶液反应：_。（2）还原性：so2能被o2、x2（cl2、br2、i2）、kmno4 （h）溶液等强氧化剂氧化。与o2反应：_；与x2反应：_。（3）氧化性：与h2s反应：_。（4）漂白性：原理：so2可与某些有色物质生成_而起漂白作用，见光、加热或长时间放置，_又分解为原有色物质和so2。 3酸雨的形成（1） 形成过程：_的燃烧、_的冶炼和 的生产等过程中产生的二氧化硫，在光照、烟尘中的金属氧化物等作用下，与氧气反应生成三氧化硫，三氧化硫溶于雨水后形成硫酸。反应方程式：_、_、_、_、_。（2）主要危害：使水体、土壤酸化，影响鱼类、农作物及树木生长；腐蚀建筑物、雕塑等。（3）防治方法：从消除污染源入手，研发新能源，如_、_、_等；对含硫燃料进行_处理；对工业生产中产生的so2进行_；提高全民的环保意识。 【思考交流1】把so2和cl2分别通入紫色石蕊试液中，现象相同吗？为什么？ 提示：把so2和cl2分别通入到紫色石蕊试液中，现象不同，其原因是：so2溶于水生成h2so3，使石蕊试液变红，但不能使石蕊试液褪色；cl2溶于水生成了hcl和hclo，酸使石蕊试液变红，又由于hclo的强氧化性，所以最终使石蕊试液褪色。 二、氮气及氮的氧化物 1物理性质颜色气味毒性密度溶解性n2_比空气_no_比空气_no2_比空气_ 2化学性质（1）氮气：； （2）no与o2反应：_； （3）no2与h2o反应：3no2h2o=2hno3no。 3氮的氧化物对环境的影响 （1）形成_； （2）形成_； （3）破坏臭氧层。 【思考交流2】如何鉴别no2与溴蒸气？ 提示：由于no2和br2在性质上有不少相似性：均具有氧化性；溶于水均有酸生成；均可与碱反应；均为红棕色等。所以不能用淀粉ki试纸、ph试纸、naoh溶液来鉴别，但二者性质又有差别，可以用下列方法鉴别：agno3溶液；ccl4；水洗法。 二、1颜色气味毒性密度溶解性n2无色无味无毒比空气稍小难溶于水no无色无味有毒比空气稍大不溶于水no2红棕色有刺激性气味有毒比空气大与水发生反应 2（2）noo2= no2 3（1）硝酸型酸雨（2）光化学烟雾探究实验拓展实验：探究so2和cl2的漂白原理【原理】so2和cl2虽都有漂白性，但漂白原理和现象各有不同，cl2的漂白原理是cl2溶于水生成的hclo具有强氧化性，将有色物质氧化成无色物质，褪色后不能恢复到原来的颜色，而so2是由于它溶于水生成的h2so3与有色物质直接化合，形成不稳定的无色化合物，褪色后在一定的条件下又能恢复原来的颜色。 【准备】干燥的so2 、干燥的cl2 、品红试纸、品红溶液 、o3 、h2o2、cl2 、试管、酒精灯 【操作】 (1)为了探索比较so2和cl2的漂白原理，甲同学做了如下对比实验：a将干燥的so2和干燥的cl2分别通到干燥的品红试纸上，发现红色试纸均不褪色；b将so2和cl2分别通入品红溶液中，发现品红溶液均褪色；c加热b中漂白后的溶液，发现前者恢复红色，并产生刺激性气体，后者不能；d将so2和cl2分别持续通入紫色石蕊试液中，发现前者只变红，不褪色，后者先变红，后褪色。 练一练：请根据甲同学的实验事实，简要说明so2与cl2的漂白原理相同与不同之处。相同之处：so2和cl2本身都没有漂白性，起漂白作用的分别是与水反应后的产物_和_。不同之处：h2so3只能与某些有机色质发生_反应，生成不稳定的无色物质，产物受热分解再放出so2，是非氧化还原反应；hclo能与很多有机色质发生_反应，生成物较稳定。【操作】乙同学为了探索对比o3、h2o2和cl2的漂白能力大小，将等体积等浓度的品红溶液与三种漂白剂呈喷雾状分别反应，至完全褪色时，发现消耗三种漂白剂的物质的量相同，但褪色时间o3最短，h2o2次之，cl2最长。消耗三种漂白剂的物质的量相同的原因是：每摩尔物质_相等。o3漂白速度较h2o2快的主要原因是_；cl2漂白速度最慢的主要原因可能是_。