化学必修一第四章第三四节知识点

硫及其化合物一、 知识梳理1、硫2、二氧化硫3、硫酸【想一想】浓硫酸能干燥哪些气体？4、二氧化硫对大气的污染二、 考点归纳（一）.硫及其化合物的互相转化12价硫处于最低价态，只有还原性，可被O2、Cl2等氧化剂氧化；0价、4价硫处于中间价态，既有氧化性又有还原性；6价硫处于最高价态，只有氧化性，浓H2SO4在一定条件下与金属或还原性盐反应时既体现强氧化性又体现酸性。如：Cu2H2SO4(浓)CuSO42H2OSO2。练习1、(2009高考福建卷，7)能实现下列物质间直接转化的元素是() 练习2、已知甲、乙、丙、丁四种无机物均由短周期元素组成，且它们之间的转化关系如下：下列说法正确的是()A. 甲为单质 B. 丙为氧化物C. 丁为酸 D. 甲、乙、丙、丁相对分子质量之差为16或16的倍数 （二）二氧化硫的性质1. SO2使溶液褪色的几种原因(1)SO2使品红溶液褪色，是因为其具有漂白性；(2)SO2使紫色KMnO4溶液(或溴水)褪色是因为其具有还原性；(3)SO2使滴加酚酞的NaOH溶液褪色，是因为SO2是酸性氧化物，与NaOH反应导致溶液褪色，不能一概认为褪色的原因都是由于SO2的漂白性。 2. SO2与CO2性质比较 SO2CO2物理性质化学性质不同点气味刺激性气味无味毒性有毒无毒溶解性易溶(140)微溶(11)熔点相对较高，易液化相对较低，难液化相同点常温下，都是无色气体，密度都大于空气不同点还原性能被高锰酸钾、氧气、氯水、溴水、碘水等氧化剂氧化无漂白性能与某些有色物质生成不稳定的无色物质而使其褪色无对环境的影响形成酸雨，直接危害人体健康引起温室效应化学性质 相同点 与水反应SO2H2O=H2SO3 CO2H2O=H2CO3与碱反应通入澄清的石灰水先生成沉淀，当气体过量时沉淀又溶解Ca(OH)2SO2=CaSO3H2OCaSO3SO2H2O=Ca(HSO3)2 通入澄清的石灰水先生成沉淀，当气体过量时沉淀又溶解Ca(OH)2CO2=CaCO3H2OCaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2氧化性SO22H2S=3S2H2OCO2C=2CO鉴别利用二氧化硫存在刺激性气味；利用二氧化硫的还原性，用高锰酸钾溶液或溴水鉴别；利用二氧化硫的漂白性，用品红溶液鉴别 练习3、(2010高考新课标卷，27)某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按下图所示装置进行实验。 请回答下列问题：(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是_，其中发生反应的化学方程式为_；(2)实验过程中，装置B、C中发生的现象分别是_、_，这些现象分别说明SO2具有的性质是_和_；装置B中发生反应的离子方程式为_；(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性，请写出实验操作及现象_；(4)尾气可采用_溶液吸收。练习4、(2010安徽皖南模拟)下列说法正确的是()A. SO2 使滴加酚酞的NaOH溶液褪色，是因为SO2是酸性氧化物B. 可以用澄清石灰水鉴别SO2和CO2C. 硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3D. 少量SO2通过浓的CaCl2溶液能生成白色沉淀 （三）H2SO4的性质，SO32、SO42的检验1. 浓硫酸和稀硫酸都具有氧化性，但产生氧化性的原因不同：浓硫酸的强氧化性是由H2SO4分子中6价硫引起的，在加热时浓硫酸易与绝大多数金属、非金属以及还原性化合物等发生反应，6价硫易获得电子而表现出强氧化性，为强氧化性酸，还原产物为SO2，稀硫酸中不存在H2SO4分子，因而无强氧化性，其电离产生的H只能氧化比较活泼的金属(如Zn等)，还原产物为氢气。仅靠溶液中的H获取电子的酸称为非氧化性酸。由此可见，氧化能力不同，被还原的产物也不相同。2. 浓H2SO4与金属反应时注意三种情况(1)浓H2SO4常温下使Fe、Al发生钝化，体现了浓H2SO4的强氧化性。(2)浓H2SO4与Zn反应先生成SO2，随着反应进行，浓H2SO4变稀，稀H2SO4与过量的Zn反应生成H2，计算时注意电子守恒的应用。(3)浓H2SO4与Cu反应只生成SO2，随着H2SO4变稀Cu与稀H2SO4不反应，因此足量的Cu与浓H2SO4反应，产生的SO2的物质的量要小于浓H2SO4的一半。 3. SO32、SO42的检验SO42的检验：(1)检验SO42的正确操作：被检液 取清液 有无白色沉淀 (2)检验SO42时会受到的离子干扰：Ag干扰：先用盐酸酸化能防止Ag干扰，因为AgCl=AgCl。