高一化学必修一专题四-硫、氮和可持续发展复习提纲

放电
N 2 + O 2 ===2NO
高温高压
N 2 + 3H 2 ======2NH 3
催化剂
点燃
N 2 + 3Mg===Mg 3N 2
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：
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、H2、HBr 等）。
② 脱水性 ：浓硫酸能将有机物中 H、O 按照 2∶1 的比例脱出，
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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。
（5）几种重要的硫酸盐：
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 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。
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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： ① 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 ② 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，还可以得到副产品石膏
H
2O
5）
2、
+4
价硫到
+6
价硫：
O2
+4 HNO 3、I 2、 O2、
S
+6
催化剂
S
SO2 + O 2 <==== > 2SO 3
加热
H2S
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）
（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 黄铁矿或 S
空气
三阶段
造气： SO2
SO2 接触氧化
三反应
高温
4FeS2 + 11O2 === 2Fe2O3 + 8SO2
点燃
S + O2=== SO2
催化剂
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 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
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：
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 SO 2 + 2H 2O
④ 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 ： ① FeS + H2SO4（稀） ===FeSO4 + H2S↑，FeS + 2H+==Fe2+ + H2S↑
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）。
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 )。 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
和氧气生成三氧化硫，溶于水后形成硫酸：
催化剂
SO
2
+
O
2
<====
加热
>
2SO
3
SO3 + H 2O === H 2SO4
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：
SO2 + H2O
H2SO3
2H2SO3 + O2 == 2H2SO4
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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：
催化剂
1）
SO 2 + O 2
<====
加热
> 2SO
3
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 KMnO 4（H+）、Cl2、Fe3+、HNO 3 等氧化，
6）+6 价硫到 +4 价硫：
1） -2 价硫到 0 价硫
点燃
硫化氢不完全燃烧： H 2S + O2 ===2 S↓ + 2H 2O
硫化氢通入卤水中 ： H2S + X2==S↓ + 2HX （X 代表 CL 、Br 、I） 现象：卤水溶液褪色，产生淡黄色沉淀。
向 Na2S 溶液中通入氯气： Na2S + Cl2 ==2NaCl +S↓ 2） 0 价硫到 -2 价硫
C 12H 22O11
12C+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）。
① 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
归纳如下（都在通常条件下进行） ：
SO 2
KMnO 4（ H + ）、 Cl 2、 Fe3+、 Br 2 、 H 2O2、 HNO 3 KMnO 4（ H +）
H 2SO 4
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
（6）浓硫酸和稀硫酸的鉴别方法： 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 。
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 + 2NH 3+H2O＝ (NH4)2SO3， SO2 + NH3+H 2O＝NH4HSO3 （ 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 。
SO2 + O 2 <==== > 2SO3
加热
三设备
沸腾炉
接触室 (含热交换器 )
98.3%浓硫酸
吸收 SO3
SO3 + 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 与水反应放热，
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。 常用于实验室对 SO2 气体的检验
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） ②强氧化型 ：HClO 、O3、H2、Na2O2 等强氧
浓硫酸被还原，一般生成 SO2。 总结：硫和含硫化合物相互转化的规律：