高一-硫氮及其化合物

硫氮及其化合物知识梳理(一)除夕爆竹话硫磺 1．黑火药(1)黑火药是我国值得骄傲的四大发明之一。

把木炭粉、硫磺粉和硝酸钾按一定的比例混合，就可以制得黑火药。

(2)黑火药的合理配比为：n(S) : n(KNO 3) : n(C) = 1 : 2 : 3。

(3)火药爆炸原理：点燃火药后，混合物发生迅猛的氧化还原反应，放出大量的热量并生成大量气体。

气体体积急剧扩大，发生爆炸。

其反应的化学方程式为：−−−→点燃K 2S + 3CO 2↑+ N 2↑2．硫的性质(1)物理性质：纯净的硫通常是一种黄色或淡黄色的固体，俗称硫磺；密度比水大；不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS 2；硫为分子晶体，熔点112.8℃，沸点444.6℃。

硫元素在地壳中的含量只有0.052%，但是硫的分布很广。

(2)化学性质：单质硫既有氧化性，又有还原性。

硫元素有 -2、0、+4、+6四种常见的化合价。

①硫通常以弱氧化性为主。

如：与金属、氢气的反应。

Fe + S ∆−−→FeS （黑褐色） 2Cu + S ∆−−→Cu 2S （黑色） Hg + S ∆−−→HgS （黑色） S + H 2∆−−→H 2S ②硫也可以表现为还原性。

如：与氧气的反应。

S + O 2−−−→点燃SO 2（硫在空气中点燃产生淡蓝色火焰，在纯氧气中点燃产生明亮的蓝紫色火焰）3．硫的用途(1)硫是动物体生长不可缺少的元素。

如组成生命体的蛋白质中就有含硫的大分子。

(2)硫磺是橡胶工业的重要添加剂，是制硫酸的重要原料。

(3)硫磺有杀虫、杀螨和杀菌作用，常被用作农作物的杀菌剂和治疗皮肤病的杀菌软膏。

(4)在染色、制革、国防工业、火柴、火药、烟火等行业，都广泛用到硫和含硫化合物。

(二)令人生厌的硫化氢(H 2S) 1．硫化氢的物理性质硫化氢通常为有臭鸡蛋气味的无色气体，有毒，当空气中含有0.1%的硫化氢时，就会使人感到头疼、眩晕，吸入大量硫化氢会使人昏迷或死亡。

动植物体内均含硫，腐败时会产生硫化氢气体。

硫化氢标准状况下的密度为1. 518 g/L ，比空气重。

1体积水能溶解2.6体积硫化氢气体。

硫化氢的水溶液叫氢硫酸，显弱酸性。

2．硫化氢的化学性质 (1)热稳定性硫化氢在较高温度时易分解成氢气和硫。

H 2S ∆−−→H 2 + S ↓ (2)还原性硫化氢中的硫显-2价，在化学反应中容易失去电子，故硫化氢的还原性较强。

硫化氢显示还原性的几个典型反应为：2H 2S + O 2−−−→点燃2S ↓+ 2H 2O(H 2S 在空气中不完全燃烧) 2H 2S + 3O 2−−−→点燃2SO 2 + 2H 2O(H 2S 在空气中完全燃烧，并伴有淡蓝色火焰) (三)SO 2的性质 1．SO 2的物理性质二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大（收集时用向上排空气法），易溶于水，通常情况下1体积水能溶解40体积的二氧化硫。

2．SO 2的化学性质(1) SO 2与水反应：SO 2 + H 2OH 2SO 3【注意】亚硫酸(H 2SO 3)是一种弱酸，不稳定，易分解。

SO 2是H 2SO 3的酸酐，为酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性：除与H 2O 反应外，还与酸碱指示剂、碱性氧化物、碱及某些盐反应。

