【全国百强校】 第四章 第三节 硫和氮的氧化物(共42张PPT)

1、人教版化学必修人教版化学必修1 1 第四章第四章非金属及其化合物非金属及其化合物第三节第三节 硫和氮的氧化物硫和氮的氧化物硫在远古时代就被人们所知晓。大约在硫在远古时代就被人们所知晓。大约在40004000年前，埃及人已年前，埃及人已经会用硫燃烧所形成的二氧化硫来漂白布匹，古希腊和古罗经会用硫燃烧所形成的二氧化硫来漂白布匹，古希腊和古罗马人也能熟练地使用二氧化硫来熏蒸消毒和漂白。马人也能熟练地使用二氧化硫来熏蒸消毒和漂白。硫在古代中国被列为重要的药材，在中国古代第一部药物学硫在古代中国被列为重要的药材，在中国古代第一部药物学专著专著神农本草经神农本草经中所记载的中所记载的4646种矿物药品中，

2、就有石硫种矿物药品中，就有石硫黄（即硫磺）。在这部著作里还指出：黄（即硫磺）。在这部著作里还指出：“石硫黄能化金银铜石硫黄能化金银铜铁，奇物铁，奇物”。这说明当时已经知晓硫能与铜、铁等金属直接。这说明当时已经知晓硫能与铜、铁等金属直接作用而生成金属硫化物。世界现存最古的炼丹著作作用而生成金属硫化物。世界现存最古的炼丹著作魏伯魏伯阳的阳的周易参同契周易参同契，也记述了硫能和易挥发的汞化合成不，也记述了硫能和易挥发的汞化合成不易挥发的易挥发的硫化汞硫化汞。在东晋炼丹家。在东晋炼丹家葛洪葛洪的的抱朴子内篇抱朴子内篇中也中也有有“丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂”的记载。中

3、国对的记载。中国对火火药药的研究，大概始于公元七世纪。当时的火药是的研究，大概始于公元七世纪。当时的火药是黑火药黑火药，它，它是由硝酸钾、硫黄和木炭三者组成。是由硝酸钾、硫黄和木炭三者组成。化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在石膏：石膏：CaSO42H2O硫铁矿：硫铁矿：FeS2黄铜矿：黄铜矿：CuFeS2芒硝：芒硝：Na2SO410H2O硫广泛存在于自然界，游离态的硫存在于硫广泛存在于自然界，游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。火山喷口附近或地壳的岩层里。 印尼爪哇岛上的工人将挖掘出来的印尼爪哇岛上的工人将挖掘出来的硫装在马背上的筐子里。硫

4、装在马背上的筐子里。某些蛋白质的组成某些蛋白质的组成中含有硫，这也正中含有硫，这也正是因为石油、天然是因为石油、天然气、煤等化石燃料气、煤等化石燃料中经常含硫的原因。中经常含硫的原因。硫是一种生命元素，组成某些蛋白质离不开它。硫是一种生命元素，组成某些蛋白质离不开它。黄色黄色晶体（俗称硫磺）晶体（俗称硫磺）质脆，容易研成粉末。质脆，容易研成粉末。不不溶于水，溶于水，微溶微溶于酒精，于酒精，易溶易溶于二硫化碳。于二硫化碳。 熔沸点低熔沸点低（112.8, 444.6 ) (一一) 硫单质硫单质1.1.物理性质：物理性质：2、化学性质：、化学性质：S+Fe = FeS 既有氧化性又有还原性！既有氧

5、化性又有还原性！弱氧化性弱氧化性S+2Cu = Cu2S3S+6OH- = 2S2-+SO32- +3H2O2.2.化学性质：化学性质：点燃点燃S+O2 = SO2 点燃点燃（硫元素主要化合价（硫元素主要化合价-2,0，+4，+6） (二二) 二氧化硫二氧化硫(SO2)1.1.物理性质：物理性质：无色无色、有、有刺激性气味刺激性气味的有毒气体的有毒气体密度比空气大密度比空气大易液化，易溶于水（易液化，易溶于水（1:40）。）。1)盛有盛有SO2的试管倒立水中。的试管倒立水中。 试管内水位上升试管内水位上升 说明说明SO2易溶于水易溶于水2)测定溶液酸碱性。测定溶液酸碱性。 溶液呈酸性溶液呈酸性

