必修一-專題四硫、氮和可持續(xù)發(fā)展知識點

1、精編學問點專題四硫、氮和可連續(xù)進展一、含硫化合物的性質(zhì)和應用：1、so2 的性質(zhì)及其應用：（1）物理性質(zhì)： 通常為無色、具有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易溶于水（常溫常壓下一體積水能溶解 40 體積 so2），易液化（沸點為-10）；是嚴峻的大氣污染物；備注： 大氣污染物通常包括：so2、co、氮的氧化物、烴、固體顆粒物（飄塵）等；（2）化學性質(zhì)： so2 是酸性氧化物： 仍原性 ：so2 中 s 為+4 價，可與強氧化劑（如氧氣等）反應生成+6 價的 s：催化劑so 2 + o 2 <= > 2so 3加熱1）2）能使溴水褪色：so 2 + br 2 + 2h 2o =h

2、 2so4 +2hbr3）與 h 2o2 反應：so2 + h 2o2 = h 2so44） so2 在水溶液中能被kmno 4（ h +）、cl 2、fe3+、hno 3 等氧化，歸納如下（都在通常條件下進行）：kmno 4（ h + ）、 cl 2、fe3+、br 2 、 h 2o2、 hno 3so2h 2so 4kmno 4（ h +） 氧化性 ： so2 中 s 為+4 價，可以降低，表現(xiàn)出氧化性，但氧化性很弱：so2 + 2h 2 s =3s+ 2h 2o 漂白性： so 2 可與某些有色物質(zhì)反應，生成不穩(wěn)固的無色物質(zhì)，加熱時這些無色物質(zhì)又會發(fā)生分解，從而復原原先的顏色，即漂白作用

3、是可逆的（so2 不能漂白酸堿指示劑） ；常用于試驗室對so2 氣體的檢驗（品紅溶液）備注： 漂白原理類型 ：吸附型 ：活性炭漂白 活性炭吸附色素 （包括膠體）強氧化型 ：hclo 、o3、h2o2、na2 o2 等強氧化劑漂白 將有色物質(zhì)氧化，不行逆化合型 ： so2 漂白 與有色物質(zhì)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；含硫酸的酸雨稱硫酸型酸雨；含硝酸的酸雨稱硝酸型酸雨；（ 正常的雨水由于溶解co2 形成弱酸 h 2co3， ph 約為 5.6；）硫酸型酸雨的形成途徑： 空氣中的二氧化硫，在光照、煙塵中的金屬氧化物等作

4、用下，和氧氣生成三氧化硫，溶于水后形成硫酸：催化劑so2 + o 2 <= > 2so 3so3 + h 2o = h 2 so4加熱 空氣中的二氧化硫直接溶于水并生成亞硫酸，亞硫酸具有較強的仍原性，在空氣中的氧氣作用下生成硫酸：so2 + h 2 oh 2so32h2 so3 + o 2 = 2h 2so4精編學問點2）空氣中二氧化硫的來源：主要是化石燃料的燃燒；另外仍來源于含硫金屬礦石的冶煉、硫酸工廠釋放的尾氣等，so2 直接危害人體健康，發(fā)生呼吸道疾病，直至人死亡；3）脫硫措施： 石灰石 - 石膏法脫硫 （鈣基固硫法） ：cao + so2 caso3，so 2 + caoh

5、 2 caso3 + h 2o，2caso3 + o2 2caso4 氨水脫硫：so2 + 2nh 3+h2o nh4 2so 3，2nh 4 2so3 + o2 2nh 42 so4上述方法既可除去二氧化硫，仍可以得到副產(chǎn)品石膏（caso4 ·2h 2o）和硫酸銨（一種化肥）2、硫酸的制備和性質(zhì)：（1）硫酸的工業(yè)制法：接觸法制硫酸三原料、三階段、三反應、三設備：三原料三階段三反應三設備黃鐵礦或s造氣： so2空氣so2接觸氧化高溫4fes2 + 11o2 = 2fe2o3 + 8so2點燃s + o2= so2催化劑so2 + o2 <= > 2so3加熱沸騰爐接觸室含

