硫和氮的氧化物 市赛获奖

第三节《硫和氮的氧化物》

洞庭沐渔中华人民共和国环境保护部－数据中心城市日期污染指数首要污染物空气质量级别空气质量状况北京2007-12-17239可吸入颗粒物Ⅳ1中度污染上海2007-12-1769二氧化硫Ⅱ良南京2007-12-1772二氧化硫Ⅱ良苏州2007-12-1762可吸入颗粒物Ⅱ良镇江2007-12-1762二氧化氮Ⅱ良为什么要选择SO2等作为首要污染物呢？它们是从哪儿来的？具有什么样的性质呢？思考一.硫1.存在形式：游离态：火山口附近或地壳的岩石化合态：硫化物和硫酸盐，如硫铁矿FeS2、黄铜矿CuFeS2、石膏（CaSO4.2H2O）、芒硝（Na2SO4.10H2O）2.物理性质：黄色晶体，俗称硫黄，不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2.试管内壁附着硫怎样洗掉？思考1：根据硫元素的化合价推测硫单质会具有哪些性质？

3.化学性质：（既有氧化性又有还原性）注意硫与变价金属反应时生成低价产物而氯气与变价金属反应是生成高价产物，由此你可以得出什么结论？∆S+Fe=FeS2Cu+S=Cu2S∆S+O2=SO2点燃生成明亮的蓝紫色火焰。一定条件下能与多数金属反应物反应生成硫化物。S+H2=H2S∆硫化氢加热又能分解。二、二氧化硫的性质气体无色有刺激性有毒－10℃，易液化比空气大易溶于水（1：40）

状态：颜色：气味：毒性：沸点：密度：溶解性：

1.物理性质:将装满SO2气体的试管倒立于水槽中,会有什么现象发生?说明原因.思考？SO2溶于水使得试管内的液面上升.探究过程：用三支试管分别各取少量刚才倒立在大试管中的SO2水溶液：

探究现象：1、溶液PH值＜72、石蕊试液变红3、澄清石灰水变浑浊1、用PH试纸测溶液的PH值2、滴入2-3滴石蕊试液，观察溶液颜色的变化3、加入到另一支盛有澄清石灰水的试管中思考2：研究SO2的化学性质可从哪些方面入手？①从组成上看：SO2一种非金属氧化物，非金属氧化物有很多是酸性氧化物，请同学们设计实验证明是SO2酸性氧化物？②从SO2中S元素的化合价看：推断它应具有怎样的化学性质？2.

SO2的化学性质:实验二氧化硫依次通过：品红试液酸性高锰钾溶液石蕊试液氢硫酸氢氧化钡溶液氢氧化钠溶液红色褪去紫色褪去紫色变红不褪生成淡黄色沉淀生成白色沉淀吸收尾气防止污染*亚硫酸是一种中强酸，不稳定（酸性比碳酸强）2.SO2的化学性质:(1)具有酸性氧化物的通性

与H2O反应:SO2+H2OH2SO3（亚硫酸）

可逆反应:在同一条件下，既向正反应方向进行，

同时又向逆反应方向进行的反应问题讨论:下列两组反应是否互为可逆反应CO2+H2O=H2CO3H2CO3

=H2O+CO2

2H2+O2==2H2O点燃2H2O==2H2+O2通电（是）（不是）可逆反应中反应物不能完全转化成生成物。

与碱反应

SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O（少量）

SO2+NaOH=NaHSO3（过量）

SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O

与碱性氧化物反应：SO2+Na2O=Na2SO3（亚硫酸钠）

SO2+CaO==CaSO3（亚硫酸钙）使石灰水变浑浊的一定是CO2吗?用于固硫2CaSO3+O2=2CaSO4思考3：根据SO2中S元素的化合价推断它应具有怎样的化学性质？(氧化性？还原性？或既有氧化性，又有还原性？)探究3：怎样设计一个实验来证明SO2具有氧化性或还原性？S

S

S（SO2）S-20+4+6既有氧化性又有还原性（2）强还原性(O2、氯水、KMnO4、、Fe3+、HNO3）氯水由浅黄绿色褪为无色高锰酸钾由紫红色褪为无色SO2+Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl思考：SO2+BaCI2溶液有何现象？SO2+Ba(NO3)2溶液有何现象？高温2SO2+O2

2SO3

催化剂无沉淀有白色沉淀5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4（3）弱氧化性有黄色沉淀有黄色固体附于瓶壁SO2+2H2S==3S↓+2H2OS-2S0S+4→←推出反应方程式，提示：

