高一化学必修一专题四-硫、氮和可持续发展复习提纲

1、学习必备欢迎下载专题四硫、氮和可持续发展一、含硫化合物的性质和应用：1、SO2 的性质及其应用：（1）物理性质： 通常为无色、有毒气体，具有刺激性气味，密度比空气大，易溶于水（常温常压下一体积水能溶解 40 体积 SO2 ），易液化（沸点为 -10）。是严重的大气污染物。备注：大气污染物通常包括： SO2、CO、氮的氧化物、烃、固体颗粒物（飘尘）等。（2）化学性质： SO2 是酸性氧化物： 还原性 ：SO2 中 S 为+4 价，可与强氧化剂（如氧气等）反应生成+6 价的 S：催化剂1） SO 2 + O 2 <=加热 > 2SO 32）能使溴水褪色：SO2 + Br2 + 2H2O

2、 =H2SO4 +2HBr3）与 H2O2 反应：SO2 + H2O2 = H2SO44）SO2 在水溶液中能被KMnO 4（H+）、Cl2、Fe3+、HNO 3 等氧化，归纳如下（都在通常条件下进行） ：KMnO 4（ H + ）、 Cl 2、 Fe3+、 Br 2 、 H 2O2、 HNO 3SO2H 2SO4KMnO 4（ H +） 氧化性：SO2 中 S 为 +4 价，可以降低，表现出氧化性，但氧化性很弱：SO2 + 2H2S =3S+ 2H2O 漂白性： SO2 可与某些有色物质反应，生成不稳定的无色物质，加热时这些无色物质又会发生分解，从而恢复原来的颜色，即漂白作用是可逆的。 常用

3、于实验室对 SO2 气体的检验备注：漂白原理类型 ： 吸附型 ：活性炭漂白 活性炭吸附色素（包括胶体）强氧化型 ：HClO 、O3、H2、Na2O2 等强氧化剂漂白 将有色物质氧化，不可逆化合型 ： SO2 漂白 与有色物质化合，可逆（ 3）酸雨硫酸型酸雨：1）硫酸型酸雨的形成：PH 值小于 5.6 的雨水叫酸雨。含硫酸的酸雨称硫酸型酸雨；含硝酸的酸雨称硝酸型酸雨。硫酸型酸雨的形成途径： 空气中的二氧化硫，在光照、烟尘中的金属氧化物等作用下，和氧气生成三氧化硫，溶于水后形成硫酸：SO2+ O 2催化剂3SO3 + H 2O = H 2SO4<= > 2SO加热 空气中的二氧化硫直接

4、溶于水并生成亚硫酸， 亚硫酸具有较强的还原性，在空气中的氧气作用下生成硫酸：SO2 + H2OH2SO32H2SO3 + O2 = 2H2SO4学习必备欢迎下载2）空气中二氧化硫的来源：主要是化石燃料的燃烧。另外还来源于含硫金属矿石的冶炼、硫酸工厂释放的尾气等。3）脱硫措施： 石灰石 - 石膏法脱硫 （钙基固硫法）：CaO + SO2 CaSO3 ， SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 + H2O， 2CaSO3 + O2 2CaSO4 氨水脱硫：SO2 + 2NH 3+H2O(NH4) 2SO3， 2(NH 4)2SO3 + O2 2(NH4)2SO4 上述方法既可除去二氧化硫，还可以得

5、到副产品石膏（CaSO4 ·2H2O）和硫酸铵（一种化肥）2、硫酸的制备和性质：（1）硫酸的工业制法：接触法制硫酸三原料、三阶段、三反应、三设备：三原料三阶段三反应三设备高温O3 + 8SO24FeS2 + 11O2 =黄铁矿或 S造气： SO22Fe沸腾炉点燃S + O2= SO2空气SO2催化剂接触室接触氧化SO2 + O2 <= > 2SO3(含热交换器)加热98.3%浓硫酸吸收SO3SO3 + H2O = H2SO4吸收塔热交换器的作用 ：预热 SO2 和 O2，降低 SO3 的温度，便于被吸收。98.3% 浓硫酸的作用 ：如果直接用水吸收SO3，SO3与水反应放