6、 3)往品红溶液中通入往品红溶液中通入SO2，观察颜色变化。加热试管，再观察。，观察颜色变化。加热试管，再观察。 品红溶液褪色，加热后恢复红色品红溶液褪色，加热后恢复红色实验实验4-7名称名称原理原理实质实质程度程度范围范围二二 氧氧 化化 硫硫氯氯 水水 二氧化硫溶于水与二氧化硫溶于水与有色物质直接结合生有色物质直接结合生成不稳定的无色物质成不稳定的无色物质 氯水中的次氯酸将有色氯水中的次氯酸将有色物质氧化成无色物质物质氧化成无色物质 非氧化还原反应非氧化还原反应 氧化还原反应氧化还原反应 可逆可逆 不可逆不可逆漂白某些有色物质，不漂白某些有色物质，不能使紫色石蕊试液褪色能使紫色石蕊试液褪色

7、 漂白大多数有色物质，漂白大多数有色物质，能使紫色石蕊试液褪色能使紫色石蕊试液褪色比较二氧化硫和氯水的漂白性比较二氧化硫和氯水的漂白性2、化学性质：、化学性质： 酸性氧化物酸性氧化物 (与与CO2相似相似)u与水：与水： SO2+H2O H2SO3l SO2是亚硫酸的酸酐；是亚硫酸的酸酐；l 亚硫酸亚硫酸:不稳定，受热易分解；弱酸性。不稳定，受热易分解；弱酸性。 酸性：亚硫酸酸性：亚硫酸醋酸醋酸碳酸碳酸l 可逆反应可逆反应: 同一条件下同一条件下，既向正方向进行，同时又向，既向正方向进行，同时又向 逆方向进行的反应。逆方向进行的反应。Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2如：如：CO2+H

8、2O H2CO3Cl2+H2O HCl+HClOFe3+3SCN- Fe(SCN)32NaHCO3+SO2 =Na2SO3+H2O +2CO2SO2+2NaOH=Na2SO3+H2OSO2少量少量NaOH+SO2=NaHSO3SO2过量过量u与碱：与碱：u与碱性氧化物：与碱性氧化物：SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O2SO2+Ca(OH)2=Ca(HSO3)2SO2+Na2O=Na2SO3SO2+CaO=CaSO3 l 实验室可用实验室可用NaOH吸收吸收SO2尾气，防止空气污染。尾气，防止空气污染。SO2少量少量SO2过量过量漂白性漂白性u原理：与某些有色物质原理：与某些有色物质化合

9、化合为为不稳定不稳定的无色物质。的无色物质。u鉴别鉴别SO2常用品红溶液（是否褪色，加热是否恢复）常用品红溶液（是否褪色，加热是否恢复）写出化学方程式写出化学方程式4.少量二氧化硫通入碳酸钠溶液中少量二氧化硫通入碳酸钠溶液中3.实验室处理二氧化硫尾气的反应实验室处理二氧化硫尾气的反应2.用热的烧碱溶液清洗残留有硫单质用热的烧碱溶液清洗残留有硫单质的试管的试管1.硫单质与铁的反应硫单质与铁的反应5SO2+2MnO4-+2H2O =5SO42-+2Mn2+4H+SO2+Cl2+2H2O=SO42-+2Cl-+4H+（I2、Br2类似）类似）SO2+H2SO4(浓浓) =SO2+2Fe3+2H2O=

10、SO42-+2Fe2+4H+催化剂催化剂2SO2+O2 = 2SO3弱氧化性弱氧化性SO2+2H2S=3S+2H2O还原性还原性 :可被可被O2、Fe3+、卤素单质、卤素单质、KMnO4、HNO3等氧化。等氧化。uSO2使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色体现的是其使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色体现的是其还原性还原性， 而而非漂白性非漂白性。漂白纸浆、毛、丝、草编制品等漂白纸浆、毛、丝、草编制品等 杀菌、防腐杀菌、防腐3、SO2的用途的用途 实验原理：实验原理： Na2SO3(s)+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2 实验装置：实验装置：收集：收集： 向上排空气法向上排空气法鉴别：鉴别： 品红溶液

11、品红溶液尾气处理：尾气处理： NaOH溶液溶液4、SO2的实验室制法的实验室制法 验满：验满： 蓝色石蕊试纸蓝色石蕊试纸熔点为熔点为16.8，沸点为，沸点为44.8；常温下为无色透明液体常温下为无色透明液体 ，标况下为固体标况下为固体，有刺激性气味。，有刺激性气味。1、物理性质、物理性质2、化学性质、化学性质 酸性氧化物酸性氧化物SO3+H2O =H2SO4（放出大量热；（放出大量热；SO3是硫酸的酸酐）是硫酸的酸酐）SO3+2NaOH =Na2SO4+H2OSO3+CaO=CaSO4(三三)三氧化硫三氧化硫(SO3)弱酸盐弱酸盐氧化性、还原性均与氧化性、还原性均与SO2相当。相当。 弱氧化性

