高一化學(xué)必修一專題四-硫、氮和可持續(xù)發(fā)展復(fù)習(xí)提綱

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載專題四硫、氮和可持續(xù)發(fā)展一、含硫化合物的性質(zhì)和應(yīng)用：1、SO2 的性質(zhì)及其應(yīng)用：（1）物理性質(zhì)： 通常為無色、有毒氣體，具有刺激性氣味，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(diǎn)為 -10）。是嚴(yán)重的大氣污染物。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(xué)性質(zhì)： SO2 是酸性氧化物： 還原性 ：SO2 中 S 為+4 價(jià)，可與強(qiáng)氧化劑（如氧氣等）反應(yīng)生成+6 價(jià)的 S：催化劑1） SO 2 + O 2 <=加熱 > 2SO 32）能使溴水褪色：SO2 + Br2 + 2H2O

2、 =H2SO4 +2HBr3）與 H2O2 反應(yīng)：SO2 + H2O2 = H2SO44）SO2 在水溶液中能被KMnO 4（H+）、Cl2、Fe3+、HNO 3 等氧化，歸納如下（都在通常條件下進(jìn)行） ：KMnO 4（ H + ）、 Cl 2、 Fe3+、 Br 2 、 H 2O2、 HNO 3SO2H 2SO4KMnO 4（ H +） 氧化性：SO2 中 S 為 +4 價(jià)，可以降低，表現(xiàn)出氧化性，但氧化性很弱：SO2 + 2H2S =3S+ 2H2O 漂白性： SO2 可與某些有色物質(zhì)反應(yīng)，生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，加熱時(shí)這些無色物質(zhì)又會(huì)發(fā)生分解，從而恢復(fù)原來的顏色，即漂白作用是可逆的。 常用

3、于實(shí)驗(yàn)室對(duì) SO2 氣體的檢驗(yàn)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(qiáng)氧化型 ：HClO 、O3、H2、Na2O2 等強(qiáng)氧化劑漂白 將有色物質(zhì)氧化，不可逆化合型 ： 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 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。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用下，和氧氣生成三氧化硫，溶于水后形成硫酸：SO2+ O 2催化劑3SO3 + H 2O = H 2SO4<= > 2SO加熱 空氣中的二氧化硫直接

4、溶于水并生成亞硫酸， 亞硫酸具有較強(qiáng)的還原性，在空氣中的氧氣作用下生成硫酸：SO2 + H2OH2SO32H2SO3 + O2 = 2H2SO4學(xué)習(xí)必備歡迎下載2）空氣中二氧化硫的來源：主要是化石燃料的燃燒。另外還來源于含硫金屬礦石的冶煉、硫酸工廠釋放的尾氣等。3）脫硫措施： 石灰石 - 石膏法脫硫 （鈣基固硫法）：CaO + SO2 CaSO3 ， SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 + H2O， 2CaSO3 + O2 2CaSO4 氨水脫硫：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，還可以得

5、到副產(chǎn)品石膏（CaSO4 ·2H2O）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(yīng)、三設(shè)備：三原料三階段三反應(yīng)三設(shè)備高溫O3 + 8SO24FeS2 + 11O2 =黃鐵礦或 S造氣： SO22Fe沸騰爐點(diǎn)燃S + O2= SO2空氣SO2催化劑接觸室接觸氧化SO2 + O2 <= > 2SO3(含熱交換器)加熱98.3%濃硫酸吸收SO3SO3 + H2O = H2SO4吸收塔熱交換器的作用 ：預(yù)熱 SO2 和 O2，降低 SO3 的溫度，便于被吸收。98.3% 濃硫酸的作用 ：如果直接用水吸收SO3，SO3與水反應(yīng)放

6、熱，會(huì)形成酸霧，不利于 SO3 的吸收。所以用 98.3%的濃硫酸吸收 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：23223， SO232 NH4HSO3SO + 2NH +H O (NH4)SO+ NH+H O（ 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(shí)放出大量的熱。 98.3%的濃硫酸沸點(diǎn)為 338，屬于典型的難揮發(fā)性酸，密度為-31.84g ·cm 。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(xué)性質(zhì) ：具有酸的通性：使指示劑變色、與堿、堿性氧化

7、物、活潑金屬、鹽都能反應(yīng)。如：Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O 可用于酸洗除銹（ 2） 濃硫酸的特性： 熱點(diǎn)鏈接：如何稀釋濃 H2SO4在稀釋濃 H2SO4 時(shí) ,應(yīng)將濃 H2SO4 沿玻璃棒緩緩地倒入燒杯的水中 ,并不斷攪拌 ,使產(chǎn)生的熱量迅速地?cái)U(kuò)散 .(若將水倒入濃 H2SO4 中 ,濃 H2SO4 密度比水大 ,溶解時(shí)的放熱作用使水沸騰而使 H2SO4 濺出 )。 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、CO2、 Cl2 、HCl 等。還可以?shī)Z取結(jié)晶水合物中的水。備注 ：濃硫酸不能干燥堿性氣體（如氨氣）和還原性氣體（