(3)丙同学为了比较h2o2和naclo的氧化性强弱，将两者混合，观察到产生大量无色无味气体。丙同学认为，发生反应的离子方程式为_，由此确认naclo的氧化性强于h2o2；丁同学认为产生气体也可能是h2o2分解的原因，建议丙同学进一步补充实验来确认。补充实验需要的试剂是_和_。参考答案：h2so3hclo加合氧化还原得电子数氧化性o3h2o2cl2与h2o反应生成hclo浓度较小h2o2clo=clh2oo2agno3溶液稀hno3重点突破 一.直击考点 考点一 二氧化硫的化学性质拓展 在高考中这类试题的特点主要是联系环境，结合社会生活，经常以填空题或者选择题的形式出现。 so2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性 和水反应：so2 + h2o h2so3 （亚硫酸能使紫色石蕊试液变红） 和碱性氧化物反应：so2 + cao = caso3和碱反应：亚硫酸为二元酸，与碱反应可形成正盐或酸式盐 so2（少量）+ 2naoh = na2so3 + h2o so2（过量）+ naoh = nahso3 so2 + 2nh3h2o = (nh4)2so3 （用氨水吸收so2） so2 + ca(oh)2 = caso3+ h2o （能使澄清石灰水变浑浊） 和盐反应：so2（过量）+ nahco3 = nahso3 + co2 （酸性：h2so3h2co3） so2（少量）+ 2nahco3 = na2so3 + 2co2 + h2o 氧化性、还原性：so2中硫元素为+4，处于硫元素的中间价态，所以so2既有氧化性，又有还原性，以还原性为主。a常温下能氧化h2s气体：so2 + 2h2s = 3s+ 2h2o； bso2能使卤水褪色：so2 + x2 + 2h2o = h2so4 + 2hx （x=cl、br、i）； cso2能使紫色的酸性kmno4溶液褪色： 5so2 + 2kmno4 + 2h2o = k2so4 + 2mnso4 +2 h2so4； d能被fe3+ 氧化：so2+2fecl3 +2h2o=2fecl2 +2hcl+h2so4；eso2能被催化氧化成so3：2so2 + o2 2so3。 漂白性 【例1】so2通入下列溶液中，溶液褪色或变浅，说明so2具有漂白作用的组合是（ ） kmno4（h+，aq） 溴水 碘水 氯水 fe3+（aq） a b c全部 d都不是 【例2】 某实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应。用如图所示的装置进行实验。通入足量so2气体，将带余烬的木条放到d管口处，木条复燃。 请回答下列问题： （1）装置中b的作用是_，d的作用是_。 （2）根据实验现象预测，c管中反应的化学方程式是_。 （3）请设计一种实验方案证明你的预测是正确的：_。 （4）你若怀疑c管中有部分硫酸钠生成，请你设计一种实验方案证明是否有硫酸钠生成_。 （5）若实验前称量得过氧化钠的质量为m1g，充分反应后称得c管中固体的质量为m2g，若固体全是na2so3时，则m2与m1的数量关系是_；若固体全是na2so4时，则m2与m1的数量关系是_；若固体中既有na2so3，又有na2so4时，则m2与m1的数量关系是_。 考点二 co2和so2性质的异同这类试题的特点在于考查我们的类比能力和知识的再现能力，主要以填空题形式出现。（1）物理性质相同点：常温下，都是无色气体，密度都大于水。不同点：二氧化碳没有气味，二氧化硫有刺激性气味；二氧化碳无毒，二氧化硫有毒；二氧化碳能溶于水（1体积水大约溶解1体积气体），二氧化硫易溶于水（1体积水大约溶解40体积气体）；二氧化硫易液化。（2）化学性质相同点：都是酸性氧化物。