第三節(jié)硫和氮的氧化物2011-12-20硫廣泛存在于自然界游離態(tài)的硫存在于火山噴口附近或地殼的巖層里硫廣泛存在于自然界化合態(tài)的硫主要以硫化物和硫酸鹽的形式存在石膏黃鐵礦黃銅礦一.硫1.存在形式：游離態(tài)：火山口附近或地殼的巖石化合態(tài)：硫化物和硫酸鹽，如硫鐵礦FeS2、黃銅礦CuFeS2、石膏（CaSO4.2H2O）、芒硝（Na2SO4.10H2O）2.物理性質(zhì)：淡黃色晶體，俗稱硫黃，質(zhì)脆，易研成粉末。不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2試管內(nèi)壁附著硫怎樣洗掉？(1)還原性點燃S+O2==SO22、硫的化學(xué)性質(zhì)：硫在空氣中燃燒，發(fā)出微弱的淡藍(lán)色火焰，在氧氣燃燒，明亮的藍(lán)紫色火焰。(2)氧化性

S+H2=H2S

Fe＋S＝FeS

2Fe＋3Cl2＝2FeCl3說明：氧化性Cl2＞S點燃2Cu+S=Cu2S3.用途：黑火藥、制硫酸

著名的杭州靈隱寺的“摩崖石刻”近年經(jīng)酸雨侵蝕，佛像眼睛、鼻子、耳朵等剝蝕嚴(yán)重，面目皆非，修補(bǔ)后，古跡不“古”。受酸雨傷害的水稻未受酸雨傷害的水稻(一)二氧化硫1.來源:S+O2SO2點燃煤等含硫燃料的燃燒、工業(yè)廢氣、火山噴發(fā)等二、硫的氧化物易溶于水，V(H2O):V(SO2)=1:40SO2顏色狀態(tài)氣味密度毒性沸點水溶性無色氣體刺激性氣味密度比空氣大有毒沸點低、易液化2.物理性質(zhì)3、化學(xué)性質(zhì)（1）酸性氧化物的通性：酸性氧化物與堿反應(yīng)生成鹽和水與堿性氧化物反生成鹽與H2O反應(yīng)生成酸二氧化硫跟水反應(yīng)：(實驗）【提出問題】1、水槽內(nèi)試管中有何變化？2、PH有何變化？3、往試管中的溶液加入品紅有何變化？4、加熱上述溶液有何變化？實驗現(xiàn)象：①試管中的水面上升②pH試紙變紅③加入品紅溶液，品紅溶液褪色④加熱后，溶液又變成紅色，同時有刺激性氣味的氣體生成。實驗結(jié)論：①SO2易溶于水②SO2+H2O逆反應(yīng)H2SO3正反應(yīng)③SO2的漂白作用；(檢驗SO2的存在)④漂白后的新物質(zhì)不穩(wěn)定，易恢復(fù)原來的顏色。1）、二氧化硫跟水反應(yīng)：SO2+H2O逆反應(yīng)H2SO3正反應(yīng)可逆反應(yīng)：在同一條件下,既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。特點正反應(yīng)和逆反應(yīng)同時發(fā)生，均不徹底，反應(yīng)物和生成物共存。SO2漂白原理：由于它能與某些有色物質(zhì)生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)。無色物質(zhì)容易分解而使有色物質(zhì)恢復(fù)原來的顏色。（中強(qiáng)酸）【思考】2H2O====2H2+O2與2H2+O2===

2H2O

是可逆反應(yīng)嗎？點燃電解物質(zhì)活性炭臭氧過氧化鈉二氧化硫漂白原理變化吸附色素與某些有色物質(zhì)結(jié)合成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)

(化合漂白)物理【永久的】【暫時的】化學(xué)變化資料：幾種物質(zhì)漂白性比較將大多數(shù)有色的物質(zhì)氧化為穩(wěn)定的無色物質(zhì)（氧化漂白）

能使紫色石蕊試液褪色

不能使紫色石蕊試液褪色氯水【永久的】HClO、O3

Na2O2、H2O2Ca(ClO)2二氧化硫的漂白性SO2可使品紅或某些有機(jī)色質(zhì)褪色，發(fā)生的是非氧化還原反應(yīng)的化合反應(yīng)。1．SO2不能漂白酸堿指示劑，而氧化類漂白劑(如氯水、Na2O2等)能漂白酸堿指示劑。例如：2．SO2使品紅溶液褪色是因為SO2具有漂白性，SO2的漂白性是暫時的，而氧化類漂白劑的漂白是永久的。例如：2）與堿反應(yīng)：

