人教版必修1 第4章第3节 硫和氮的氧化物（第1课时） 学案.doc

第3节 硫和氮的氧化物第1课时 硫及其化合物 1. 硫及其化合物的相互转化关系 2. 硫及其化合物的化学性质利用 3. 以硫及其化合物的性质为载体，用来设计实验一、硫及其重要化合物的主要性质及用途：1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） 点燃与非金属反应： s+o2 so2 s+h2 h2s（说明硫化氢不稳定）加热与化合物的反应：s+2h2so4（浓） 2so2+2h2o3s+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。三药一柴：医药、火药、农药、和火柴的原料。2硫的氢化物：硫化氢的物理性质：h2s是无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体；能溶于水，密度比空气略大。硫化氢的化学性质点燃a可燃性：当2/1时，2h2s+o2 2s+2h2o（h2s过量） 当2/3时，2h2s+3o2 2so2+2h2o（o2过量） 当时，两种反应物全部反应完，而产物既有硫又有so2b强还原性：常见氧化剂cl2、br2、i2、fe3+、hno3、浓h2so4、kmno4等，甚至so2均可将h2s氧化。c不稳定性：300以上易受热分解h2s的水溶液叫氢硫酸，是二元弱酸。硫化氢的制取：fes+h2so4（稀）=feso4+h2s不用浓硫酸、浓盐酸制h2s的原因浓h2so4有强氧化性，能氧化h2s；浓盐酸有挥发性，使产生的h2s气体中混有hcl气体。不用cus（黑）、ag2s（黑）、 pbs（黑）的原因是它们不溶于稀强酸。不溶于水也不溶于稀酸的金属硫化物有cus（黑）、ag2s（黑）、 pbs（黑）它们可溶于浓硝酸。所以cuso4、pb（no3）2可以与h2s反应生成沉淀： pb(no3)2+h2s=pbs+2hno3。检验：用湿润的pb（ch3coo）2试纸检验h2s： pb（ch3coo）2+h2s=pbs+2 ch3cooh；除杂：用cuso4溶液除去h2s： cuso4+h2s=cus+h2so43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 + 2hclso2也有一定的氧化性 2h2s + so2 = 3s +2h2oso2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。气态：具有强刺激性臭味有毒气体。（3）比较so2与co2、so3so2co2so3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so2+h2oh2so3 中强酸co2+h2oh2co3 弱酸so3+h2o=h2so4(强酸)与碱反应ca(oh)2caso3ca(hso3)2清液 白 清液ca(oh)2caco3ca(hco3)2清液 白 清液so3+ca(oh)2=caso4(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 点燃 2mgo+cco2+c 高温 2co还原性有无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：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+co24硫酸：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 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、硫酸的工业制法接触法：1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/mol2so2(g)o2(g) 2so3(g)；h-196.6 kj/molso3(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理矿石粉碎,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，而热的so3、so2、o2、n2被冷却.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，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.o2so2、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：400500、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尾气处理： 氨水 (nh4)2so3 (nh4)2so4+ so2 nh4hso3 例1、化学与生活密切相关，下列说法不正确的是() a.二氧化硫可广泛用于食品的漂白 b.葡萄糖可用于补钙药物的合成 c.聚乙烯塑料制品可用于食品的包装 d.次氯酸钠溶液可用于环境的消毒杀菌答案：a 解析：so2可被人体吸收进入血液，对全身产生毒性作用，它能破坏酶的活力，影响人体新陈代谢，对肝脏造成一定的损害，慢性毒性试验显示，so2有全身性毒作用，故不可用于食物漂白。a错。葡萄糖酸钙常被用做补钙剂，b正确；聚乙烯可做食品的包装，而聚氯乙烯不可，c正确；“84”消毒液的有效成分就是naclo，可用于环境消毒，d正确。例2、下列实验的现象与对应结论均正确的是()选项操作现象结论a将浓硫酸滴到蔗糖表面固体变黑膨胀浓硫酸有脱水性和强氧化性b常温下将al片放入浓硝酸中无明显变化al与浓硝酸不反应c将一小块na放入无水乙醇中产生气泡na能置换出醇羟基中的氢d将水蒸气通过灼热的铁粉粉末变红铁与水在高温下发生反应答案：ac解析：将浓硫酸滴到蔗糖表面，浓硫酸因脱水性使蔗糖脱水炭化，浓硫酸因强氧化性与碳反应生成二氧化碳和二氧化硫气体，所以蔗糖固体变黑膨胀，a正确；al放入浓硝酸，因浓硝酸具有强氧化性使al钝化，阻碍反应继续进行，b错误；na放入无水乙醇中，会与活泼性较强的羟基反应，置换出氢气，c正确；铁与水蒸气在高温下反应生成黑色的四氧化三铁和氢气，d错误。