都能和水反应生成酸，生成的酸不稳定，只能存在于溶液中：co2+h2oh2co3，so2+h2oh2so3；都能与碱反应，用量比不同，可以生成两种盐。so2、co2气体通入澄清石灰水中，都是先生成沉淀，当so2、co2过量时沉淀又溶解：ca(oh)2 + so2 = caso3+ h2o，caso3 + so2 + h2o = ca(hso3)2，ca(oh)2 + co2 = caco3+ h2o，caco3 + co2 + h2o = ca(hco3)2。不同点：二氧化硫常表现还原性，二氧化碳常表现氧化性。2so2+o22so3，co2+c2co； 二氧化硫能被高锰酸钾、氯水、溴水、碘水等氧化剂氧化，二氧化碳不能； 二氧化硫具有漂白性，能漂白某些有色物质，二氧化碳不能； 造成环境破坏的原因不同：二氧化硫形成酸雨，二氧化碳引起温室效应。【例3】 在二氧化碳中混有少量的二氧化硫、三氧化硫、氯化氢杂质。设计一种一步只除去一种杂质，最后得到干燥纯净二氧化碳的实验方案。试回答： （1）气体经过各试剂（自选）的顺序为_。（2）写出有关的离子方程式_。若a瓶品红溶液褪色，证明混合气体含有so2，b瓶除去剩余的so2，c瓶品红溶液不褪色，说明so2已除净，若d瓶生成了白色沉淀，证明原混合气体中含有co2。 考点三 氮及其化合物的转化 这类试题是高考的重点考查内容，设置的考点较多，试题量较大，试题重视理论联系实际，学以致用，注重化学学科与社会的联系，将氮族元素知识作为概念理论的载体，作为计算题的载体，以新情景来考查这部分知识的掌握和理解水平。试题常常涉及环境污染，不同价态氮元素的氧化还原反应，nox及hno3的性质，氨及铵盐的性质，气体的制备，溶液的稀释，有关实验和计算，以hno3的工业制法为载体的stse试题等。【例4】下图表示从固体混合物中分离x的2种方案，请回答有关问题。 （1）选用方案i时，x应该具有的性质是 ，残留物应该具有的性质是 ；（2）选用方案从某金属粉末（含有au、ag和cu）中分离au，加入的试剂是 ，有关反应的化学方程式为 ；（3）为提纯某fe2o3样品（主要杂质有sio2、a12o3），参照方案i和，请设计一种以框图形式表示的实验方案（注明物质和操作） 。解析：（1）从题中给的信息可理解为升华或蒸馏，因此x的性质为加热时可升华，或易挥发。残留物必须热稳定性好，且没有挥发性。（2）金、银、铜三种金属金的活泼性最差，不能与硝酸反应，选用硝酸作为试剂，过滤即可。（3）三种氧化物中，sio2、al2o3都能与强碱发生反应，但fe2o3不会反应，可以选浓naoh溶液反应后过滤。但如果sio2的含量大，则不宜用前面所述方法，可选用盐酸溶解，过滤后去除sio2，再在混合液中加入过量的溶液，过滤得fe(oh)3沉淀，洗涤后加热分解的方法。答案：（1）有挥发性（或易升华） 受热不挥发，且具有较高的热稳定性（2分）（2）hno3 3cu8hno3(稀)=3cu(no3)22no4h2o3ag4hno3(稀)=3agno3no2h2o或cu4hno3(浓)=cu(no3)22no22h2oag2hno3(浓)=agno3no22h2o（3分）（3） 考点四 氮的氧化物与水的反应计算这类试题主要是计算型的选择题，需要我们掌握好下列知识：（1）no2与n2的混合气体溶于水时可依据反应3no2h2o2hno3no，利用气体体积变化差值进行计算。（2）no2和o2的混合气体溶于水，由4no2o22h2o4hno3可知当体积比（3）no和o2同时通入水中时，其反应为：4no2o24no2，4no2o22h2o4hno3，总反应式为：4no3o22h2o4hno3。当体积比（4）no、no2、o2三种混合气体通入水中，可先按（1）求出no2与h2o反应生成的no的体积再加上原混合气体中的no的体积，即为no的总体积，再按（3）进行计算。 