8、如H2S、H2、HBr 等）。 脫水性：濃硫酸能將有機(jī)物中H、O 按照 21 的比例脫出，學(xué)習(xí)必備歡迎下載生成水，是有機(jī)物變黑。濃硫酸可用作許多有機(jī)反應(yīng)的脫水劑和催化劑。C12H22O1112C+11H2O強(qiáng)氧化性 ：1）濃硫酸可以將許多金屬氧化（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(qiáng)：其強(qiáng)氧化性由+6 價(jià)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(dòng)順序表中 H 前面的金屬）。備注： 上述反應(yīng)中， Cu 是還原劑， 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H2SO4 的分子格式比

9、為 1:1。隨著反應(yīng)進(jìn)行濃硫酸變?yōu)橄×蛩岷蠓磻?yīng)就停止。2）濃硫酸在一定條件下，也可以和一些非金屬反應(yīng)，如C、S、P等。濃 H2SO4 的還原產(chǎn)物通常為 SO2。正是由于濃 H2SO4 的氧化性，所以濃 H2SO4 與金屬反應(yīng)均沒有 H2 產(chǎn)生，也不能用濃 H2SO4 制備（或干燥）一些還原性氣體，如： HI 、H2S 等。3）與低價(jià)非金屬元素的化合物反應(yīng)：H2S + H2SO4 (濃) =S+ SO2+2H2O 2HI + H 2SO4 (濃) =I 2+ SO2+2H2O 2HBr + H 2SO4 (濃) =Br2+ SO2 +2H2O（5）幾種重要的硫酸鹽：（6）濃硫酸和稀硫酸的鑒別方法

10、：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。因?yàn)闈饬蛩峋哂形裕湛諝庵械乃?）：取樣，將樣品倒入水中， 并插入溫度計(jì)， 升溫的一個(gè)是濃硫酸。3）：插入鐵片，沒什么現(xiàn)象的是濃硫酸，持續(xù)冒氣泡的是稀硫酸。因?yàn)闈饬蛩嵊袕?qiáng)氧化性，使鐵鈍化，阻止兩者反應(yīng)，稀硫酸則不能。所以可用鐵器裝濃硫酸。4）：放入炭塊，膨脹的是濃硫酸，沒反應(yīng)的是稀硫酸。因?yàn)闈饬蛩峋哂形浴?）：插入銅片，反應(yīng)并生成刺激性氣味的是濃硫酸，沒反應(yīng)的是稀硫酸。同樣因?yàn)闈饬蛩嵊袕?qiáng)氧化性。6）：取等體積樣平，密封放在天平兩端，重的是濃硫酸。因?yàn)闈饬蛩崦芏容^大。7）：晃動(dòng)觀察，稠的是濃硫酸，透明均一的是稀硫

11、酸。8）：放入 5 水硫酸銅，顏色退去的是濃硫酸，沒反應(yīng)的是稀硫酸。學(xué)習(xí)必備歡迎下載同樣因?yàn)闈饬蛩峋哂形浴?、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)（火山口附近或地殼的巖層里）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(diǎn) 112.8，沸點(diǎn) 444.6 ，不溶于水，微溶于酒精，易溶于 CS2.（2）不同價(jià)態(tài)的硫的化合物-2 價(jià)：H2S、Na2S、FeS；+4 價(jià)： SO2 、H2SO3 、Na2SO3+6 價(jià)： SO3 、H2SO4 、Na2SO4、BaSO4 、CaSO4 、FeSO4（3）通過氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)含不同價(jià)態(tài)硫元素的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)

12、化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(jìn)行，常用于除去撒落的汞，且汞顯高價(jià)。與非金屬反應(yīng)：加熱H 2 + S（蒸汽）= H2S3）0 價(jià)硫到 +4 價(jià)硫：點(diǎn)燃S + O2 = SO24）+4 價(jià)硫到 0 價(jià)硫：SO2+ H2S =3S+ 2H2O-2KMnO4（H +）、 Cl2、Br 2、 Fe3+ 、0O2I 2、Br2 、 H2O2、HNO3、O2、SSH2 、 C、金屬等H2S反應(yīng)舉例：1） -2 價(jià)硫到 0 價(jià)硫3+、 Br25）+4 價(jià)硫到 +6 價(jià)硫：+4Cl2、B