SO 2 + CaO → CaSO 3SO 2 + 2NaOH(过量) → Na 2SO 3 + H 2O SO 2 + NaOH(少量) → NaHSO 3SO 2 + Na 2SO 3 +H 2O → 2 NaHSO 3与CO 2 + Na 2CO 3 + H 2O → 2NaHCO 3相似 (2) SO 2的氧化性与还原性：二氧化硫中硫元素的化合价处于+4价，为中间价态，在反应中即可作氧化剂，也可作还原剂：①氧化性：SO 2 + 2H 2S ∆−−→3S ↓+ H 2O②还原性：2SO 2 + O 2∆催化剂2SO 33．SO 2的用途(1)作漂白剂和去污剂。

工业上常用SO 2漂白纸浆、毛、丝、草编制品等； (2)制SO 3的主要原料； (3)杀菌消毒；(4)作食物和干果的防腐剂。

(5)SO 2是重要的冷冻介质之一。

(四)酸雨 1．酸雨未污染的雨水的pH 一般小于7大于5.6，这是由于溶解了二氧化碳气体的缘故。

如果其他酸性污染物也溶于雨水中，雨水的pH 明显下降。

当雨水的pH 小于5.6时，我们就称它为“酸雨”。

2．酸雨的成因酸雨中的酸度主要是由硫酸和硝酸所致，其中硫酸一般比硝酸多，称硫酸型酸雨。

其成因较复杂，一般认为有两种可能：(1) SO 2溶于水生成H 2SO 3，H 2SO 3被缓慢氧化成硫酸：SO 2 + H 2O ∆−−→ H 2SO 3，2H 2 SO 3 + O 2 → 2H 2SO 4 (2) SO 2在空气中的灰尘或NO x 的催化下被O 2氧化成SO 3，SO 3溶于水形成H 2SO 4： 2SO 2 + O 2∆催化剂2SO 3，SO 3 + H 2O → H 2SO 43．酸雨的危害(1)酸雨使植物遭受严重侵蚀，生存受到威胁； (2)酸雨会使土壤酸化，引起农业减产； (3)酸雨容易腐蚀水泥、大理石质建筑物； (4)酸雨侵蚀钢铁制品，使钢铁表面生锈； (5)酸雨危害人体健康。

4．酸雨的防治减少酸雨的生成，必须控制空气中SO 2等气体的含量。

目前世界上减少二氧化硫排放量的措施主要有： (])优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气等；(2)对煤和石油进行脱硫或对它们燃烧后形成的烟气 在排放之前除去硫的氧化物等。

【拓展】（一）有关硫元素的价态变化规律1．S 的常见化合价有：-2、0、+4、+6。

-2价是硫元素的最低价态，只有还原性；0价和+4价是硫元素处于中间价态，既有氧化性，又有还原性；+6价是硫元素的最高价态，只有氧化性。

2．当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态。

如3．硫元素相邻价态的微粒不发生氧化还原反应。

如：S 和H 2S 、S 和SO 2、SO 2和浓H 2SO 4之间不发生氧化还原反应。

4．有时硫的化合价会发生跳位转化。

如2S S -、遇到强氧化剂时，33626HNO HNO S S S S +-+−−−−→−−−−→稀浓、；又如条件发生改变时：（二）二氧化碳和二氧化硫的性质比较 相同点不同点物理性质常温下，都是无色气体，密度都大于空气①气味：CO 2无味，SO 2有刺激性气味②毒性：CO 2无毒，SO 2有毒③溶解性：CO 2微溶于水，SO 2易溶于水 ④液化：CO 2难液化，SO 2易液化化学性质 都是酸性氧化物 ①都能和水反应，生成的酸不稳定，只能存在于溶液中：CO 2 +H 2O H 2CO 3，SO 2+ H 2OH 2SO 3②都能与碱反应，但用量不同，均可以生成两种盐。

SO 2或CO 2气体通入澄清的石灰水中，都是先生成沉淀，当气体过量时沉淀又溶解 Ca(OH)2+SO 2 → CaSO 3↓+H 2O CaSO 3+SO 2+H 2O →Ca(HSO 3)2①二氧化硫常表现还原性，二氧化碳表现氧化性：2SO 2+O 2 ∆−−−→催化剂2SO 3 CO 2+C ∆−−→2CO二氧化硫能被酸性高锰酸钾溶液、氯水、溴水、碘水等氧化剂氧化，二氧化碳不能②二氧化硫具有漂白性，能漂白某些有色物质，二氧化碳不能③影响大气的结果不同：二氧化硫形成酸雨，二氧化碳引起温室效应（三）常见的漂白剂及其漂白原理比较（四）工业吸收SO 2常用的方法二氧化硫是空气中有害气体的罪魁祸首。