【例5】充满no2和o2混合气体10ml的试管，倒立在盛有水的水槽中，最后剩余lml气体。问原混合气体中no2和o2的体积各占多少？ 可知和o2发生反应后剩余的no2为3ml， 所以发生4no2o22h2o4hno3的no2和o2共7ml。 v0（no2）0.87ml5.6ml v（no2）5.6ml3ml8.6ml v（o2）0.27ml1.4ml 【答案】原混合气体中no2和o2的体积分别是7.2ml和2.8ml或8.6ml和1.4ml。 【点评】 请同学们注意进行no和no2的比较：nono2物理性质无色，不溶于水，有毒气体红棕色，溶于水，有刺激性气味，有毒气体化学性质2no + o2 = 2no2（检验no的存在）6no + 4nh3= 5n2 + 6h2o3no2 + h2o = 2hno3 + no2no2 n2o4制备工业4nh3 + 5o2 4no + 6h2o2no + o2 = 2no2实验室3cu + 8hno3（稀）= 3cu(no2)2 + 2no+ 4h2ocu + 4hno3（浓）= cu(no2)2 + 2no2+ 2h2o二.走出误区误区一 认为使澄清石灰水变浑浊的一定是co2初中化学中介绍了检验二氧化碳的方法：将气体通入足量澄清石灰水，若溶液中出现浑浊，说明该气体中含有二氧化碳。现在，我们知道二氧化硫通入足量澄清石灰水也有类似现象，所以使澄清石灰水变浑浊的不一定是co2。正确检验二氧化碳的方法：先排除二氧化硫的干扰，再通入澄清石灰水。【例1】下列验证碳和浓硫酸反应的产物中有二氧化碳的方法正确的是（ ） a直接通入澄清石灰水b先通过足量烧碱溶液再通入澄清石灰水c先通过足量nahco3溶液再通入澄清石灰水d先通过足量酸性kmno4溶液再通入澄清石灰水错解：cd原因：因为碳和浓硫酸反应的产物中同时存在co2和so2，所以要先除去so2，a错误；b除去so2的同时除去了co2，b错误；c、d都可以除去so2，故选cd。正解：d原因：nahco3虽然可以除去so2，但是同时生成co2，所以使澄清石灰水变浑浊并不能证明一开始就有co2，c错误。误区二 氯水、漂白粉、na2o2、木炭、so2都能使品红溶液褪色，认为其褪色原理相同氯水、漂白粉使品红褪色是因为生成的hclo将品红氧化而使其褪色，na2o2也是将品红氧化而使其褪色，以上褪色都是永久性的，不能恢复原色，属氧化性漂白；木炭属于吸附有色物质而使其褪色，是物理变化，属吸附性漂白；so2使品红褪色是发生化合反应生成不稳定的无色物质，该物质容易分解，恢复为原来的有色物质的颜色，是暂时的褪色，属化合性漂白。【例2】cl2和so2都具有漂白作用，都能使品红溶液褪色。若将等物质的量的cl2、so2混合后再通入品红与bacl2的混合溶液，能观察到的现象是（ ）溶液很快褪色 溶液不褪色 出现白色沉淀 不出现沉淀a b c d.错解：a原因：两种漂白剂混合必然导致漂白性增强，且溶液不出现白色沉淀，故选a。正解：c原因：cl2具有强氧化性，so2具有还原性，若同时使用，它们将发生如下反应：cl2so22h2oh2so42hcl。这样两者等物质的量混合，会恰好完全反应而丧失漂白作用，溶液因此不会褪色，同时生成baso4白色沉淀，故正确。 巩固复习1下列变化中，不属于化学变化的是（ ） aso2的使品红溶液褪色； b氯水使有色布条褪色； c活性炭使红墨水褪色； do3使染料褪色。答案：c解析：活性炭使红墨水褪色是吸附，发生的是物理变化。2so2是常见的大气污染物之一，我国规定空气中so2含量不得超过0.02mgl1。下列措施中能够减少so2排放量的是（ ）用天然气代替煤炭做民用燃料提高热能利用率使用cs2萃取煤炭中的硫燃煤中加入石灰后使用a全部bcd3为了除去混入co2中的so2，最好将混合气体通入下列哪种溶液中（ ） a饱和烧碱溶液b饱和小苏打溶液 c饱和纯碱溶液d浓硫酸答案：b解析：饱和烧碱与饱和纯碱溶液既能吸收so2又能吸收co2，故a、c不正确；浓硫酸不能吸收so2，故d不正确。