CO32、SO32、PO43的干扰：因为BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2也是白色沉淀，与BaSO4白色沉淀所不同的是这些沉淀能溶于强酸中，因此检验SO42时，必须用盐酸酸化(不能用HNO3酸化)。所用钡盐不能用Ba(NO3)2溶液，因为在酸性条件下，SO32、HSO3、SO2等会被溶液中的NO3氧化为SO42，从而得出错误的结论。SO32的检验：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。SO32Ba2=BaSO3BaSO32H=Ba2SO2H2O 练习5、(2010安徽安庆模拟)一定量的浓硫酸与足量Zn充分反应时，有SO2和H2生成。某校化学研究性学习小组对此进行研究。按图组装好实验装置，微热试管A，观察到C、D、E中均有气泡产生；随后气泡量减少，品红溶液褪色，D中先出现浑浊后浑浊消失；反应较长时间后，C、D、E中的气泡量又会明显增加。试回答：(1)装置A中需用浓H2SO4，用两种简单的方法确定一瓶H2SO4一定是浓H2SO4：_。(2)从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中，并进行正确连接，a接_、_接b，c接_、_接d；D、E两支试管中CCl4溶液的作用是_。(3)能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为_；反应较长时间后气泡量又会明显增加的原因是_。(4)D中浑浊消失的离子反应方程式为_。练习6、将足量的铜片与一定量的浓硫酸共热反应，会不会出现随反应的进行硫酸浓度变稀而使反应停止，最终铜和硫酸都有剩余？某研究性学习小组按下图定性实验简易装置进行实验探究，部分现象如下：观察到：开始加热(浓硫酸未沸腾)时铜表面由光亮变黑，且黑色小颗粒扩散到浓硫酸中，并不断增多，当浓硫酸加热至沸腾时，黑色小颗粒逐渐溶解，溶液呈浅蓝色，继续加热时浅蓝色溶液逐渐变为灰白色悬浊液，液体量越来越少，最后全部变为灰白色固体。查资料：浓硫酸沸腾温度为338，这是硫酸和水的恒沸点温度。胆矾失去全部结晶水温度为150。请回答：(1)写出灰白色固体化学式：_。(2)反应过程中，可观察到品红溶液、KMnO4溶液褪色，这分别体现反应产生气体的_、_性质。(3)由上分析知：铜与浓硫酸共热，浓硫酸浓度_(填“会”或“不会”)变稀，因此_(填“会”或“不会”)出现反应自动停止，最终铜和硫酸都有剩余的现象。(4)由以上结论计算：将5 mL 98%(密度为1.84 g/cm3)的浓硫酸与足量的铜共热反应，产生气体的物质的量为( )A. 0.092 mol B. 0.046 mol C. 小于0.046 mol D. 大于0.046 mol，小于0.092 mol作业：1. (2010三明模拟)牙齿洁白，人人喜欢。将漂白剂沾到牙套上，牙齿咬住牙套可使牙齿变得洁白。下列物质溶于水后所得溶液可作为牙齿漂白剂的是()A. Cl2 B. HNO3 C. Na2O2 D. H2O22. (2010南京模拟)检验某未知溶液中是否含有SO42的下列操作中最合理的是()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3. 浓硫酸和2 mol/L的稀硫酸在实验室中敞口放置。它们的质量和放置天数的关系如图，分析a、b曲线变化的原因是() A. a升华、b冷凝B. a蒸发、b吸水C. a挥发、b潮解D. a冷凝、b吸水 4. 下列实验中能证明某气体为SO2的是()使澄清石灰水变浑浊使湿润的蓝色石蕊试纸变红使品红溶液褪色通入足量NaOH溶液中，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该沉淀溶于稀盐酸通入溴水中，能使溴水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生A. 都能证明 B. 都不能证明 C. 均能证明 D. 只有能证明 5. 某同学用如图所示装置探究SO2的性质及其有关实验。(1) 实验室用亚硫酸钠固体和一定浓度的硫酸反应制备SO2气体，写出该反应的化学方程式_ _。(2)分别将SO2气体通入下列C溶液中，请回答下列问题：少量SO2通入紫色石蕊试液，现象是_，继续通入过量SO2气体，现象是_。SO2通入紫色KMnO4溶液，现象是_。过量SO2慢慢地通入澄清石灰水中，现象是_。若C为双氧水，则通入SO2后，请判断所得溶液是_(填溶质的化学式)。 