12、：弱氧化性： 较强的还原性：较强的还原性：SO32-+ 2S2- +6H+ =3S+3H2O5SO32-+2MnO4-+6H+ =5SO42-+2Mn2+3H2OSO32-+ Cl2+H2O=SO42-+2Cl-+2H+SO32-+2Fe3+H2O=SO42-+2Fe2+2H+（I2、Br2类似）类似）SO32-+2H+=SO2+H2O溶解性类似于碳酸盐。溶解性类似于碳酸盐。(四四)亚硫酸盐亚硫酸盐(SO32-)强还原性强还原性2H2S+SO2=3S+2H2O :无色有臭鸡蛋气味的剧毒气体，可溶于水无色有臭鸡蛋气味的剧毒气体，可溶于水1、物理性质、物理性质2、化学性质、化学性质 弱酸弱酸 Fe

13、S+H2SO4=H2S+FeSO4（实验室制备（实验室制备H2S）2H2S +SO32-+2H+ =3S+3H2OH2S+2Fe3+ =S+2Fe2+2H+(五五)硫化氢硫化氢(H2S)O2不足不足： 2H2S+O2 = 2H2O+2S点燃点燃2H2S+3O2 =2H2O+2SO2 点燃点燃O2过量过量：H2S+CuSO4=H2SO4+CuS弱酸盐，多数难溶于水弱酸盐，多数难溶于水(铵盐、碱金属盐易溶铵盐、碱金属盐易溶)多数难溶于水的硫化物可溶于酸并释放出多数难溶于水的硫化物可溶于酸并释放出H2S。FeS+H2SO4=H2S+FeSO4(六六)硫化物硫化物(S2-)部分硫化物难溶于酸。部分硫化

14、物难溶于酸。（2011年上海单科，年上海单科，7，3分）下列溶液中通分）下列溶液中通入入SO2一定不会产生沉淀的是一定不会产生沉淀的是( )A.Ba(OH)2溶液溶液D. BaCl2溶液溶液C.Na2S溶液溶液B. NaNO3溶液溶液(2012江西盟校二联，江西盟校二联，7，6分分)PM2.5是指大气中直径是指大气中直径小于或等于小于或等于2.5微米的颗粒物，也叫可入肺颗粒物，与微米的颗粒物，也叫可入肺颗粒物，与肺癌，哮喘等疾病的发生密切相关，是灰霾天气的主肺癌，哮喘等疾病的发生密切相关，是灰霾天气的主要原因，它主要来自化石燃料的燃烧要原因，它主要来自化石燃料的燃烧(如机动车尾气、如机动车尾气

15、、燃煤燃煤)等，下列与等，下列与PM2.5相关的说法不正确的是相关的说法不正确的是( )A.大力发展电动车，减少燃油汽车的尾气排放量大力发展电动车，减少燃油汽车的尾气排放量D. PM2.5含有的铅，铬，镉，钒，砷等元素均含有的铅，铬，镉，钒，砷等元素均为对人体有害的金属元素为对人体有害的金属元素C.多环芳烃是强致癌物，能吸附在多环芳烃是强致癌物，能吸附在PM2.5的表面的表面进入人体进入人体B. 开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖(一一)氮气氮气(N2)1、物理性质：、物理性质： 在常温下是一种无色无味的气体，密度比空在常温下是一种无色无味的气体，

16、密度比空气略小，不溶于水气略小，不溶于水2、化学性质：、化学性质：与与H2反应：反应： N2+3H2 2NH3高温高压高温高压催化剂催化剂与与Mg的反应：的反应： 3Mg+N2=Mg3N2点燃点燃与与O2的反应：的反应： N2+O2 2NO放电或高温放电或高温(二二)一氧化氮一氧化氮(NO)1、物质性质：、物质性质： 在常温下是一种无色无味的气体，密度比空在常温下是一种无色无味的气体，密度比空气略大，不溶于水气略大，不溶于水2NO+O2=2NO2 2、化学性质：、化学性质：(三三)二氧化氮二氧化氮(NO2)1、物质性质：、物质性质： 常温下红棕色，有刺激性气味的有常温下红棕色，有刺激性气味的有