6、热，会形成酸雾，不利于 SO3 的吸收。所以用 98.3%的浓硫酸吸收 SO3 ，得到发烟硫酸。尾气中 SO2 的处理： 用氨水处理后，再用硫酸处理：23223， SO232 NH4HSO3SO + 2NH +H O (NH4)SO+ NH+H O（ 2）硫酸的物理性质：无色、黏稠、油状液体。硫酸易溶于水，溶解时放出大量的热。 98.3%的浓硫酸沸点为 338，属于典型的难挥发性酸，密度为-31.84g ·cm 。浓硫酸难挥发，故可以制取易挥发性酸，如：加热2NaCl + H 2SO4 =Na 2SO4 +HCl（ 1） 稀硫酸的化学性质 ：具有酸的通性：使指示剂变色、与碱、碱性氧化

7、物、活泼金属、盐都能反应。如：Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O 可用于酸洗除锈（ 2） 浓硫酸的特性： 热点链接：如何稀释浓 H2SO4在稀释浓 H2SO4 时 ,应将浓 H2SO4 沿玻璃棒缓缓地倒入烧杯的水中 ,并不断搅拌 ,使产生的热量迅速地扩散 .(若将水倒入浓 H2SO4 中 ,浓 H2SO4 密度比水大 ,溶解时的放热作用使水沸腾而使 H2SO4 溅出 )。 吸水性： 浓硫酸具有吸水性，通常可用作中性气体和酸性气体的干燥剂，如 H2、O2、CO2、 Cl2 、HCl 等。还可以夺取结晶水合物中的水。备注 ：浓硫酸不能干燥碱性气体（如氨气）和还原性气体（

8、如H2S、H2、HBr 等）。 脱水性：浓硫酸能将有机物中H、O 按照 21 的比例脱出，学习必备欢迎下载生成水，是有机物变黑。浓硫酸可用作许多有机反应的脱水剂和催化剂。C12H22O1112C+11H2O强氧化性 ：1）浓硫酸可以将许多金属氧化（铝、铁、铂、金除外）：金属 + 浓硫酸 硫酸盐 + SO2+ H2O浓硫酸的氧化性比稀硫酸强：其强氧化性由+6 价的 S 引起，而稀硫酸的氧化性由 H+引起 （故只能氧化金属活动顺序表中 H 前面的金属）。备注： 上述反应中， Cu 是还原剂， H2SO4 是氧化剂。 H2SO4 既表现了氧化性，又表现了酸性，表现氧化性和酸性H2SO4 的分子格式比

9、为 1:1。随着反应进行浓硫酸变为稀硫酸后反应就停止。2）浓硫酸在一定条件下，也可以和一些非金属反应，如C、S、P等。浓 H2SO4 的还原产物通常为 SO2。正是由于浓 H2SO4 的氧化性，所以浓 H2SO4 与金属反应均没有 H2 产生，也不能用浓 H2SO4 制备（或干燥）一些还原性气体，如： HI 、H2S 等。3）与低价非金属元素的化合物反应：H2S + H2SO4 (浓) =S+ SO2+2H2O 2HI + H 2SO4 (浓) =I 2+ SO2+2H2O 2HBr + H 2SO4 (浓) =Br2+ SO2 +2H2O（5）几种重要的硫酸盐：（6）浓硫酸和稀硫酸的鉴别方法

10、：1）:取等重量的样品，放置在天平两端，并暴露在空气中，下沉一端为浓硫酸。因为浓硫酸具有吸水性，吸收空气中的水2）：取样，将样品倒入水中， 并插入温度计， 升温的一个是浓硫酸。3）：插入铁片，没什么现象的是浓硫酸，持续冒气泡的是稀硫酸。因为浓硫酸有强氧化性，使铁钝化，阻止两者反应，稀硫酸则不能。所以可用铁器装浓硫酸。4）：放入炭块，膨胀的是浓硫酸，没反应的是稀硫酸。因为浓硫酸具有吸水性。5）：插入铜片，反应并生成刺激性气味的是浓硫酸，没反应的是稀硫酸。同样因为浓硫酸有强氧化性。6）：取等体积样平，密封放在天平两端，重的是浓硫酸。因为浓硫酸密度较大。7）：晃动观察，稠的是浓硫酸，透明均一的是稀硫

11、酸。8）：放入 5 水硫酸铜，颜色退去的是浓硫酸，没反应的是稀硫酸。学习必备欢迎下载同样因为浓硫酸具有吸水性。3、硫和含硫化合物的相互转化：（1）硫的存在及物理性质 ：硫以游离态（火山口附近或地壳的岩层里）和化合态（硫化物和硫酸盐）存在。硫是淡黄色松脆的晶体，俗名硫磺，熔点 112.8，沸点 444.6 ，不溶于水，微溶于酒精，易溶于 CS2.（2）不同价态的硫的化合物-2 价：H2S、Na2S、FeS；+4 价： SO2 、H2SO3 、Na2SO3+6 价： SO3 、H2SO4 、Na2SO4、BaSO4 、CaSO4 、FeSO4（3）通过氧化还原反应实现含不同价态硫元素的物质之间的转