4发射卫星的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反应，产生的大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要是co2、h2o、n2、no，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红烟。产生红烟的原因是（ ）a高温下n2遇空气生成no2 bno遇空气生成no2 cco与no反应生成co和no2dno和h2o反应生成h2和no2答案：b解析：根据火箭喷出大量红烟这一明显现象，可推知应为no2，n2与o2在高温下反应生成no，而非no2。5如图所示，两个连通玻璃容器用活塞分开，左右两室各充入一定量no和o2，且恰好使两容器内气体密度相同，打开活塞，使no与o2充分反应，最终容器内混合气体密度比原来（） a增大b无法确定 c不变 d减小 答案：c解析：混合气体总质量和总体积都不变，因此混合气体密度也不、 6下列四组混合气体（体积比）为no2o221，noo221，nh3o221，no2noo2111，将分别盛满上述各种气体的容积相等的四支试管倒置于盛有水的水槽中，最后试管内液面由低到高顺序正确的是（）。a b c d 答案： d解析：题中四组混合气体分别与水反应（或溶于水后）有某种气体剩余，则这部分气体将在倒置于水的试管的上部，剩余气体越少，试管内液面越高。nh3极易溶于水，剩余体积的o2。三组可与水反应，若完全反应则无剩余气体，否则，有剩余气体，按反应物的计量数关系，得出结果。最后，比较即可得出答案。 7现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的ph，所得数据如下：测试时间/h01234雨水的ph4.734.624.564.554.55分析数据，回答下列问题： （1）雨水样品的ph变化的原因是（用化学方程式表示）_； （2）如果将刚取样的上述雨水与自来水相混合，ph将变_，原因是（用化学方程式表示）_。答案：（1）2h2so3 + o2 = 2h2so4 （2）小 h2so3 + cl2 + h2o = h2so4 + 2hcl解析：（1）酸雨放置时ph变化，其原因是雨水中的h2so3被空气中氧气氧化所致；（2）雨水和自来水混合，应考虑h2so3与cl2的反应。8 将32.64g铜与140ml一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的no和no2混合气体在标准状况下的体积为11.2l。请回答：（1）no的体积为 l，no2的体积为 l。（2）待产生的气体全部释放后，向溶液加入vml amoll-1的naoh溶液，恰好使溶液中的cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为 moll-1。（3）欲使铜与硝酸反应生成的气体在naoh溶液中全部转化为nano3，至少需要30%的双氧水 g。答案：（1）5.8 5.4 （2） （3）57.8提高训练 9右图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图。装置内发生的主要反应中不含（ ） a化合反应 b分解反应 c置换反应 d氧化还原反应 答案：c解析：装置中涉及到的化学方程式依次为caco3caoco2，so2cao = caso3，2caso3o22caso4，无置换反应。 10下列事实中，能用同一化学原理解释的是（ ）a氯气和二氧化硫都能使品红溶液褪色b二氧化硫和乙烯都能使溴水溶液褪色c二氧化硫和乙烯都能使酸性高锰酸钾溶液褪色d大量na2so4和甲醛都能使蛋白质从溶液中析出11下图为含有同一种元素的a、b、c、d、e五种物质的转化关系。