火山喷口CuFeS2Na2SO410H2O淡黄色不微易FeS=FeS2CuS=Cu2SHgS=HgS SH2=H2SSO2=SO2淡蓝色蓝紫色有毒易易SO2H2OD H2SO3SO2Ca(OH)2=CaSO3H2OCaSO3SO2H2O=Ca(HSO3)2 SO2CaO=CaSO3Na2CO3SO2=Na2SO3CO2 SO22H2S=3S2H2O2SO2O2D 2SO3 SO2 r22H2O=H2SO42HBr不稳定无色物无色油状难大于放出大量热 酸Cu2H2SO4(浓)=CuSO4SO22H2OC2H2SO4(浓)=CO22SO22H2O干燥剂21盐酸BaCl2化石燃料含硫金属矿石酸雨 1B 2B 3(1)蒸馏烧瓶Na2SO3H2SO4(浓)=Na2SO4SO2H2O(2)溶液由紫红色变为无色无色溶液中出现黄色浑浊还原性氧化性5SO22MnO4-2H2O=2Mn25SO42-4H(3)品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的旋塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色(4)NaOH解析：A中发生的反应为Na2SO3H2SO4(浓)=Na2SO4SO2H2O；生成的SO2通入B中与KMnO4酸性溶液发生氧化还原反应，SO2被氧化成SO42-，KMnO4被还原为Mn2，溶液的紫红色消失；SO2与C中的Na2S能发生氧化还原反应，SO2被还原成S，S2被氧化为S，C中出现黄色浑浊；SO2通入品红溶液中使品红的红色消失，但生成的无色物质不稳定，受热后又恢复红色；SO2是有毒气体，可以用NaOH溶液吸收4 A解析：A中发生反应SO2NaOH=NaHSO3，从而使滴加酚酞的NaOH溶液红色褪去；SO2、CO2通入澄清的石灰水，均生成白色沉淀，气体过量沉淀消失；通常情况下SO2很难被氧气氧化，只有在一定温度和催化剂存在下才能反应生成SO3，且是可逆反应；SO2的水化物是H2SO3，H2SO3的酸性比盐酸弱，因此SO2不能与CaCl2溶液反应。 5(1)用火柴梗蘸取少量H2SO4，火柴梗若立即变黑，证明是浓H2SO4或用滴管吸取少量H2SO4，滴加在盛少量水的试管中，若试管发热，则证明是浓H2SO4(2)3或44或321防倒吸(3)C中品红溶液褪色浓H2SO4变成稀H2SO4，与Zn反应放出H2(4)SO2H2OCaSO3=Ca22HSO3-解析：(1)可根据浓H2SO4的特性选择简单易行的实验方法进行确定，如利用其脱水性、稀释时放热等。(2)从图示看，C装置应是检验SO2气体的，应选择甲装置，则B处需接一安全装置。(3)浓H2SO4的强氧化性表现在SO42-被还原，生成SO2的反应。反应开始后，装置中的空气被排出，产生大量气泡，当SO2被品红溶液吸收时，气泡量减少，且随着H2SO4浓度的减小，反应速率逐渐减慢，反应较长时间后浓H2SO4变成稀H2SO4，与Zn反应生成H2，气泡量又会增加。(4)D中浑浊消失是因为过量的SO2与CaSO3反应生成Ca(HSO3)2。 6 (1)CuSO4(2)漂白性还原性(3)不会不会(4)B1. D2. C3. B4. D(1)Na2SO3H2SO4=Na2SO4SO2H2O(2)变红不褪色或不明显颜色逐渐变淡或紫色消失先变浑浊，后又变澄清H2SO4氮及其化合物一、 知识梳理（一）、氮气1. 氮元素的存在及氮的固定(1)存在：自然界中以_和_两种形式存在。(2)氮的固定：将_转变为_的方法。可分为_和_。2. 氮气的性质(1)物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，不溶于水。(2)氮气的化学性质与H2反应：_(_反应，工业合成氨原理)。与O2反应：_。与金属镁反应：3MgN2=Mg3N23. 工业制法：从液态空气中，利用_的沸点比_的沸点低加以分离而制得氮气。 （二）、氮的氧化物 氧化物NO NO2 颜色 毒性 溶解性 化学性质 与O2反应不反应与H2O反应不反应3NO2H2O=2HNO3NO实验室制法收集方法尾气处理NO：收集 NO2(或NO、NO2混合气体)：碱液吸收(如NaOH溶液)与人体、环境的关系与血红蛋白结合，使人中毒；转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾想一想：NO2与溴蒸气有哪些相似性？如何鉴别NO2与溴蒸气？ （三）氨、铵盐1. 氨想一想：液氨和氨水在组成上有哪些区别？2、铵盐（四）、硝酸想一想：酸的挥发性和不稳定性有何区别？二、 考点归纳（一） 氮的氧化物1. NO和NO2(1)氮元素有1、2、3、4、5等五种正价，对应六种氧化物：N2O、NO 、N2O3、NO2、N2O4、N2O5，它们都是大气污染物。N2O、NO、NO2均不属于酸酐，N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐。(2)因在常温常压下发生反应2NO2D N2O4，所以通常“纯净”的NO2或N2O4并不纯。由于此可逆反应的发生通常实验测得NO2的相对分子质量大于它的实际值。 2. 氮的氧化物与O2、H2O混合的计算方法(1)加合式法NO2和O2混合气体溶于水的计算由4NO2O22H2O=4HNO3可知，当体积比： NO与O2同时通入水中：由4NO3O22H2O=4HNO3可知，当体积比： NO2、NO、O2三种混合气体通入水中可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理；也可先将NO2和H2O反应转化为NO，按4NO3O22H2O=4HNO3情况处理。 (2)原子守恒法4NO2O2和4NO3O2从组成上均相当于2N2O5的组成，都与N2O5H2O=2HNO3等效。当NO、NO2、O2的混合气溶于水时利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断。 (3)得失电子守恒法当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子，若上述两种气体与O2混合，O2得电子，且得失电子数必然相等，这是得失电子守恒法解答此类题目的依据。练习1. (2009高考宁夏卷，7) 将22.4 L某气态氮氧化物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积变为11.2 L(体积均在相同条件下测定)，则该氮氧化物的化学式为()A.NO2 B. N2O3 C. N2O D. N2O4 练习2. 将8 mL NO2和O2的混合气体通入倒立于水槽中装满水的量筒，充分反应后，剩余气体为1 mL，则原混合气体中NO2和O2的体积比可能为()A. 75 B. 37 C. 71 D. 17 （二） 氨气、铵盐一、氨气的实验室制法1. 加热固态铵盐和碱的混合物一般加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物：2NH4ClCa(OH)2=2NH3CaCl22H2O (1)装置：“固体固体气体”。(与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同)。 (2) 干燥：用碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)。(气体的干燥装置大致分三种：洗气瓶、干燥管、U型管。洗气瓶中盛放液体干燥剂，而干燥管和U型管只能盛放固体干燥剂。) (3)收集：只能用向下排空气法。(4)验满：用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸变蓝色，说明氨已收集满了；将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，若有白烟产生，说明已收集满了。(5)环保措施：收集时，一般在管口塞一团用水或稀H2SO4浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速度，收集到纯净的NH3，同时也可避免污染空气。2. 加热浓氨水(1)反应原理：NH3H2O=NH3H2O(2)装置：3. 浓氨水中加固态碱性物质(1)反应原理：浓氨水中存在以下平衡：NH3H2OD NH3H2OD NH4OH加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3H2O的分解。(2)装置： 注意：(1)干燥NH3不能用浓H2SO4、P2O5(固体)等酸性干燥剂，也不能用无水CaCl2(因NH3与CaCl2能形成CaCl28NH3)。(2)制氨气时所用铵盐不能是硝酸铵、碳酸氢铵因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸而有危险；NH4HCO3受热极易分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多的CO2 杂质。 二、喷泉实验 1. 喷泉形成的原理容器内外存在较大的压强差，在这种压强差的作用下，液体迅速流动，通过带有尖嘴的导管喷出来，即形成喷泉。(如图) 2.使容器内外产生较大的压强差的方法(1)减小容器内压强容器内气体极易溶于水；容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应而被吸收。当外部的水或溶液接触容器内气体时，由于气体大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应而被吸收，从而使容器内气压迅速降低，在外界大气压作用下，外部液体迅速进入容器，通过尖嘴导管喷出，形成喷泉。