6、熱交換器98.3%濃硫酸吸取so3so3 + h2o = h2so4吸取塔熱交換器的作用：預熱 so 2 和 o2，降低 so3 的溫度，便于被吸??；98.3% 濃硫酸的作用 ：假如直接用水吸取so3 ，so3 與水反應放熱，會形成酸霧，不利于so3 的吸取；所以用 98.3% 的濃硫酸吸取so3 ，得到發(fā)煙硫酸；尾氣中 so2 的處理： 用氨水處理后，再用硫酸處理：so2 + 2nh 3+h2onh4 2 so3，so2 + nh 3 +h2o nh 4 hso3古代制硫酸的方法是：用綠礬feso4·7h 2o為原料 ,放在蒸餾釜中煅燒而制得硫酸.在煅燒過程中 , 綠礬發(fā)生分解 ,

7、放出二氧化硫和三氧化硫, 其中三氧化硫與水蒸氣同時冷凝,便可得到硫酸； 2feso4·7h2o =fe 2o3so2so3 14h 2o（2）硫酸的物理性質(zhì)：無色、黏稠、油狀液體；硫酸易溶于水，溶解時放出大量的熱；98.3%的濃硫酸沸點為338，屬于 典型的難揮發(fā)性酸，密度為1.84g ·cm-3 ；濃硫酸稀釋方法：把濃硫酸沿杯壁倒進水中, 并用玻璃棒攪拌, 由于濃硫酸密度大, 如把水倒進濃硫酸中, 稀釋放出的熱量回使水沸騰, 水噴濺出來危急 .濃硫酸難揮發(fā)，故可以制取易揮發(fā)性酸，如：加熱2nacl + h 2so4 =na 2so4 +hcl（1） 稀硫酸的化學性質(zhì)：具有

8、酸的通性： 使指示劑變色、 與堿、 堿性氧化物、 活潑金屬、 鹽都能反應；如： fe2 o3 + 3h 2so4 fe2so43 + 3h 2o 可用于酸洗除銹（2） 濃硫酸的特性： 熱點鏈接：如何稀釋濃h 2so 4在稀釋濃h 2so4 時,應將濃 h2so4 沿玻璃棒慢慢地倒入燒杯的水中,并不斷攪拌 ,使產(chǎn)生的熱量迅 速地擴散 .如將水倒入濃h2so4 中,濃 h 2so4 密度比水大 ,溶解時的放熱作用使水沸騰而使h2so4 濺出 ；精編學問點 吸水性： 濃硫酸具有吸水性，通?？捎米髦行詺怏w和酸性氣體的干燥劑，如 h2、o2、co 2、cl 2、hcl等；仍可以奪取結(jié)晶水合物中的水；備注

9、 ：濃硫酸不能干燥堿性氣體（如氨氣）和仍原性氣體（如h2 s、h 2i 、hbr 等）；濃硫酸能干燥三類氣體：一、中性氣體,如 h2、o2 、n2、co、no、ch4 等；二、酸性氣體： so3、so2、co2、hcl 、hf 等； 三、氧化性氣體： o3、f2、cl 2.不能干燥兩類氣體：一、堿性氣體 ,如氨氣 （nh3 ）； 二、仍原性氣體 ,如 hbr 、hi 、h 2s 等 .由于濃硫酸有強氧化性和酸性,所以不能干燥仍原性氣體和堿性氣體. 脫水性 ：濃硫酸能將有機物中h、o 根據(jù) 21 的比例脫出，生成水，是有機物變黑；濃硫酸可用作很多有機反應的脫水劑和催化劑；c12h22o1112c

10、+11h 2o強氧化性 ：1）濃硫酸可以將很多金屬氧化（鋁、鐵、鉑、金除外）：金屬 + 濃硫酸 硫酸鹽+ so2+ h2o濃硫酸的氧化性比稀硫酸強：其強氧化性由+6 價的s 引起，而稀硫酸的氧化性由h+引起 （故只能氧化金屬活動次序表中h 前面的金屬）；備注： 上述反應中， cu 是仍原劑， h2so4 是氧化劑； h2so4 既表現(xiàn)了氧化性，又表現(xiàn)了酸性，表現(xiàn)氧化性和酸性 h 2 so4 的分子個數(shù)比為1:1；隨著反應進行濃硫酸變?yōu)橄×蛩岷蠓磻屯Ｖ梗?2）濃硫酸在肯定條件下，也可以和一些非金屬反應，如c、s、p 等；濃 h 2so4 的仍原產(chǎn)物通常為so2 ；正是由于濃h2so4 的氧化性

