2022年必修一专题四硫氮和可持续发展知识点.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 专题四硫、氮和可连续进展名师精编优秀资料一、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、具有刺激性气味的有毒气体,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）；是严峻的大气污染物；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： SO2 是酸性氧化物： 仍原性 ：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）催化剂 SO 2 + O 2 2SO 加热3：2）能使溴水褪色

2、：SO2 + Br 2 + 2H 2O =H 2SO4 +2HBr 3）与 H 2O2反应：SO2 + H 2O2 = H 2SO44） SO2在水溶液中能被KMnO 4（ H+）、 Cl 2、 Fe3+、HNO 3 等氧化,归纳如下（都在通常条件下进行）KMnO4（H +）、 Cl2、Fe3+、Br2 、H 2O2、HNO 3SO2KMnO4（H +）H 2SO 4 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 + 2H 2S =3S + 2H 2O 漂白性： SO2 可与某些有色物质反应,生成不稳固的无色物质,加热时这些无色物质又会发生分解,从而复原

3、原先的颜色,即漂白作用是可逆的（SO2 不能漂白酸碱指示剂） ；常用于试验室对SO2 气体的检验（品红溶液）备注： 漂白原理类型 ：吸附型 ：活性炭漂白 活性炭吸附色素 （包括胶体）强氧化型 ：HClO 、O3、H2O2、 Na2O2 等强氧化剂漂白 将有色物质氧化,不行逆化合型 ： 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酸雨的 pH 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；（ 正常的雨水由于溶解 CO2 形成弱酸 H 2CO3, pH 约为 5.6；）硫酸型酸雨的形成途径： 空气中的二氧化硫,在光照、

4、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：催化剂 SO2 + O 2 2SO 加热3 SO3 + H 2O = H 2SO4 空气中的二氧化硫直接溶于水并生成亚硫酸,亚硫酸具有较强的仍原性,在空气中的氧气作用下 生成硫酸：名师归纳总结 SO2 + H 2OH 2SO3 2H2SO3 + O 2 = 2H 2SO4 第 1 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2）空气中二氧化硫的来源：名师精编优秀资料主要是化石燃料的燃烧；另外仍来源于含硫金属矿石的冶炼、硫酸工厂释放的尾气等,SO2 直接危害人体健康,发生呼吸道疾病,直

5、至人死亡；3）脱硫措施： 石灰石 - 石膏法脱硫 （钙基固硫法） ：CaO + SO2 CaSO3,SO2 + CaOH 2 CaSO3 + H 2O,2CaSO3 + O2 2CaSO4 氨水脱硫：SO2 + 2NH 3+H2O NH4 2SO3,2NH 4 2SO3 + O2 2NH 42SO4 上述方法既可除去二氧化硫,仍可以得到副产品石膏（CaSO42H 2O）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：三原料三阶段三反应三设备SO3 的吸取；所以黄铁矿或S造气：SO2高温 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 +

6、8SO2沸腾炉点燃 S + O2= SO2空气SO2催化剂 SO2 + O2 2SO3 加热接触室接触氧化含热交换器98.3%浓硫酸吸取SO3SO3 + H2O = H2SO4吸取塔热交换器的作用：预热 SO2和 O2,降低 SO3的温度,便于被吸取；98.3% 浓硫酸的作用 ：假如直接用水吸取SO3,SO3与水反应放热,会形成酸雾,不利于用 98.3%的浓硫酸吸取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+H2ONH4 2SO3,SO2 + NH 3+H2O NH4HSO3 古代制硫酸的方法是：用绿矾 FeSO4 7H 2O为原料 ,放在