科学探究实验步骤现象结论

1、取SO2水溶液的试管，滴入1-2滴品红溶液,振动。

2、然后用酒精灯加热试管内液体品红溶液褪色溶液变成红色SO2有漂白作用被SO2漂白不稳定,容易变回原来的颜色

二氧化硫的特殊性质(4)漂白性漂白原理：SO2+H2O+品红无色物SO2+H2O+品红

化合∆名称原理范围

SO2Cl2水活性炭化合漂白氧化漂白吸附漂白可漂白大多数有色质能使紫色石蕊试液先变红后褪色漂白某些有色物质，不能使紫色石蕊试液褪色(石蕊变红)可漂白大多数有色质效果暂时永久永久北京市场黄白两种银耳对比中央电视台《生活》栏目2SO2+O22SO3催化剂

SO3+H2O===H2SO4⑵可以漂白白纸浆、毛、丝、草编制品等⑶杀灭霉菌和细菌⑴制造硫酸：３.二氧化硫的用途请你思考2.怎样鉴别SO2和CO2?3.除杂CO2(SO2)SO2+NaHCO3=NaHSO3+CO21.二氧化硫使氯水或高锰酸钾褪色能否说是因为二氧化硫的漂白性课堂练习1.下列化学反应表示SO2作还原剂的是A．SO2+NaOH=NaHSO3B．2H2O+SO2+Fe2(SO4)3=2H2SO4+2FeSO4C．SO2+2H2S=3S+2H2OD．Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO42.如何除去下列气体的杂质气体?(括号内为杂质)

①Cl2(HCl):②

SO2(HCl):③CO2(HCl):④CO2(SO2):BD通过饱和食盐水通过饱和NaHSO3溶液通过饱和NaHCO3溶液通过KMnO4溶液通过饱和NaHCO3溶液4.在BaCl2的水溶液中通入SO2末见沉淀，把其分成两份,向其中一份中A加入NH3,另一份B加入Cl2则()A.只有A中产生沉淀BaSO4B.只有B中产生沉淀C.都产生沉淀D.都不产生沉淀C3.二氧化硫和氯气都有漂白性，现把二者以等物质的量混合，让混合气体通入品红溶液，则其漂白性将（）

A.和氯气单独通过时相同

B.和二氧化硫单独通过时相同

C.是二者作用效果之和

D.可能失去漂白性D三.三氧化硫

1、SO3的物理性质SO3是无色易挥发的晶体，熔点为16.8℃，沸点为44.8℃。

2.化学性质酸性氧化物的通性判断：标况下1molSO3的体积大约为22.4L?SO3+H2O=H2SO4会放出大量的热使水气化，工业上用98.3%的浓硫酸来吸收ＳＯ３四、一氧化氮和二氧化氮氮气占空气体积的78%，通常很稳定。N2+O22NO放电或高温NO

为无色，无味，不溶于水的气体。常温2NO+O2=2NO2NO2是红棕色、有刺激性气味的有毒气体；易溶于水。思考：NO和NO2分别用什么方法收集？NO可用排水法收集，不能用排空气法收集；NO2可用排空气法收集，不能用排水法收集。3NO2+H2O=2HNO3+NO（红棕色)(无色)利用右下图所示装置收集以下8种气体（图中烧瓶的位置不得变化）①H2②Cl2③CH4④HCl⑤NH3⑥NO⑦H2S⑧SO2（1）若烧瓶是干燥的，则由B口进气收集的气体有________（写序号）；（2）若烧瓶充满水，可收集的气体有________，这时气体由________进入。（3）若烧瓶是干燥的，则由A口进气，可收集的气体有_____。（4）若在烧瓶内装入浓硫酸使气体干燥，则可用此装置来干燥的气体有________，这时气体由________口进入。

②④⑦⑧①③⑥A①③⑤①②③④⑥⑧B【典型例题】标况下，把一只盛满NO2气体的试管倒立在盛满水的水槽中，有何现象？所得溶液的物质的量溶度是多少？NO2现象：液面上升到离试管口的2/3处，气体由红棕色变成无色C（HNO3)=1/22.4mol/L练习与思考

1.在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷。每当人畜进入后，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。请解释原因。