SO2(少量）+2NaOH=Na2SO3+H2O（尾氣吸收）

SO2(過量）+NaOH=NaHSO3SO2+（少量）Ca(OH)2=CaSO3↓+H2OCaSO3+SO2+H2O=Ca(HSO3)2

使澄清石灰水先變渾濁后變澄清。

SO2+Na2O=Na2SO3（亞硫酸鈉）3)與堿性氧化物反應(yīng)：SO2+CaO==CaSO3（亞硫酸鈣）同CO2NaSO3+SO2+H2O=NaHSO3練習(xí)

1、下列可用來鑒別SO2和CO2的方法是（）

A、通入紫色石蕊試液B、聞氣味C、通入澄清石灰水D、通入品紅溶液中BDSO2（過量）

+NaHCO3=NaHSO3+CO2飽和的NaHCO3溶液怎樣除去CO2中的SO2?【思考】：Na2CO3溶液可不可以？（2）與鹽溶液反應(yīng)SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2SO2（少量）

+2NaHCO3=Na2SO3+2CO2+H2O亞硫酸鹽的溶解性規(guī)律除鈉、鉀、銨鹽外，其余大多難溶于水，這一點與碳酸鹽極為相似。S-2S0S+4S+6→←-2e+2e→←-4e+4e→←-2e+2e1）在一定條件下被氧氣催化氧化：2）被氯水、酸性KMnO4

等氧化：氯水由淺黃綠色褪為無色高錳酸鉀由紫紅色褪為無色SO2+Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl2SO2+O22SO3

（3）SO2的還原性

=K2SO4+2MnSO4+2H2SO45SO2+2KMnO4+2H2O（此反應(yīng)可用來吸收SO2）

3）與溴水(橙黃色)反應(yīng)亞硫酸SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBrSO2+I2+

2H2O=H2SO4+2HI碘水（黃褐色）消失4)與Fe3+反應(yīng)SO2+2Fe3++2H2O=SO4

2-+2Fe2++4H+溶液黃色褪去（三）SO2的用途3.作食物和干果的防腐劑。1.漂白紙漿、毛、絲、草編制品等2.殺滅霉菌和細(xì)菌（4）具有氧化性

SO2+2H2S=3S↓+2H2O

小結(jié)：CO2和SO2性質(zhì)的比較（酸性氧化物）SO2CO2氣味

刺激性的氣味

無味毒性

有毒

無毒溶解性

易溶于水

能溶性質(zhì)物理與水反應(yīng)與堿反應(yīng)弱氧化性

化學(xué)性質(zhì)SO2+H2OH2SO3CO2+H2OH2CO3SO2+2H2S=3S↓+2H2O高溫CO2+C==2COSO2氣體通入澄清石灰水中先有沉淀后沉淀溶解SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2OCaSO3+SO2+H2O=Ca(HSO3)2CO2氣體通入澄清石灰水中先有沉淀后沉淀溶解CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2OCaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2SO2的性質(zhì)將產(chǎn)生的SO2依次通過下列溶液，觀察產(chǎn)生的現(xiàn)象，并分析其表現(xiàn)SO2的性質(zhì)？SO2品紅溶液酸性高錳酸鉀溶液紫色石蕊試液氫硫酸溶液Ba(OH)2溶液褪色加熱后恢復(fù)原色褪色紫色變?yōu)榧t色產(chǎn)生淡黃色沉淀產(chǎn)生白色色沉淀

⑶品紅溶液品紅溶液

KMnO4溶液

SO2

CO2

澄清石灰水檢驗SO2吸收SO2檢驗SO2是否被除盡檢驗CO2SO3+CaO=CaSO4SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O如何除去SO2中混有的SO3氣體？SO3＋2NaHSO3＝Na2SO4＋2SO2＋H2O2、SO3的化學(xué)性質(zhì)

具有酸性氧化物的通性SO3＋H2O＝H2SO4（放出大量熱）（二）三氧化硫1、SO3的物理性質(zhì)SO3是無色的晶體，熔點16.8℃，沸點為44.8℃。（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是固態(tài)，常溫常壓下為液態(tài)）［例1］下列說法正確的是