7、蒸馏釜中煅烧而制得硫酸 .在煅烧过程中 ,绿矾发生分解 ,放出二氧化硫和三氧化硫 ,其中三氧化硫与水蒸气同时冷凝 ,便可得到硫酸； 2FeSO47H2O =Fe 2O3SO2SO3 14H2O （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；浓硫酸稀释方法：把浓硫酸沿杯壁倒进水中 , 并用玻璃棒搅拌 , 由于浓硫酸密度大 , 如把水倒进浓硫酸中 , 稀释放出的热量回使水沸腾 , 水喷溅出来危急 .浓硫酸难挥发,故可以制取易挥发性酸,如：加热 2NaCl + H 2SO4 =Na

8、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 + 3H 2SO4 Fe2SO43 + 3H 2O 可用于酸洗除锈名师归纳总结 （2）浓硫酸的特性：第 2 页,共 8 页热点链接：如何稀释浓H 2SO4在稀释浓H 2SO4 时 ,应将浓 H2SO4 沿玻璃棒慢慢地倒入烧杯的水中,并不断搅拌 ,使产生的热量迅速地扩散 .如将水倒入浓H2SO4 中,浓 H 2SO4 密度比水大 ,溶解时的放热作用使水沸腾而使H2SO4 溅出 ；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 吸水性

9、： 浓硫酸具有吸水性,名师精编优秀资料如 H2、O2、CO 2、Cl 2、HCl通常可用作中性气体和酸性气体的干燥剂,等；仍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）和仍原性气体（如H2S、 H 2I 、HBr 等）；浓硫酸能干燥三类气体：一、中性气体 ,如 H2、O2、N2、CO、NO、CH4 等；二、酸性气体： SO3、SO2、CO2、HCl 、HF 等； 三、氧化性气体： O3、F2、Cl2.不能干燥两类气体：一、碱性气体 ,如氨气 （NH3 ）； 二、仍原性气体 ,如 HBr 、HI 、 H 2S 等 .由于浓硫酸有强氧化性和酸性 ,所以不能干燥仍原性气体和碱性

10、气体 . 脱水性 ：浓硫酸能将有机物中 作很多有机反应的脱水剂和催化剂；C12H22O11 12C+11H 2O 强氧化性 ：H、O 根据 21 的比例脱出,生成水,是有机物变黑；浓硫酸可用1）浓硫酸可以将很多金属氧化（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次序表中 H 前面的金属）；备注： 上述反应中, Cu 是仍原剂, 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 H 2SO4 的分子个数比为1:1；随着反应进

11、行浓硫酸变为稀硫酸后反应就停止；2）浓硫酸在肯定条件下,也可以和一些非金属反应,如C、S、P 等；H2SO4 与金属反应均没有H2浓 H 2SO4 的仍原产物通常为SO2；正是由于浓H2SO4 的氧化性,所以浓产生,也不能用浓H 2SO4 制备（或干燥）一些仍原性气体,如：HI 、H 2S 等；3）与低价非金属元素的化合物反应：H 2S + H 2SO4 浓 =S + SO2 +2H2O 2HI + H 2SO4 浓 =I 2 + SO2 +2H2O 2HBr + H 2SO4 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

12、,放置在天平两端,并暴露在空气中,下沉一端为浓硫酸；由于浓硫酸具有吸水性,吸取空气中的水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,连续冒气泡的是稀硫酸；由于浓硫酸有强氧化性,使铁钝化,阻 止两者反应,稀硫酸就不能；所以可用铁器装浓硫酸；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料4）：放入炭块,膨胀的是浓硫酸,没反应的是稀硫酸；由于浓硫酸具有吸水性；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；同样由于浓硫酸有强氧化性；6）：取等体

13、积样平,密封放在天平两端,重的是浓硫酸；由于浓硫酸密度较大；7）：晃动观看,稠的是浓硫酸,透亮均一的是稀硫酸；同样由于浓硫酸具有吸水性；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3、硫和含硫化合物的相互转化：（1）硫的存在及物理性质：硫以游离态 （火山口邻近或地壳的岩层里）和化合态 （硫化物和硫酸盐） 存在；硫是 淡黄色 松脆的晶体,俗名硫磺,熔点 112.8,沸点 444.6 ,不溶于水,微溶于酒精,易溶于 CS2.（2）不同价态的硫的化合物-2 价 ：H2S、Na2S、 FeS；+4 价 ：SO2、 H2SO3、Na2SO3 +6 价 ：SO3、 H2SO4、Na2SO

