必修一专题四硫、氮和可持续发展知识点

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、具有刺激性气味的有毒气体，，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：

①SO2是酸性氧化物：

②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：

1）SO2 + O2 <==== > 2SO3

催化剂

加热

2）能使溴水褪色：SO2 + Br2 + 2H2O ===H2SO4 +2HBr

3）与H2O2反应：SO2 + H2O2 === H2SO4

4）SO2在水溶液中能被KMnO4（H+）、Cl2、Fe3+、HNO3等氧化，归纳如下（都在通常条件下进行）：

SO2H2SO4

③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

④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（SO2不能漂白酸碱指示剂）。常用于实验室对SO2 气体的检验（品红溶液）

备注：漂白原理类型：①吸附型：活性炭漂白——活性炭吸附色素（包括胶体）①强氧化型：HClO、O3、H2O2、Na2O2等强氧化剂漂白——将有色物质氧化，不可逆

①化合型：SO 2 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(酸雨的pH ＜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。（正常的雨水由于溶解CO 2形成弱酸H 2CO 3，pH 约为5.6。）

硫酸型酸雨的形成途径：

① 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：

SO 2 + O 2 <==== > 2SO 3 SO 3 + H 2O === H 2SO 4

催化剂

加热

② 空气中的二氧化硫直接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：

SO 2 + H 2O

H 2SO 3 2H 2SO 3 + O 2 == 2H 2SO 4

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，SO 2直接危害人体健康，发生呼吸道疾病，直至人死亡。 3）脱硫措施：

① 石灰石-石膏法脱硫（钙基固硫法）：

CaO + SO 2 ＝ CaSO 3， SO 2 + Ca(OH)2 ＝ CaSO 3 + H 2O ， 2CaSO 3 + O 2 ＝ 2CaSO 4 ② 氨水脱硫：

SO 2 + 2NH 3+H 2O ＝(NH4)2SO 3， 2(NH 4)2SO 3 + O 2 ＝ 2(NH 4)2SO 4

上述方法既可除去二氧化硫，还可以得到副产品石膏（CaSO 4·2H 2O ）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：

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：

SO2 + 2NH3+H2O＝(NH4)2SO3，SO2 + NH3+H2O＝NH4HSO3

古代制硫酸的方法是：用绿矾(FeSO4·7H2O)为原料,放在蒸馏釜中煅烧而制得硫酸.在煅烧过程中,绿矾发生分解,放出二氧化硫和三氧化硫,其中三氧化硫与水蒸气同时冷凝,便可得到硫酸。2(FeSO4·7H2O) ===Fe2O3＋SO2＋SO3＋14H2O

（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1.84g·cm-3。

浓硫酸稀释方法：把浓硫酸沿杯壁倒进水中,并用玻璃棒搅拌,因为浓硫酸密度大,若把水倒进浓硫酸中,稀释放出的热量回使水沸腾,水喷溅出来危险.

浓硫酸难挥发，故可以制取易挥发性酸，如：

加热

2NaCl + H2SO4 ===Na2SO4 +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：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)。

①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（如H2S、H2I、HBr等）。

浓硫酸能干燥三类气体：一、中性气体,如H2、O2、N2、CO、NO、CH4等；二、酸性气体：SO3、SO2、CO2、HCl、HF等；三、氧化性气体：O3、F2、Cl2.不能干燥两类气体：一、碱性气体,如氨气（NH3）；二、还原性气体,如HBr、HI、H2S等.因为浓硫酸有强氧化性和酸性,所以不能干燥还原性气体和碱性气体.

②脱水性：浓硫酸能将有机物中H、O 按照2∶1 的比例脱出，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

③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的分子个数比为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 + H2SO4 (浓) ==I2↓+ SO2↑+2H2O

2HBr + H2SO4 (浓) ==Br2+ SO2↑+2H2O