N2+O2

====2NO放电或高温2NO

+O2=2NO2

3NO2+H2O=2HNO3+NO雷雨发庄稼科学探究现给你一试管二氧化氮，其他药品和仪器自选。1、请你设计实验，要求尽可能多地NO2被水吸收。实验步骤现象

解释（反应式）（1）（2）（3）4NO2+2H2O+O2=4HNO3将充满NO2的试管倒立在水槽红棕色逐渐消失，试管水位上升到2/3处3NO2+H2O=2HNO3+NO往试管通入O2无色气体变成红棕色；水位继续上升，红棕色又消失2NO+O2=2NO2继续通入氧气水逐渐充满试管3NO2+H2O=2HNO3+NO假如是一试管装有的是NO，那么有什么办法使NO尽可能多的被水吸收吗？2NO+O2=2NO23NO2＋H2O＝2HNO3＋NO4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3NO当体积比是多少的时候跟足量的水反应才能完全转变成硝酸呢？氮的氧化物溶于水的计算⑴NO2

或NO2

与N2（非O2）的混合气体溶于水时可依据：3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO利用气体体积变化差值进行计算。1.将20mL充满NO和NO2的混合气体的试管倒立于盛水的水槽中，充分反应后，剩余气体10mL，求原混合气体的中NO和NO2的体积。

NO-5mLNO2-15mL2.把盛有NO2和N2的混合气体的试管倒立在盛水的水槽中，最终液面上升到试管的1/3处，原混合气体中NO2和N2的体积比是？()A.1:1B.2:1C.1:2D.3:1A⑵NO2

和O2的混合气体溶于水时，由4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3可知，当体积比：V（NO2）:V（O2）＞4:1，NO2过量，剩余气体为NO＜4:1，O2过量，剩余气体为O2＝4:1，恰好完全反应3.将盛有12mlNO2和02的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2ml无色气体，则原混合气体中O2的体积是多少？1.2ml或4ml⑶NO和O2同时通入水中时，由4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3可知，

V（NO）:V（O2）＝4:3恰好完全反应＞4:3剩余NO＜4:3

剩余O24.一定条件下，将等体积的NO和O2混合于一试管中，然后将试管倒立于盛水的水槽中，充分反应后，剩余气体的体积约占原气体总体积的（）A.1/4

B.3/4

C.1/8

D.3/8C⑷NO、NO2、O2三种混合气体通入水中，可先按⑴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⑶方法进行计算。5.将充有mmlNO和nmlNO2的量筒倒立在水槽中，然后通入mml的O2，若m<n则充分反应后，量筒内气体体积的毫升数为()A.3(m-n)B.(m+n)/3C.(n-m)/3

C

【典型例题】(2003年江苏高考题)同温同压下，在4支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是①NO和NO2；②NO2和O2；

NO和O2④NH3和N2。现将4支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3、V4由大到小的关系是试管内水面上升的高度分别为h1、h2、h3、h4由小到大的关系是V1>V4>V2>V3h1<h4<h2<h3三、SO2和NO2对大气的污染硫酸型酸雨：SH2SO3H2SO4SO2硝酸型酸雨：NNOXHNO3（1）来源1）SO2主要来自于化石燃料（如煤与石油）的燃烧、含硫金属的冶炼以及制造硫酸、磷肥等产生的废气。

2）NO2主要来自于汽车尾气。(2)危害引起呼吸道疾病，严重时会使人死亡SO2和NO2溶于水后形成酸性溶液，产生酸雨正常雨水溶解了CO2，pH为5.6；酸雨的pH小于5.61）对人体健康造成直接危害眼角膜和呼吸道粘膜对酸类卻十分敏感，受酸雨刺激，导致红眼症和支气管炎！农田土壤的酸化，使土壤矿化物中的有害重金属，如汞及铅等再溶出，由食物链的传送，人类食后，中毒死亡！2）破坏森林、草原和农作物3）土壤酸碱性增强，湖泊酸化，生态环境受损酸湖形成，鱼虾难存

土壤酸化，作物减产

4）破坏建筑物

酸雨使非金属建筑材料如混凝土、砂浆和灰砂砖等的水泥溶解，出现裂缝，导致建筑物损坏。酸雨使古迹文物面目全非。

酸雨也造成暴露在外的雕像受到侵蚀，这造成文化资产的破坏，令许多人担忧。

三、防止（2）原煤的脱硫；（3）石灰法：SO2+CaO=CaSO3高温2CaSO3+O2=2CaSO4高温（1）调整能源结构，发展清洁能源思考：把硫酸工厂或硝酸工厂的烟囱建得更高能减少ＳＯ２或氮氧化物对环境的影响吗？典型例题.下列物质不属于“城市空气质量日报”报道内容的是（）A．二氧化硫B．氮氧化物C．二氧化碳D．悬浮颗粒C典型例题

一氧化氮是大气污染物之一。目前，有一种治理方法是在400℃左右、有催化剂存在的情况下，用氨把一氧化氮还原为氮气和水。请写出该反应的化学方程式。答案：6NO＋4NH35