当空气中二氧化硫的含量达到百万分之零点一至百万分之一时，植物、建筑物的结构材料就会严重受损；当达到百万分之一至百万分之十时，会引起人的呼吸道痉挛、流泪、咳嗽甚至死亡；若达到万分之一时，一切生命都会完结。

因此我国规定：厂矿周围上空的空气中二氧化硫的含量不得超过0. 02 mg/L 。

为了保护环境、变废为宝，世界各国采用多种方法进行烟道气脱硫，以防止空气污染，回收和利用二氧化硫。

1．“固硫”法将生石灰跟煤均匀混合，煤燃烧时放出的SO 2跟生石灰反应生成CaSO 3，CaSO 3再被空气氧化成CaSO 4（石膏）而被“固化”，从而减少SO 2向大气的排放。

其反应方程式为：SO 2+CaO ∆−−→CaSO 3 2CaSO 3+O 2∆−−→2CaSO 4 2．吸收法(1)硫酸厂通常用氨水吸收二氧化硫。

SO 2+2NH 3+H 2O → (NH 4)2SO 3 (NH 4)2SO 3+SO 2+H 2O →2NH 4HSO 3当吸收液达到一定浓度时，再用93%的浓硫酸酸化： 2NH 4HSO 3+H 2SO 4 → (NH 4)2SO 4 +2SO 2↑+2H 2O (NH 4)2SO 3 +H 2SO 4 → (NH 4)2SO 4 +SO 2↑+H 2O放出的二氧化硫浓度达95%以上，经液化得到液态二氧化硫，可用于制取漂白剂、消毒剂，也可用于生产硫酸。

硫酸铵溶液经过结晶、分离、干燥，可用作化肥（硫铵），这样便一举数得。

(2)用纯碱溶液吸收二氧化硫。

2Na2CO3 +SO2 +H2O →2NaHCO3+ Na2SO32NaHCO3 +SO2→Na2SO3 +2CO2↑+H2O这样吸收设备简单，效率也高，所得Na2SO3可用于造纸工业制造牛皮纸。

(3)用Na2SO3溶液吸收二氧化硫。

Na2SO3 +SO2 +H2O →2NaHSO3−−→Na2SO3 +SO2↑+H2O↑2NaHSO3∆得到含高浓度SO2、水蒸气的副产品，同时生成的Na2SO3还可循环使用。

此外，在减轻SO2等引起的环境污染方面，植树造林也有一定功效，特别是梧桐、臭椿吸收SO2的效果甚佳。

(一)固氮的途径1．氮元素存在形态空气中含大量N2，是工业生产中N2的主要来源。

2．N2的物理性质氮气难溶于水，难液化，密度比空气略小（与空气密度相近），只能用排水法收集N2。

3．N2的化学性质由于氮分子的键能很大，所以氮气的性质很稳定，只有在高温条件下才能发生一些化学变化。

2NH3(1)与H2的反应：N2 + 3H2高温、高压催化剂放电2NO(2)与O2的反应：N2 + O2−−−→点燃Mg3N2(3)与Mg的反应：3Mg + N2−−−→4．氮的固定(1)定义：把大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为固氮。

(2)氮的同定的途径①生物固氮豆科植物的根部常附有小根瘤，其中含有固氮菌，能把空气中游离的氮变成氨（铵态氮肥）作为养分吸收，所以这些植物可以少施肥，甚至不施肥。

②大气同氮闪电时，大气中的氮转化为氮的氧化物，经降水生成极稀的硝酸（硝态氮肥），渗入土壤被植物根系吸收。

放电2NON2 + O2−−−→2NO + O2 →2NO23NO2 + H2O →2HNO3 + NO【注意】生物固氮和大气固氮统称自然固氮。