11、，所以濃h2 so4 與金屬反應均沒有h2 產(chǎn)生，也不能用濃h 2so4 制備（或干燥）一些仍原性氣體，如：hi 、h 2s 等； 3）與低價非金屬元素的化合物反應：h 2s + h 2so4 濃 = s + so2 +2h2o2hi + h 2so4 濃 =i 2 + so2+2h 2o2hbr + h 2so4 濃 =br2 + so2 +2h 2o（5）幾種重要的硫酸鹽：（ 6）濃硫酸和稀硫酸的鑒別方法：1） : 取等重量的樣品，放置在天平兩端，并暴露在空氣中，下沉一端為濃硫酸；由于濃硫酸具有吸水性，吸取空氣中的水2）：取樣，將樣品倒入水中，并插入溫度計，升溫的一個是濃硫酸；3）：插入鐵

12、片，沒什么現(xiàn)象的是濃硫酸，連續(xù)冒氣泡的是稀硫酸；由于濃硫酸有強氧化性，使鐵鈍化，阻擋兩者反應，稀硫酸就不能；所以可用鐵器裝濃硫酸；精編學問點4）：放入炭塊，膨脹的是濃硫酸，沒反應的是稀硫酸；由于濃硫酸具有吸水性；5）：插入銅片，反應并生成刺激性氣味的是濃硫酸，沒反應的是稀硫酸；同樣由于濃硫酸有強氧化性；6）：取等體積樣平，密封放在天平兩端，重的是濃硫酸；由于濃硫酸密度較大；7）：晃動觀看，稠的是濃硫酸，透亮均一的是稀硫酸；8）：放入 5 水硫酸銅，顏色退去的是濃硫酸，沒反應的是稀硫酸；同樣由于濃硫酸具有吸水性；3、硫和含硫化合物的相互轉(zhuǎn)化：（1）硫的存在及物理性質(zhì)：硫以游離態(tài) （火山口鄰近或地

13、殼的巖層里）和化合態(tài) （硫化物和硫酸鹽） 存在；硫是 淡黃色 松脆的晶體，俗名硫磺，熔點112.8，沸點 444.6 ，不溶于水，微溶于酒精，易溶于cs2.（2）不同價態(tài)的硫的化合物-2 價：h2s、na2s、fes；+4 價：so2、h2so3、na2so 3+6 價：so3、h2so4、na2so 4、baso4、caso4 、feso4（3）通過氧化仍原反應實現(xiàn)含不同價態(tài)硫元素的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化kmno-24（ h +）、 cl2、br2、fe3+ 、0o+4cl2 、br 2、fe3+ 、br2 、 h2o2、+6i 2、br 2 、h 2 o2 、hno 3 、o 2、ssh2 、c、

14、金屬等2h2shno 3、i 2 、o2、ssc 、金屬等反應舉例：1） -2 價硫到 0 價硫硫化氫不完全燃燒：點燃h2s + o2 =2 s + 2h 2o硫化氫通入鹵水中：h 2s + x 2 =s + 2hx（x 代表 cl 、 br、i ）現(xiàn)象：鹵水溶液褪色，產(chǎn)生淡黃色沉淀；向 na 2s 溶液中通入氯氣：na2s + cl2 =2nacl +s 2） 0 價硫到 -2 價硫與金屬反應：s + 2na = na2s，將 s 和 na 混合，研磨可爆炸；加熱加熱fe + s =fes2cu + s =cu2ss + hg =hgs在常溫下進行，常用于除去撒落的汞，且汞顯高價；與非金屬反

15、應：加熱h 2 + s（蒸汽）= h2s3） 0 價硫到 +4 價硫：點燃s + o 2 = so 24） +4 價硫到 0 價硫：so2+ h 2s =3s + 2h2 o5） +4 價硫到 +6 價硫：催化劑so2 + o 2 <= > 2so 3加熱so2+x 2 + h2o = h 2 so4 + 2hx（ x 代表 cl 、br 、i ）2h2so2 +o2 = 2h 2so4 （酸雨的酸性由弱變強的緣由）6） +6 價硫到 +4 價硫：精編學問點濃硫酸被仍原，一般生成so2；總結(jié)：硫和含硫化合物相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律：鄰位轉(zhuǎn)化規(guī)律： -2 價 s <=> 0 價 s