14、4、BaSO4、 CaSO4 、 FeSO4（3）通过氧化仍原反应实现含不同价态硫元素的物质之间的转化-2KMnO 4（ H +）、 Cl2、Br2、 Fe3+、0O2+4Cl2、Br2、 Fe3+、Br2 、 H2O2、+6HNO 3、I2、O2、I 2、Br 2 、H 2O2 、HNO 3、O 2、SSH2SSSH2 、 C、金属等C、金属等反应举例：1） -2 价硫到 0 价硫点燃硫化氢不完全燃烧：H2S + O2 =2 S + 2H 2O硫化氢通入卤水中：H 2S + X 2=S+ 2HX （X 代表 CL、 Br、 I）现象：卤水溶液褪色,产生淡黄色沉淀；向 Na 2S 溶液中通入氯

15、气：Na2S + Cl2 =2NaCl +S 2） 0 价硫到 -2 价硫与金属反应：S + 2Na = Na2S,将 S 和 Na 混合,研磨可爆炸；加热 加热Fe + S =FeS 2Cu + S =Cu 2SS + Hg =HgS 在常温下进行,常用于除去撒落的汞,且汞显高价；与非金属反应：加热H 2 + S（蒸汽） = H2S3） 0 价硫到 +4 价硫：点燃S + O 2 = SO 24） +4 价硫到 0 价硫：SO2 + H 2S =3S + 2H2O 5） +4 价硫到 +6 价硫：催化剂 SO2 + O 2 2SO 加热3 SO2 +X 2 + H2O = H 2SO4 +

16、2HX （X 代表 CL、Br 、I ）2H2SO2 +O2 = 2H 2SO4 （酸雨的酸性由弱变强的缘由）6） +6 价硫到 +4 价硫：名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 浓硫酸被仍原,一般生成SO2；名师精编优秀资料总结：硫和含硫化合物相互转化的规律：邻位转化规律： -2 价 S 0 价 S +4 价 S +6 价 S 越位转化的特例：点燃 H 2S+ O 2=2SO 2 + 2H 2O相邻价态不发生氧化仍原反应：如二氧化硫与浓硫酸不反应,故试验室可用浓硫酸干燥二氧化硫气体；加热S + 2 H 2SO4（浓）

17、=3 SO2 + 2H 2O 归中反应规律：（4）含硫化合物间通过非氧化仍原反应相互转化： FeS + H2SO4（稀） =FeSO4 + H 2S , FeS + 2H+=Fe 2+ + H2S试验室制备 H 2S 气体,采纳固 - 液反应不加热制气体装置或启普发生器）；H 2S 有毒,有臭鸡蛋气味,易溶于水,其水溶液叫氢硫酸； H 2S + 2NaOH =Na2S+ 2H 2O 试验室中常用NaOH 溶液吸取余外的H 2S 气体,防止空气污染； Na2SO3 + H2SO4（浓） = Na 2SO4 + SO2 + H 2O 试验室或工业上制取 SO2 的原理； Na2SO3 + H 2S

18、O4（稀） = Na 2SO4 + SO2 + H 2O 不用稀硫酸制取 SO2 的缘由是 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 ：纯洁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 ： N 2分子结构稳固,化学性质不活泼,但在特定条件下会发生化学反应：放电 高温高压 点燃N 2 + O 2 =2NO N 2 + 3H 2 =2NH 3 N 2 + 3Mg=Mg 3N 2催化剂所以雷雨会生成 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）；爱护气（填充灯泡、保鲜

