最新整理高一化学必修一专题四_硫、氮和可持续发展复习提纲备课讲稿

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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、有毒气体,具有刺激性气味,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 + O 2 <==== > 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):

KMnO4(H+)、Cl2、Fe3+、Br2 、H2O2、HNO3

SO2

KMnO4(H+)

H2SO4

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。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

化剂漂白——将有色物质氧化,不可逆③化合型:SO2 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。

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:

SO2 + O2 <==== > 2SO3 SO3 + H2O === H2SO4

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:

SO2 + H2O H2SO3 2H2SO3 + O2 == 2H2SO4

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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 + 2NH3+H2O=(NH4)2SO3,2(NH4)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(CaSO

4

·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:

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(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。

C12H22O 1112C+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。

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

(5)几种重要的硫酸盐:

(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。

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