()A．SO2能使品紅溶液、溴水和酸性高錳酸鉀溶液褪色，是因為SO2具有漂白性B．SO2和Cl2都有漂白作用，將等物質(zhì)的量的兩種氣體同時作用于潮濕的有色物質(zhì)時，可增強(qiáng)漂白作用C．活性炭使有色物質(zhì)褪色是利用了碳單質(zhì)具有還原性，使有色物質(zhì)發(fā)生還原反應(yīng)D．SO2使品紅溶液褪色后，將褪色后的溶液加熱，溶液重新變?yōu)榧t色[答案]D3.下列能說明SO2具有漂白作用的是()A．SO2能使酸性高錳酸鉀褪色

B．SO2能使品紅溶液褪色

C．SO2能溴水褪色

D．SO2難使品紅試液變紅B4.潮濕的氯氣和二氧化硫都具有漂白性，將氯氣和SO2在相同狀況下等體積混合后，其漂白性變化為

，其原因是

.寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式

.漂白性消失,Cl2和SO2作用生成了無漂白作用的HCl和H2SO4

2H2O+Cl2+SO2H2SO4+2HCl氮及氮的化合物

N2+O2=====2NO（無色）放電或高溫2)、氮氣的化學(xué)性質(zhì)：3)、氮氣的用途：作保護(hù)氣—填充燈泡，焊接金屬等

無色無味氣體，不溶于水，比空氣稍輕1)、氮氣的物理性質(zhì)：1、氮氣(N2)

N2+3Mg

==

Mg3N2點燃N的氧化物的種類：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5六種，它們都有毒，是大氣污染物。2、一氧化氮（NO）：1)、NO的物理性質(zhì)：無色、不溶于水、有毒氣體是大氣的污染物2)、NO的化學(xué)性質(zhì)：2NO

+O2=2NO2

（紅棕色）

3、二氧化氮

紅棕色、有刺激性氣味、易溶于水、穩(wěn)定、有毒性，密度大于空氣，易液化，與水反應(yīng)與水反應(yīng)：3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO氧化性：NO2＋SO2＝SO3＋NO

2

NO2（

紅棕色）

N2O4（無色）C2H8N2

+2N2O4=2CO2↑+3N2↑

+4H2O↑實驗步驟現(xiàn)象解釋1將一支充滿NO2的試管倒放在盛有水的水槽中紅棕色氣體逐漸消失，水位上升，最后水充滿整個試管的2/3，無色氣體充滿試管的1/33NO2+H2O=2HNO3+NO

NO2紅棕色氣體，易溶于水，NO無色、不溶于水2制取少量氧氣2H2O2====2H2O+O2↑3將氧氣慢慢地通入（1）試管中無色氣體變?yōu)榧t棕色氣體又變?yōu)闊o色氣體，但氣體體積逐漸縮小，液面不斷上升2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NOMnO2科學(xué)探究請設(shè)計實驗，要求盡可能多地使二氧化氮被水吸收。NO2和O2

混和氣體溶于水的反應(yīng)3NO2+H2O=2HNO3+

NO

①2NO

+O2=2NO2

②

①×2

＋②

總反應(yīng)：4NO2+O2+2H2O=4HNO3NO

和O2

混和氣體溶于水的反應(yīng)2NO

+O2=2NO2①3NO2+H2O=2HNO3+

NO

②①×3

＋②×2總反應(yīng)：4NO+3O2+2H2O=4HNO3NONO2色態(tài)毒性與水反應(yīng)與O2反應(yīng)與水、O2反應(yīng)相互轉(zhuǎn)化制法收集尾氣處理無色氣體紅棕色氣體有毒有毒3NO2+H2O=2HNO3+NO

不反應(yīng)不反應(yīng)4NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO33Cu+8HNO3(稀)=３Cu(NO3)2+２NO↑+４H2O

Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+２H2O排水集氣法向上排空氣法NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO+O2=2NO2三、SO2、NO2對大氣的污染：1、SO2、NO2污染物的形成：

①、煤、石油、金屬礦物質(zhì)的燃燒和冶煉產(chǎn)生SO2②、汽車尾氣、硝酸工業(yè)產(chǎn)生的NO2③、酸雨的形成NO2、SO2與水反應(yīng)造成的硝酸酸雨：酸雨：指pH小于5.6的降水。3NO2+H2O=2HNO3+