12、化S + 2Na = Na2S，将 S 和 Na 混合，研磨可爆炸。加热加热Fe + S =FeS2Cu + S =Cu2SS + Hg =HgS在常温下进行，常用于除去撒落的汞，且汞显高价。与非金属反应：加热H 2 + S（蒸汽）= H2S3）0 价硫到 +4 价硫：点燃S + O2 = SO24）+4 价硫到 0 价硫：SO2+ H2S =3S+ 2H2O-2KMnO4（H +）、 Cl2、Br 2、 Fe3+ 、0O2I 2、Br2 、 H2O2、HNO3、O2、SSH2 、 C、金属等H2S反应举例：1） -2 价硫到 0 价硫3+、 Br25）+4 价硫到 +6 价硫：+4Cl2、B

13、r 2、 Fe、H2O2、HNO 3、I 2、 O2、+6催化剂SSO2 + O2<= > 2SO3S加热C 、金属等SO2+X2 + H 2O = H 2SO4 + 2HX （X 代表 CL 、Br、 I）2H2SO2 +O2 = 2H2SO4 （酸雨的酸性由弱变强的原因）6）+6 价硫到 +4 价硫：点燃硫化氢不完全燃烧： H 2S + O2 =2 S + 2H 2O（代表、）硫化氢通入卤水中 ： H22XCLBrS + X=S + 2HXI现象：卤水溶液褪色，产生淡黄色沉淀。浓硫酸被还原，一般生成 SO2 。向 Na2 溶液中通入氯气：2总结：硫和含硫化合物相互转化的规律：S

14、Na S + Cl2 =2NaCl +S2） 0 价硫到 -2 价硫 邻位转化规律： -2 价 S <=> 0 价 S <=> +4 价 S <=> +6 价 S与金属反应：学习必备点燃越位转化的特例：H 2S+ O 2 =2SO 2 + 2H 2O相邻价态不发生氧化还原反应：如二氧化硫与浓硫酸不反应，故实验室可用浓硫酸干燥二氧化硫气体。加热S + 2 H 2SO4（浓） =3 SO2 + 2H 2O 归中反应规律：（4）含硫化合物间通过非氧化还原反应相互转化： FeS + H2SO4（稀） =FeSO4 + H2S，FeS + 2H+=Fe2+ + H2S

15、实验室制备 H2S 气体，采用固 - 液反应不加热制气体装置或启普发生器）。H2S 有毒，有臭鸡蛋气味，易溶于水，其水溶液叫氢硫酸。 H 2S + 2NaOH =Na2S+2H 2O实验室中常用 NaOH 溶液吸收多余的H 2S 气体，防止空气污染。 Na2SO3 + H2SO4（浓） = Na2 SO4 + SO2 + H 2O实验室或工业上制取SO2 的原理。 Na2SO3 + H2SO4（稀） = Na2SO4 + SO2 + H 2O不用稀硫酸制取 SO2 的原因是 SO2 在稀硫酸中溶解度较大。二、生产生活中的含氮化合物：1、氮氧化物的产生及转化（1）氮气：存在：氮气约占空气总体积的

16、78%。物理性质 ：纯净的氮气是无色无味的气体，密度比空气稍小，难欢迎下载溶于水。化学性质 ：N2 分子结构稳定，化学性质不活泼，但在特定条件下会发生化学反应：放电高温高压点燃N2 + O 2 =2NON 2 + 3H 2 =2NH 3N 2 + 3Mg=Mg 3 N 2催化剂所以雷雨会生成NO。氮气主要有以下三方面的应用： 化工原料（合成氨、制硝酸等） ；保护气（填充灯泡、保鲜水果、粮食的保存等） ；冷冻剂（超低温手术、超导材料的低温环境等） 。（ 2）氮氧化物： NO ：无色无味的有毒气体（中毒原理与 CO 相同），密度略小于空气，微溶于水。在通常情况下易被氧气氧化为NO2：2NO +O2