16、 <=> +4 價 s <=> +6 價 s越位轉(zhuǎn)化的特例：點燃h 2s+ o 2 =2so 2 + 2h 2o相鄰價態(tài)不發(fā)生氧化仍原反應：如二氧化硫與濃硫酸不反應，故試驗室可用濃硫酸干燥二氧化硫氣體；加熱s + 2 h 2so4（濃） =3 so2 + 2h 2o歸中反應規(guī)律：（4）含硫化合物間通過非氧化仍原反應相互轉(zhuǎn)化： fes + h2so4（?。?=feso4 + h 2s， fes + 2h+=fe2+ + h2s試驗室制備h 2s 氣體，采納固 - 液反應不加熱制氣體裝置或啟普發(fā)生器）；h 2s 有毒，有臭雞蛋氣味，易溶于水，其水溶液叫氫硫酸； h 2s +

17、 2naoh =na2s+2h 2 o試驗室中常用naoh 溶液吸取余外的h 2s 氣體，防止空氣污染； na2so3 +h2so4（濃） = na 2so 4 + so2 + h 2o試驗室或工業(yè)上制取so2 的原理； na2so3 + h 2so4（?。?= na 2so4 + so2 + h 2o不用稀硫酸制取so 2 的緣由是 so2 在稀硫酸中溶解度較大；二、生產(chǎn)生活中的含氮化合物：1、氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化（1）氮氣：存在 ：氮氣約占空氣總體積的78%；物理性質(zhì) ：純潔的氮氣是無色無味的氣體，密度比空氣稍小，難溶于水；化學性質(zhì) ： n 2 分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，化學性質(zhì)不活潑，但在特定條件下

18、會發(fā)生化學反應：放電高溫高壓點燃n 2 + o 2 =2non2 + 3h 2 =2nh3n 2 + 3mg=mg3 n 2催化劑所以雷雨會生成no ；氮氣主要有以下三方面的應用：化工原料（合成氨、制硝酸等）；愛護氣（填充燈泡、保鮮水果、糧食的儲存等）；冷凍劑（超低溫手術、超導材料的低溫環(huán)境等）；（2）氮氧化物： no ：無色無味的有毒氣體（中毒原理與co 相同），密度略小于空氣，微溶于水；在通常情形下易被氧氣氧化為 no 2： 2no + o 2=2no 24no + 3o 2 + 2h 2o 4hno 3 no 2：紅棕色 的具有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，能溶于水；氧化性較強，易

19、與水、堿等反應：3 no 2+h 2o=2hno 3 +no4no 2 + o2 + 2h 2o 4hno 32 no 2 + 2naoh = nano 3 + nano 2 + h 2ono 2 + 2ki =i 2 + 2kno 2 （能使潮濕的淀粉碘化鉀試紙變藍）2no 2n2 o4no 2 和 n 2o4 之間可相互轉(zhuǎn)化，故通常測得no 2 的相對分子質(zhì)量大于其實際值；精編學問點氮氧化物有： n2o，no, n 2o3，no 2，n 2o4，n 2o5，其中 n 2o3 是 hno 2（亞硝酸）的酸酐， n2 o5 是 hno 3的酸酐；（3）硝酸型酸雨： 形成原理： 3 no 2+h

20、 2o=2hno 3+nono + no 2+h2o=2hno 2主要來源 ：氮肥的生產(chǎn)、金屬冶煉、汽車尾氣等； 防治措施：1） 為汽車安裝尾氣轉(zhuǎn)換裝置，將汽車尾氣中的no 和 co 轉(zhuǎn)化成 n2 和 co2 ：催化劑2no + 2co = n2 + 2co 22） 對生產(chǎn)氮肥、硝酸的工廠尾氣處理：2 no2 + 2naoh = nano 3 + nano2 + h2o no + no 2+ 2naoh =2 nano 2 + h 2o2、氮肥的生產(chǎn)和使用（1）氨氣的物理性質(zhì)：常態(tài)下是無色、有刺激性氣味的氣體，極易溶于水（1:700），溶于水顯堿性，能使潮濕的紅色石蕊試紙變藍；易揮發(fā)，易液化，