17、毒气体，易溶于水，易液化毒气体，易溶于水，易液化2、化学性质：、化学性质：2NO2 N2O43NO2+H2O=2HNO3+NO NO2既是氧化剂又是还原剂既是氧化剂又是还原剂(工业制硝酸工业制硝酸)不成盐氧化物，不与酸、碱反应不成盐氧化物，不与酸、碱反应与与O2的反应：的反应：u若若NO和和O2混合并通入足量的水，当体积比为多少时最后混合并通入足量的水，当体积比为多少时最后无气体剩余？无气体剩余？2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO 4NO+3O2+2H2O=4HNO33+2 ：u要多少要多少O2， NO2才能完全转变成才能完全转变成HNO3呢？呢？ 2NO+O2=2NO2

18、 4NO2+O2+2H2O=4HNO32 +：3NO2+H2O=2HNO3+NO将一支装满将一支装满NO2的试管倒立在水槽中，有何现象？的试管倒立在水槽中，有何现象？ 红棕色逐渐消失，试管水位上升到红棕色逐渐消失，试管水位上升到2/3处处 1、NO2+H2O型型例例1：将盛满有若干毫升：将盛满有若干毫升NO2气体的试管倒立于水中，最后剩气体的试管倒立于水中，最后剩下下4ml气体，求原试管中气体，求原试管中NO2的体积。的体积。解：解：31V(NO2)4mL解得解得V(NO2)12mL答：原试管中答：原试管中NO2的体积为的体积为12mL。( (四四) )有关氮的氧化物的计算有关氮的氧化物的计算

19、3NO2+H2O = 2HNO3+NO2、NO+NO2+H2O例例2：将：将30mLNO和和NO2的混合气，通入倒立在水槽中的盛的混合气，通入倒立在水槽中的盛满水的量筒里，片刻后，量筒里剩下满水的量筒里，片刻后，量筒里剩下16mL的气体。求原混的气体。求原混合气体中合气体中NO和和NO2的体积。的体积。解：解： 3NO2+H2O = 2HNO3+NO VV(NO2)=21mLV(NO)=30-21=9ml答：原有答：原有NO、NO2的体积分别为的体积分别为9mL、21mL3 1 2V(NO2) 30-16=14 (1)NO2或或NO2与与NO的混合气体溶于水的混合气体溶于水 依据：依据：3NO

20、2+H2O = 2HNO3+NO 利用气体体积变化差值进行计算。利用气体体积变化差值进行计算。V(NO2):V(O2) = 4:1，恰好完全反应，恰好完全反应(2) NO2和和O2的混合气体溶于水的混合气体溶于水 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 4:1，NO2过量，剩余气体为过量，剩余气体为NO(3)NO和和O2的混合气体溶于水的混合气体溶于水 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 V(NO):V(O2)=4:3，恰好完全反应，恰好完全反应4:3，NO过量，剩余气体为过量，剩余气体为NO4:3， O2过量，剩余气体为过量，剩余气体为O24、NO2+O2+H2O例例4:由由O2和和NO2组

21、成的混合气组成的混合气40mL，通过足量水吸收后剩下，通过足量水吸收后剩下5mL。求原混合气体中。求原混合气体中NO2和和O2的体积。的体积。x=28mLV(O2)= 1/4 x +5mL = 12 mL4NO2 O2 x 1/4xx+ 1/4x +5 =40mL解解 (1)余气余气5mL是是O2时，设原有时，设原有NO2的体积为的体积为 x (2)余气余气5mL是是NO时，设原有时，设原有O2的体积为的体积为 y y=5mLV(NO2)= 4y +15mL = 35 mL4NO2 O2 4y yy+ 4y +15 mL=40mL由由3NO2+H2O = 2HNO3+NO 可知余可知余NO21

22、5mL4NO2+ O2 +2H2O = 4HNO33、NO+O2+H2O例例3：在常温下，向盛满水并倒置于水槽中的试管里，先后：在常温下，向盛满水并倒置于水槽中的试管里，先后通入通入NO和和O2，充分反应后，管内气体的体积变为原通入气，充分反应后，管内气体的体积变为原通入气体总体积的体总体积的1/2，求通入，求通入NO和和O2的体积比。的体积比。解：设原气体总体积为解：设原气体总体积为2L，反应了，反应了1L，余下，余下1L故：故：NO过量过量 V(NO):V(O2)=(1+4/7):3/7=11:3O2过量过量 V(NO):V(O2)=4/7: (3/7+1)=2:54NO+ 3O2 +2H2O = 4HNO3酸雨是指酸雨是指pH5.6的雨、雪、雾等大气降水。（由于的雨、雪、雾等大气降水。（由于大气中大气中CO2的存在，正常的雨的存在，正常的雨pH约为约为5