例3、将x气体通入bacl2溶液，未见沉淀生成，然后通入y气体，有沉淀生成，x、y不可能是()选项xyaso2h2sbcl2co2cnh3co2dso2cl2答案：b解析：a项将so2通入bacl2溶液，不反应，部分o2溶解在水中后与后来通入的h2s 发生反应生成2h2s+ so2=3s+2h2o 生成s沉淀，b项始终不反应无现象，c项反应为2nh3+h2o+co2+bacl2=2nh4cl+baco3 d项发生反应：so2+ cl2+2 h2o=h2so4+2hcl; bacl2+h2so4=baso4+2hcl 因此选b例4、常温下单质硫主要以s8形式存在。加热时，s8会转化为s6、s4、s2等。当温度达到750时，硫蒸气主要以s2形式存在(占92%)。下列说法中正确的是()as8转化为s6、s4、s2属于物理变化b不论哪种硫分子，完全燃烧时都生成so2cs8、s6、s4、s2均属于共价化合物d把硫单质在空气中加热到750即得s2答案：b解析：生成了新分子，属于化学变化，a错误；它们都属于单质，c错误；空气中s会燃烧，d错误。例5、实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示（省略夹持和净化装置）。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是()选项a中的物质b中的物质c中收集的气体d中的物质a浓氨水caonh3hob浓硫酸na2so3so2naoh溶液c稀硝酸cuno2h2od浓盐酸mno2cl2naoh溶液答案：b解析：该装置分别为固液不加热制气体，向上排空气法收集气体，以及采用防倒吸的方法进行尾气处理。a、氨气不能使用向上排空气法，错误；b、正确；c、铜与稀硝酸反应需要加热，且no2吸收不宜使用防倒吸装置，错误；d、制取氯气需要加热，错误。例6、下列措施不合理的是()a用so2漂白纸浆和草帽辫 b用硫酸清洗锅炉中的水垢c高温下用焦炭还原sio2制取粗硅 d用na2s作沉淀剂，除去废水中cu2+和hg+答案：b解析：so2具有漂白性，常用于漂白纸浆和草帽辫，a合理；硫酸与锅炉中水垢的主要成分碳酸钙反应生成的微溶硫酸钙会覆辙在碳酸钙表面阻碍反应的继续进行，所以应选用盐酸除垢而非硫酸，b不合理；焦炭在高温下与sio2反应生成硅和一氧化碳，c合理；cu2+、hg2+与s2-,反应生成难溶的cus、hgs沉淀，d正确。例7、某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用下图所示装置进行有关实验。请回答：实验中甲同学将a g cu片和12 ml 18 moll1的浓h2so4放入圆底烧瓶中加热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有一定量的h2so4和cu剩余。(1)请写出cu与浓h2so4反应的化学方程式：_。装置e中d内盛品红溶液，当c中气体集满后，d中有可能观察到的现象是_。实验装置d有可能造成环境污染，试用最简单方法加以解决(实验用品自选)_。装置b的作用是贮存多余的气体。当d处有明显现象后，关闭旋塞k，移去酒精灯，但由于余热的作用，a处仍有气体产生，此时b中现象是_。b中应放置的液体(填字母)：_。a饱和na2so3溶液 b酸性kmno4溶液c浓溴水 d饱和nahso3溶液(2)问题讨论：为什么有一定量的余酸但未能使cu完全溶解，你认为原因是_。足量下列药品能够用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是_。afe粉 bbacl2溶液cag dna2co3溶液(3)实验中甲同学向a中反应后溶液中通入一种气体单质，使铜片全部溶解且仅生成硫酸铜溶液，请问该气体单质是_(填名称)，反应方程式是_。答案：(1)cu2h2so4(浓)cuso4so22h2o品红溶液褪色用浸有naoh溶液的棉花团塞在试管口试剂瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升d(2)随着h2so4的消耗，浓h2so4的浓度不断减小，稀h2so4与cu不反应ad(3)氧气2cu2h2so4o2=2cuso42h2o解析：浓h2so4在与cu的反应过程中，浓度会逐渐降低，最后不再反应。so2可以使品红溶液褪色，so2可以用naoh溶液吸收，在d的试管口用一团浸有naoh溶液的棉花团堵住。b装置的作用是贮气，所以应盛放饱和nahso3溶液，以降低so2的溶解度。(3)要使cu片全部溶解，应该用氧化剂，单质气体应为o2。例8、某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应，进行了如下实验，实验装置如下图所示。实验步骤：先连接好装置，检查气密性，再加入试剂；加热a试管，b中品红溶液褪色，熄灭酒精灯；将铜丝向上抽动离开液面。(1)a试管中发生反应的化学方程式为_。(2)能够证明铜与浓硫酸反应生成气体的现象是_。(3)在盛有bacl2溶液的c试管中，除了导管口有气泡外，无其他明显现象，若将其分成两份，分别滴加下列溶液，将产生沉淀的化学式填入下表相应的位置。滴加的溶液氯水氨水沉淀的化学式_写出其中so2显示还原性的反应的离子方程式_。(4)实验完毕后，先熄来酒精灯，由于导管e的存在，b中的液体不会倒吸入a中，其原因是_。(5)实验完毕后，装置中残留气体有毒，不能打开胶塞。为了防止该气体排入空气中污染环境，拆除装置前，应当采取的操作是_。(6)将so2气体通入含有n mol na2s的溶液中，溶液中出现黄色浑浊，试分析该溶液最多能吸收so2气体_mol(不考虑溶解的so2)。答案：(1)2h2so4(浓)cucuso4so22h2o(2)b试管中的品红溶液褪色(3)baso4baso3so2cl22h2o=4hso2cl、ba2so=baso4(或ba2so2cl22h2o=baso44h2cl)(4)当a试管中气体压强减小时，空气从e导管进入a试管中，维持a试管中压强平衡(5)从e管口向a中缓缓地鼓入足量的空气，将残留的so2气体赶入naoh溶液中，使之被完全吸收(6)2.5n解析：由于a试管中有空气，加热时气体逸出，在b、c中产生气泡，要证明铜与浓硫酸反应产生气体只能从b中品红溶液褪色来说明。so2通入bacl2溶液中，二者不反应，但会有so2溶解，滴加氯水时发生反应so22h2ocl2=h2so42hcl，生成的so与ba2结合成baso4沉淀。如果加入氨水，则so22nh3h2o=(nh4)2so3h2o，生成的so与ba2结合成baso3沉淀。前者体现so2的还原性，后者体现so2水溶液的酸性。a试管中e导管的作用体现在a中气压减小时，空气被吸入，能起到防止b、c