19、水果、粮食的储存等）；冷冻剂（超低温手术、超导材料的低温环境等）；（2）氮氧化物： 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；在通常情形下易被氧气氧化为 NO 2： 2NO + O 2=2NO 2 4NO + 3O 2 + 2H 2O 4HNO 3 NO 2：红棕色 的具有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,能溶于水；氧化性较强,易与水、碱等反应：3 NO 2+H 2O=2HNO 3+NO 4NO2 + O2 + 2H 2O 4HNO 32 NO 2 + 2NaOH = NaNO 3 + NaNO 2 + H 2O NO 2 + 2KI =I 2 + 2K

20、NO 2（能使潮湿的淀粉碘化钾试纸变蓝）名师归纳总结 2NO2N2O4NO2和 N2O4之间可相互转化,故通常测得NO 2 的相对分子质量大于其实际值； 第 5 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料氮氧化物有： N2O,NO, N 2O3,NO 2,N 2O4,N 2O5,其中 N 2O3 是 HNO 2（亚硝酸）的酸酐, N2O5 是 HNO 3的酸酐；（3）硝酸型酸雨： 形成原理： 3 NO 2+H 2O=2HNO 3+NO NO + NO 2+H2O=2HNO 2主要来源 ：氮肥的生产、金属冶炼、汽车尾气等； 防治措

21、施：1） 为汽车安装尾气转换装置,将汽车尾气中的催化剂 2NO + 2CO = N2 + 2CO22） 对生产氮肥、硝酸的工厂尾气处理：NO 和 CO 转化成 N2 和 CO2：2 NO2 + 2NaOH = NaNO 3 + NaNO2 + H2O NO + NO 2+ 2NaOH =2 NaNO 2 + H 2O 2、氮肥的生产和使用（1）氨气的物理性质：常态下是无色、有刺激性气味的气体,极易溶于水（1:700）,溶于水显碱性,能使潮湿的红色石蕊试纸变蓝；易挥发,易液化,液化时放出大量的热；液态氨汽化时吸取大量的热,使其周 围物质的温度急剧下降,故液氨常用作制冷剂；氨水应在阴凉处储存；雨天

22、、烈日下不宜施用氨态氮肥；（2）氨气的化学性质： 与水反应： NH 3+H2ONH3H 2ONH 4 OH喷泉试验：在干燥的烧瓶内布满氨气,塞上带玻璃管和胶头滴管的胶塞,玻璃管的下端插入滴有酚酞的水 溶液中,打开橡皮管上的止水夹,挤压胶头滴管；现象：烧杯中的水快速进入烧瓶内,形成红色喷泉,最终烧瓶内布满红色液体；结论：氨气在水中溶解又多又快,使烧瓶内压强小于外界大气压,从而形成喷泉；酚酞试液显红色说明 氨气的水溶液显碱性； 与酸反应： NH3 +HCl=NH 4Cl（产生白烟,是NH 4Cl 固体小颗粒,这可以检验氨气的存在；）2NH 3+H2SO4=NH 42SO4 具有仍原性：制备硝酸：2

23、 NH 3 + 3Cl 2 =N 2 + 6HCl （ NH 3少量）8 NH 3 + 3Cl 2 =N 2 + 6 NH 4Cl（NH 3过量）名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 催化剂 4 NH 3 + 6NO =5 N2 + 6H2O名师精编优秀资料2NH 3 +3CuO = N2 +3Cu +3H2O（3）氨水的成分及性质：氨水所含的微粒有：H2O,NH3,NH3 H2O,以及少量的NH 3H2O电离出的 NH4+和 OH-,少量水电离出的 H+和 OH-氨水易挥发逸出氨气,可用于检验浓盐酸、浓硝酸等挥发性酸,