21、液化時放出大量的熱；液態(tài)氨汽化時吸取大量的熱，使其周圍物質(zhì)的溫度急劇下降，故液氨常用作制冷劑；氨水應在陰涼處儲存；雨天、烈日下不宜施用氨態(tài)氮肥；（2）氨氣的化學性質(zhì)： 與水反應： nh 3+h2onh 3 ·h 2onh 4 oh噴泉試驗：在干燥的燒瓶內(nèi)布滿氨氣，塞上帶玻璃管和膠頭滴管的膠塞，玻璃管的下端插入滴有酚酞的水溶液中，打開橡皮管上的止水夾，擠壓膠頭滴管；現(xiàn)象：燒杯中的水快速進入燒瓶內(nèi)，形成紅色噴泉，最終燒瓶內(nèi)布滿紅色液體；結(jié)論：氨氣在水中溶解又多又快，使燒瓶內(nèi)壓強小于外界大氣壓，從而形成噴泉；酚酞試液顯紅色說明氨氣的水溶液顯堿性； 與酸反應： nh 3 +hcl=nh 4c

22、l （產(chǎn)生白煙，是nh 4cl 固體小顆粒，這可以檢驗氨氣的存在；）2nh 3+h2 so4=nh 4 2so4 具有仍原性：制備硝酸：2 nh 3 + 3cl 2 =n 2 + 6hcl （ nh 3 少量）8 nh 3 + 3cl 2 =n 2 + 6 nh 4cl（nh 3 過量）精編學問點催化劑4 nh 3 + 6no =5 n2 + 6h2o2nh 3 +3cuo = n 2 +3cu +3h2o（3）氨水的成分及性質(zhì)：氨水所含的微粒有：h2o ，nh 3 ，nh 3·h2o，以及少量的nh 3·h2o 電離出的 nh 4+ 和 oh - ，少量水電離出的 h+和

23、 oh-氨水易揮發(fā)逸出氨氣，可用于檢驗濃鹽酸、濃硝酸等揮發(fā)性酸，反應是形成白煙；（4） nh 3 的制備：工業(yè)上合成氨：實驗室制取氨氣：2nh 4cl + caoh 2=cacl 2 + 2nh 3+2h 2o化學藥品： 氯化銨晶體，熟石灰固體；試驗室制取氨氣方法：2nh 4cl+caoh 2=cacl 2+2nh 3 +2h2o 加熱濃氨水nh 3·h2o = nh 3 +2h2o 濃氨水和堿石灰氨水中加入堿石灰，生成氫氧化鈣，溶液堿性增大，且反應放熱，有利于氨氣的生成 nh 3·h2o= nh 3 +2h2 o集氣方法： 向下排空氣法驗滿： 1）將潮濕的紅色石蕊試紙放在

24、試管口，試紙變藍； 2）將蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口，產(chǎn)生白煙；干燥方法： 可用 堿石灰 、生石灰、 硅膠等干燥劑； 氨氣溶于水顯堿性，不能用濃硫酸、 五氧化二磷等干燥；（2）銨鹽： 物理性質(zhì)： 易溶于水，大多數(shù)是無色晶體； 化學性質(zhì)： a、銨鹽受熱易分解為氨氣和對應的酸，故應儲存在陰涼處：1）如該酸不穩(wěn)固，就連續(xù)分解，如：nh 4cl（固）冷卻nh 3 （氣） +hcl （氣）nh 4cl （固）該反應式可用于nh 4cl 的提純 .nh 4 2co 3 = 2nh 3+ co 2 + h 2 o2）如生成的酸為氧化性酸，就該酸不會與氨氣發(fā)生氧化仍原反應，如nh 4 no3 受熱分解較復雜：nh 4no 3= n 2 o+2h 2 o2 nh 4no 3= 2n 2 + o2 +4h 2o（ nh 4）2 so42nh 3+h 2so4b、銨鹽與堿反應放出氨氣，可利用該性質(zhì)檢驗銨根離子nh 4 +的存在；2nh 4cl + caoh 2=cacl 2 + 2nh 3+2h 2onh 4