(2)增大容器内压强容器内的液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或由于发生化学反应，容器内产生大量气体。使容器内压强迅速增大，促使容器内液体迅速向外流动，也能形成喷泉。例如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是利用了此原理。 3. 中学化学中常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂 气体HCl NH3 CO2、Cl2、H2S、SO2NO2和O2CH2=CH2吸收剂水、NaOH溶液水、盐酸NaOH溶液H2O溴水 4. 喷泉实验成败的关键(1)装置气密性要好；(2)烧瓶要干燥；(3)气体的纯度要高。练习3(2010高考重庆卷，27)某兴趣小组用如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_。 练习4在如图所示装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是() A. CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉B. NH3(H2O含酚酞)/红色喷泉C. H2S(CuSO4溶液)/黑色喷泉D. HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉（三） 硝酸1. 硝酸的强氧化性(1)金属与硝酸反应一般不产生H2，且浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3被还原为NO，随着反应进行很稀的HNO3有可能被还原为N2O，甚至是NH4NO3。硝酸在反应中体现氧化性和酸性。(2)铁与硝酸反应要考虑Fe的用量，若Fe不足则生成Fe(NO3)3，若Fe过量则生成Fe(NO3)2。(3)铜与浓HNO3反应，若Cu过量，开始时HNO3的还原产物为NO2，随着反应进行浓HNO3变稀，HNO3的还原产物为NO，最终应得到NO2和NO的混合气体。(4)硝酸与FeO反应实质是HNO3氧化Fe2，与FeI2反应不但氧化Fe2，也氧化I。(5)离子共存判断中的NO3若在H条件下NO3会体现出强氧化性，不能与Fe2、S2、I、SO32、Br等离子共存。(6)NO3在酸性条件下显示强氧化性，c(H)越大，HNO3的氧化性越强，即浓HNO3的氧化性强于稀HNO3，在中性或碱性溶液中NO3不具有强氧化性。2. 硝酸与金属反应的计算(1)一般类型有：电子守恒：金属失电子数生成气体时HNO3得电子数物料守恒：耗HNO3的量盐中NO3的量(表现酸性的HNO3)气体中的N原子(表现氧化性的HNO3)的量。电荷守恒：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH)有：c(NO3)c(H)nc(Mn)(Mn代表金属离子)。(2)金属与硝酸反应，有关c(H)、pH、金属与NO3、H混合液的计算，常用离子方程式进行分析。 练习5、19.2 g铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体11.2 L(标准状况)，反应消耗的HNO3的物质的量可能是()A. 0.5 mol B. 0.8 molC. 1.1 mol D. 1.2 mol练习6、某溶液100 mL，其中含硫酸0.03 mol，硝酸0.04 mol，若在该溶液中投入1.92 g铜粉微热，反应后放出NO气体约为()A. 0.02 mol B. 0.01 mol C. 0.015 mol D. 无法计算练习：1. 在室温的条件下，把下列气体混合，不能发生反应的是()A. H2O和NO2 B. NH3和HCl C. NO和O2 D. N2和O22. 用氨气做喷泉实验的装置如下图所示，该实验有三个主要的操作： a. 快速挤压胶头滴管；b. 打开开关；c. 把导管放入到烧杯的水面下。按照下列操作顺序进行实验肯定不能产生喷泉现象的是()A. c b a B. b c a C. c a b D. b a c3. 将装有50 mL NO2、NO混合气体的量筒倒立于水槽中，反应后气体体积缩小为30 mL，则原混合气体中NO2和NO的体积比是()A. 53 B. 35 C. 32 D. 234. (2011江苏盐城中学高三期中)将0.1 mol Cu与40 mL 10 mol/L HNO3充分反应，测得反应后的溶液里含有a molH由此可知()A. 生成的气体一定是NO2，在标准状况下的体积为4.48 LB. 生成的气体一定是NO，在标准状况下的体积约1.49