其中a是单质，b是气态氢化物，c、d是氧化物，e是该元素最高价氧化物对应的水化物，则a可能是cn2sf2中的（ ） a只有和b只有cd答案：c 解析：ch4高温下裂解生成c，ch4不完全燃烧生成co，a可能是c；nh3在纯氧中燃烧生成n2，nh3催化氧化生成no，a可能是n；同理a可能是s。 12足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和no2、n2o4、no 的混合气体，这些气体与1.68lo2（标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/lnaoh溶液至cu2+ 恰好完全沉淀，则消耗naoh溶液的体积是（ ）a60ml b45ml c30ml d15ml 答案： a解析：根据电子守恒可得：n(o2)4=n(cu)2，n(cu)= n(o2)2=2=0.15mol，v(naoh)= 60ml13有一瓶na2so3溶液，由于它可能部分被氧化，某同学进行如下实验：取少量溶液，滴入ba(no3)2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振荡后，仍有白色沉淀。对此实验下述结论正确的是（ ）ana2so3已部分被空气中的氧气氧化b加入ba(no3)2溶液后，生成的沉淀中一定含有baso4 c加硝酸后的不溶性沉淀一定是baso4d此实验不能确定na2so3是否部分被氧化 答案：d 解析：加入硝酸钡可能生成的是baso3沉淀也可能有baso4沉淀，加入稀硝酸会氧。化baso3，无法判断原来溶液中是否有so42。 14下列硫元素化合价变化中，按硫元素只被氧化，只被还原，既被氧化又被还原，既没有被氧化又没有被还原的顺序排列的是（ ）浓硫酸与炭粉在加热条件下反应 硫化氢溶液中通入氧气 硫代硫酸钠（na2s2o3）与硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫和硫等 向烧碱溶液中缓慢通入二氧化硫a b c d 15（2011江西景德镇）为了消除no、no2、n2o4对大气的污染，常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理（反应方程式：3no22naoh=nano3nano2h2o；no2no2naoh=2nano2h2o）。现有由a mol no、b mol no2、c mol n2o4组成的混合气体恰好被v l氢氧化钠溶液吸收（无气体剩余），则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为（ ）amoll1 bmoll1cmoll1 dmoll1 答案：c解析：无论是nano2还是nano3，n(na)：n(n)11，则n(na)n(n)ab2c，故c(naoh)=n(naoh)/v=(a+b+2c)/v。16 aj十种物质有下图所示关系，每个方框表示有一种反应物或生成物（反应条件及生成的h2o已略去），其中a为单质，c为一种正盐，d、f为气体，且d为最轻的气体，j为既不溶于水也不溶于酸的白色固体。试回答下列问题：hiedcl2fgjnaclbacl2ebcab(1)写出化学式： c ，h 。(2)写出反应的化学方程式： 。(3)写出离子反应方程式：反应 _ ；反应 _ 。答案：(1)na2so3 fecl3 (2)h2so4+na2so3=na2so4+so2+h2o (3)ba2+so42=baso4 2fe3+so2+2h2o=2fe2+so42+4h+ 解析：由题j为baso4，则g为na2so4。单质a与b反应生成h2和e，e和