NO

硫酸酸雨：

SO2+H2OH2SO32H2SO3+O2＝2H2SO4催化劑2、大氣污染的危害：

①、危害人體健康②、酸雨破壞農(nóng)作物、森林，土壤酸化，腐蝕建筑等3、保護(hù)環(huán)境，整治污染防治酸雨的措施

①、調(diào)整、發(fā)展、優(yōu)化、提高，減少污染物②、嚴(yán)格控制污染物的排放量③、研究開發(fā)新技術(shù)某試管內(nèi)盛有NO2氣體12體積，把它倒立于盛水的水槽中，剩余____氣體，試管內(nèi)的氣體為_____體積；試管內(nèi)的溶液為____溶液。如要使試管內(nèi)充滿水，則應(yīng)通入02___體積。

4

NO

HNO3

32．關(guān)系式法4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3就是NO、O2、H2O之間的綜合反應(yīng)式。同法可得NO2在足量的O2、H2O存在下完全轉(zhuǎn)化為HNO3的綜合反應(yīng)式：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3②由此可歸結(jié)如下：(1)NO2和O2的混合氣體溶于水時，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，當(dāng)體積比(2)NO和O2同時通入水中時，其反應(yīng)是2NO＋O2===2NO2,4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，總反應(yīng)式為4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，當(dāng)體積比1．(1)一定溫度、壓強(qiáng)下，一盛滿NO2的試管倒置于盛足量水的水槽里，試管中水的體積占試管容積的_2/3_______。(2)相同狀況下，30mLN2和NO2的混合氣體通入倒立于水槽里盛滿水的量筒中，剩余氣體16mL，則原混合氣體中N2與NO2的體積比是___3:7_____。(3)將盛滿NO和NO2的一試管倒置于盛足量水的水槽里，氣體體積縮小為原來的3/5，則NO和NO2的體積比是__2:3______。(4)一定條件下，將等體積的NO和NO2混合氣體充滿試管，倒置于盛足量水的水槽里，充分反應(yīng)后，剩余氣體的體積為原來體積的___2/3_____。(5)一定條件下，將等體積的O2和NO混合氣體充滿試管，倒置于盛足量水的水槽里，充分反應(yīng)后，剩余氣體的體積為原總體積的____1/8____。(6)一定條件下，將等體積的O2和NO2混合氣體充滿試管，倒置于盛足量水的水槽里，充分反應(yīng)后，剩余氣體的體積為原總體積的____3/8____。[例2]將8mLNO2和O2的混合氣體通入倒立于水槽中裝滿水的量筒中，充分反應(yīng)后，剩余氣體為1mL，則原混合氣體中NO2和O2的體積比可能為 (

)A．7∶3 B．3∶7C．7∶1 D．1∶73．SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，是因為SO2是酸性氧化物；SO2使溴水、KMnO4溶液褪色，是利用SO2的還原性。以上都不是SO2的漂白性。4．SO2的檢驗?zāi)硽怏w能使品紅溶液褪色，加熱至沸溶液又恢復(fù)紅色，則該氣體是SO2。5．常見能用于漂白的物質(zhì)的比較使物質(zhì)褪色的原理有三種：(1)利用物質(zhì)的吸附性將有色物質(zhì)吸附掉；(2)利用物質(zhì)的強(qiáng)氧化性，將有色物質(zhì)的顯色基團(tuán)氧化掉；(3)與有色物質(zhì)化合生成無色物質(zhì)。1．現(xiàn)有等體積混合而成的4組氣體。①NO2＋NO、②NO2＋O2、③HCl＋N2、④Cl2＋SO2?，F(xiàn)將其分別通入體積相同的試管中并立即倒立在足量水中，試管內(nèi)水面上升的高度分別為h1、h2、h3、h4，則高度關(guān)系是 (