17、=2NO2 NO 2：红棕色的具有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，能溶于水。氧化性较强，易与水、碱等反应：3 NO2+H2O=2HNO 3+NO2 NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2ONO2 + 2KI =I 2 + 2KNO 2（能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝）2NO2N2O4(NO2 和 N2O4 之间可相互转化，故通常测得NO2的相对分子质量大于其实际值。 )氮氧化物有： N2 ，2O3，NO2，N2O4，N2O5，其中 N2O3 是ONO, NHNO 2（亚硝酸）的酸酐， N2O5 是 HNO3 的酸酐。（ 3）硝酸型酸雨： 形成原理： 3 NO2+H2

18、O=2HNO3+NO NO + NO2+H2O=2HNO 2主要来源 ：氮肥的生产、金属冶炼、汽车尾气等。学习必备欢迎下载 防治措施：1）为汽车安装尾气转换装置，将汽车尾气中的NO 和 CO 转化成 N2 和 CO2：催化剂2NO + 2CO = N2 + 2CO 22）对生产氮肥、硝酸的工厂尾气处理：2 NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2 O NO + NO2+ 2NaOH =2 NaNO2 + H2 O2、氮肥的生产和使用（1）氨气的物理性质： 常态下是无色、有刺激性气味的气体，极易溶于水（ 1:700），溶于水显碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。易挥发，易液

19、化，液化时放出大量的热。液态氨汽化时吸收大量的热，使其周围物质的温度急剧下降，故液氨常用作制冷剂。氨水应在阴凉处保存。雨天、烈日下不宜施用氨态氮肥。（2）氨气的化学性质：323 2NHOH4 与水反应： NH +H ONH·HO喷泉实验：在干燥的烧瓶内充满氨气，塞上待遇玻璃管和胶头滴管的胶塞，玻璃管的下端插入滴有酚酞的水溶液中，打开橡皮管上的止水夹，挤压胶头滴管。现象：烧杯中的水迅速进入烧瓶内，形成红色喷泉，最后烧瓶内充满红色液体。结论：氨气在水中溶解又多又快，使烧瓶内压强小于外界大气压，从而形成喷泉；酚酞试液显红色说明氨气的水溶液显碱性。 与酸反应： NH 3 +HCl=NH 4C

20、l（产生白烟，是 NH 4Cl 固体小颗粒，这可以检验氨气的存在。 ）2NH 3+H2SO4=(NH 4)2SO4 具有还原性：制备硝酸：2 NH3 + 3Cl2 =N2 + 6HCl （NH 3 少量）8 NH3 + 3Cl2 =N2 + 6 NH4Cl（ NH 3 过量）催化剂4 NH 3 + 6NO =5 N 2 + 6H2O2NH 3 +3CuO = N2 +3Cu +3H2O（ 3）氨水的成分及性质：氨水所含的微粒有： H2O，NH 3，NH 3·H2O，以及少量的 NH 3·H2O 电离出的 NH 4+ 和 OH-，少量水电离出的 H+和 OH-氨水易挥发逸出氨

21、气，可用于检验浓盐酸、浓硝酸等挥发性酸，反应是形成白烟。（ 4） NH 3 的制备： 工业上合成氨 ：实验室制取氨气： 2NH 4Cl + Ca(OH) 2 =CaCl 2 + 2NH 3 +2H 2 O学习必备欢迎下载化学药品： 氯化铵晶体，熟石灰固体。集气方法： 向下排空气法验满： 1）将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝。2）将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，产生白烟。干燥方法： 可用碱石灰、生石灰、硅胶等干燥剂；氨气溶于水显碱性，不能用浓硫酸、五氧化二磷等干燥。（2）铵盐： 物理性质： 易溶于水，大多数是无色晶体。 化学性质： A、铵盐受热易分解为氨气和对应的酸，故应保存在阴凉处：1

22、）若该酸不稳定，则继续分解，如：4（固）3（气） +HCl （气）冷却NHNH 4 （固）NH ClCl该反应式可用于NH4Cl 的提纯 .(NH 4)2CO 3= 2NH 3+ CO 2 + H 2O2）如生成的酸为氧化性酸，则该酸不会与氨气发生氧化还原反应，如 NH4NO3 受热分解较复杂：NH 4NO 3= N 2O+2 H 2O2 NH 4NO 3= 2N 2 + O2 +4 H2 O（ NH 4） 2SO42NH 3+H 2SO4+B、铵盐与碱反应放出氨气， 可利用该性质检验铵根离子 NH 4 的存在。2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 =CaCl 2 + 2NH 3 +2H 2ONH 4Cl+NaOH= NH3 + NaCl +H 2 O铵盐属于铵态氮肥，在施用铵态氮肥时，要避免与碱性肥料混合施用。 NH 4 +的检验：1）NaOH 溶液法：待检物为固体液体均可。