24、反应是形成白烟；（4） NH 3 的制备：工验业室上制合成氨：实取氨气：2NH 4Cl + CaOH2=CaCl 2 + 2NH 3+2H 2O化学药品： 氯化铵晶体,熟石灰固体；试验室制取氨 气方法： 2NH 4Cl+CaOH 2=CaCl 2+2NH 3 +2H2O 加热浓氨水 NH 3H2O = NH3 +2H2O 浓氨水和碱石灰 氨水中加入碱石灰,生成氢氧化钙,溶液碱性增大,且反应放热,有利于氨气的生成 NH3H2O= NH3 +2H 2O 集气方法： 向下排空气法验满： 1）将潮湿的红色石蕊试纸放在试管口,试纸变蓝；2）将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,产生白烟；干燥方法： 可用 碱石

25、灰 、生石灰、 硅胶等干燥剂； 氨气溶于水显碱性,（2）铵盐： 物理性质： 易溶于水,大多数是无色晶体；不能用浓硫酸、 五氧化二磷等干燥； 化学性质： A、铵盐受热易分解为氨气和对应的酸,故应储存在阴凉处：1）如该酸不稳固,就连续分解,如：名师归纳总结 冷却NH 4Cl（固） NH 3（气） +HCl （气） NH 4Cl（固）第 7 页,共 8 页该反应式可用于NH 4Cl 的提纯 . NH 42CO 3= 2NH3+ CO2+ H2O2）如生成的酸为氧化性酸,就该酸不会与氨气发生氧化仍原反应,如NH4NO3受热分解较复杂：NH 4NO 3= N 2O+2H 2O 2 NH4NO 3= 2N

26、 2 + O2 +4H 2O（ NH4）2SO42NH 3 +H2SO4B、铵盐与碱反应放出氨气,可利用该性质检验铵根离子NH4+的存在；2NH 4Cl + CaOH2=CaCl2 + 2NH3+2H2O NH 4Cl+NaOH= NH3+ NaCl + H2O- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料铵盐属于铵态氮肥,在施用铵态氮肥时,要防止与碱性肥料混合施用； NH 4 +的检验：1） NaOH 溶液法：待检物为固体液体均可；取少量待检样品配成水溶液,向其中加入足量 NaOH 溶液,用酒精灯微热,如产生刺激性气味的其 他或能使潮湿的红色石

27、蕊试纸变蓝的气体,就为铵盐；2） 碱石灰法：待检物必需为固体 取少量待检样品固体与碱石灰混合,在研钵中研磨,如产生刺激性气味的其他或能使潮湿的红色石 蕊试纸变蓝的气体,就为铵盐；三、硝酸的性质：1、物理性质： 无色,具有挥发性的液体,沸点83,有刺激性气味,易溶于水；“ 发烟硝酸” 是指含HNO3质量分数在 98%以上的浓硝酸,挥发出的 2.化学性质 ：HNO3在空气中产生“ 发烟” 现象；（1）是一种强氧化性的酸,绝大多数金属及很多非金属单质能与硝酸反应：Cu + 4HNO 3（浓） =CuNO32 + 2NO 2 +2H 2O 3Cu + 8HNO 3（稀） =3CuNO32 + 2NO

28、+4H 2O C+4HNO 3（浓） = CO2+ 4NO 2+2H 2O常温下,浓硝酸会使铝、铁等发生钝化,故可用铝制或铁制容器装运浓硝酸；（2）不稳固性： HNO 3 见光或加热会分说明放出 NO 2 气体,故硝酸应储存在避光、低温处；光照4HNO 3 =4NO 2+ O 2+2H 2O3、硝酸的制备：（1）试验室制备：NaNO 3 固 + H 2SO4浓 =NaHSO 4 + HNO 3（2）氨催化氧化法制硝酸：步骤氨催化法生成NO和水NO进一步被空气中的 O2氧化成NO2水吸取NO2生成硝酸备注：1）氨气氧化成 NO 需要加热, NO 氧化成 NO2 是放热反应,通过热交换器提高热量利用率,降低成本；2）吸取塔里产生的 NO 重新回到热交换器中被氧化成 NO2 ,这种循环操作过程可提高原料利用率；3）尾气用 NaOH 溶液吸取；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页