)A．h4>h2>h3>h1

B．h4>h3>h2>h1C．h2>h3>h1>h4

D．h3>h2>h1>h4[答案]A(1)當(dāng)NO2或NO轉(zhuǎn)化為HNO3時要失去電子，若NO2或NO與O2混合通入水中時，O得電子，N失電子，且得失電子數(shù)必然相等，這是用電子得失守恒法解答此類題目的依據(jù)。(2)因為NO2在水溶液中發(fā)生反應(yīng)，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，所以無論何種情況下水溶液中都不會剩余NO2。(3)當(dāng)NO2和N2O4的混合氣體作用于H2O時，不要忽視由于NO2的消耗，N2O4會轉(zhuǎn)化為NO2。[答案]D有關(guān)氮的氧化物溶于水的計算1．電子守恒法NO與O2混合通入水中，發(fā)生反應(yīng)：2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，在這當(dāng)中，存在著NO向NO2轉(zhuǎn)化，NO2向HNO3轉(zhuǎn)化的同時又生成NO的循環(huán)反應(yīng)。但總體來講，NO→HNO3，N的化合價升高是由于被O2氧化，因此我們可寫出在氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)必然相等。2．關(guān)系式法4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3就是NO、O2、H2O之間的綜合反應(yīng)式。同法可得NO2在足量的O2、H2O存在下完全轉(zhuǎn)化為HNO3的綜合反應(yīng)式：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3②由此可歸結(jié)如下：(1)NO2和O2的混合氣體溶于水時，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，當(dāng)體積比(2)NO和O2同時通入水中時，其反應(yīng)是2NO＋O2===2NO2,4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，總反應(yīng)式為4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，當(dāng)體積比(3)值得注意的是4NO2＋O2和4NO＋3O2從組成上均相當(dāng)于2N2O5的組成，即(1)(2)兩種情況中的總反應(yīng)式都與N2O5＋H2O===2HNO3等效。這不僅是記憶①②二式的方法，也為上述問題的解法提供了新的思路，即利用混合氣體中的N、O原子個數(shù)比進(jìn)行分析判斷。1．(1)一定溫度、壓強(qiáng)下，一盛滿NO2的試管倒置于盛足量水的水槽里，試管中水的體積占試管容積的________。(2)相同狀況下，30mLN2和NO2的混合氣體通入倒立于水槽里盛滿水的量筒中，剩余氣體16mL，則原混合氣體中N2與NO2的體積比是________。(3)將盛滿NO和NO2的一試管倒置于盛足量水的水槽里，氣體體積縮小為原來的3/5，則NO和NO2的體積比是________。(4)一定條件下，將等體積的NO和NO2混合氣體充滿試管，倒置于盛足量水的水槽里，充分反應(yīng)后，剩余氣體的體積為原來體積的________。(5)一定條件下，將等體積的O2和NO混合氣體充滿試管，倒置于盛足量水的水槽里，充分反應(yīng)后，剩余氣體的體積為原總體積的________。(6)一定條件下，將等體積的O2和NO2混合氣體充滿試管，倒置于盛足量水的水槽里，充分反應(yīng)后，剩余氣體的體積為原總體積的________。3．向FeCl3和BaCl2的酸性混合溶液中通入SO2氣體，有白色沉淀生成，此沉淀是 (

)A．BaSO4 B．FeSC．BaSO3 D．S[答案]A4．一瓶無色氣體，可能含有HCl、HBr、SO2中的一種或幾種。將其通入氯水中，得到無色透明溶液，將該溶液分成兩份，一份加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，析出白色沉淀；一份加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，也有白色沉淀生成。下面結(jié)論正確的是(

)A．原氣體中肯定有SO2B．原氣體中可能有HBrC．原氣體中不能肯定有無HClD．不能肯定有無SO2[答案]AC[解析]通入氯水，得無色溶液，一定無HBr，加入BaCl2有白色沉淀，則一定有SO2，生成BaSO4沉淀，而HCl不能確定。5．實驗室用向上排空氣法收集NO2氣體，若用150mL的集氣瓶收集了一定的NO2后，將集氣瓶倒置于盛滿水的水槽里，充分作用后殘留60mL氣體，將集氣瓶從水槽中取出，又見瓶中氣體變成紅棕色，據(jù)此推知收集的NO2氣體的體積為(空氣按體積比N2∶O2＝4∶1計，不考慮N2O4的生成) (

)A．50mL B．72mLC．78mL D．100mL[解析]常規(guī)的計算只是單一的NO2或NO2與O2或NO2、NO、O2等溶于水的計算，而本題是在常規(guī)題中增加了空氣這一成分，使本題的思維空間得以很大的擴(kuò)張。概念不清楚，思維不流暢，只能是“望題興嘆”。解答本題的關(guān)鍵是要弄清兩個問題：①混合氣體中的O2與NO2按1∶4耗完；②60mL殘留氣體中的成分為NO和N2，且NO由3倍的NO2與H2O反應(yīng)得到。解法1：根據(jù)題意可分析如下：由此可見，N2在整個反應(yīng)過程中是不變量。抓住這一點，根據(jù)空氣中的N2和O2的體積比為4∶1，可設(shè)