13、r 2、 Fe、H2O2、HNO 3、I 2、 O2、+6催化劑SSO2 + O2<= > 2SO3S加熱C 、金屬等SO2+X2 + H 2O = H 2SO4 + 2HX （X 代表 CL 、Br、 I）2H2SO2 +O2 = 2H2SO4 （酸雨的酸性由弱變強(qiáng)的原因）6）+6 價(jià)硫到 +4 價(jià)硫：點(diǎn)燃硫化氫不完全燃燒： H 2S + O2 =2 S + 2H 2O（代表、）硫化氫通入鹵水中 ： H22XCLBrS + X=S + 2HXI現(xiàn)象：鹵水溶液褪色，產(chǎn)生淡黃色沉淀。濃硫酸被還原，一般生成 SO2 。向 Na2 溶液中通入氯氣：2總結(jié)：硫和含硫化合物相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律：S

14、Na S + Cl2 =2NaCl +S2） 0 價(jià)硫到 -2 價(jià)硫 鄰位轉(zhuǎn)化規(guī)律： -2 價(jià) S <=> 0 價(jià) S <=> +4 價(jià) S <=> +6 價(jià) S與金屬反應(yīng)：學(xué)習(xí)必備點(diǎn)燃越位轉(zhuǎn)化的特例：H 2S+ O 2 =2SO 2 + 2H 2O相鄰價(jià)態(tài)不發(fā)生氧化還原反應(yīng)：如二氧化硫與濃硫酸不反應(yīng)，故實(shí)驗(yàn)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(yīng)規(guī)律：（4）含硫化合物間通過非氧化還原反應(yīng)相互轉(zhuǎn)化： FeS + H2SO4（?。?=FeSO4 + H2S，F(xiàn)eS + 2H+=Fe2+ + H2S

15、實(shí)驗(yàn)室制備 H2S 氣體，采用固 - 液反應(yīng)不加熱制氣體裝置或啟普發(fā)生器）。H2S 有毒，有臭雞蛋氣味，易溶于水，其水溶液叫氫硫酸。 H 2S + 2NaOH =Na2S+2H 2O實(shí)驗(yàn)室中常用 NaOH 溶液吸收多余的H 2S 氣體，防止空氣污染。 Na2SO3 + H2SO4（濃） = Na2 SO4 + SO2 + H 2O實(shí)驗(yàn)室或工業(yè)上制取SO2 的原理。 Na2SO3 + H2SO4（?。?= Na2SO4 + SO2 + H 2O不用稀硫酸制取 SO2 的原因是 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?dú)猓捍嬖冢旱獨(dú)饧s占空氣總體積的

16、78%。物理性質(zhì) ：純凈的氮?dú)馐菬o色無味的氣體，密度比空氣稍小，難歡迎下載溶于水。化學(xué)性質(zhì) ：N2 分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，化學(xué)性質(zhì)不活潑，但在特定條件下會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：放電高溫高壓點(diǎn)燃N2 + O 2 =2NON 2 + 3H 2 =2NH 3N 2 + 3Mg=Mg 3 N 2催化劑所以雷雨會(huì)生成NO。氮?dú)庵饕幸韵氯矫娴膽?yīng)用： 化工原料（合成氨、制硝酸等） ；保護(hù)氣（填充燈泡、保鮮水果、糧食的保存等） ；冷凍劑（超低溫手術(shù)、超導(dǎo)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。在通常情況下易被氧氣氧化為NO2：2NO +O2

17、=2NO2 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(qiáng)，易與水、堿等反應(yīng)：3 NO2+H2O=2HNO 3+NO2 NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2ONO2 + 2KI =I 2 + 2KNO 2（能使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)）2NO2N2O4(NO2 和 N2O4 之間可相互轉(zhuǎn)化，故通常測(cè)得NO2的相對(duì)分子質(zhì)量大于其實(shí)際值。 )氮氧化物有： N2 ，2O3，NO2，N2O4，N2O5，其中 N2O3 是ONO, NHNO 2（亞硝酸）的酸酐， N2O5 是 HNO3 的酸酐。（ 3）硝酸型酸雨： 形成原理： 3 NO2+H2

18、O=2HNO3+NO NO + NO2+H2O=2HNO 2主要來源 ：氮肥的生產(chǎn)、金屬冶煉、汽車尾氣等。學(xué)習(xí)必備歡迎下載 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(duì)生產(chǎn)氮肥、硝酸的工廠尾氣處理：2 NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2 O NO + NO2+ 2NaOH =2 NaNO2 + H2 O2、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?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。易揮發(fā)，易液

19、化，液化時(shí)放出大量的熱。液態(tài)氨汽化時(shí)吸收大量的熱，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(yīng)在陰涼處保存。雨天、烈日下不宜施用氨態(tài)氮肥。（2）氨氣的化學(xué)性質(zhì)：323 2NHOH4 與水反應(yīng)： NH +H ONH·HO噴泉實(shí)驗(yàn)：在干燥的燒瓶?jī)?nèi)充滿氨氣，塞上待遇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：燒杯中的水迅速進(jìn)入燒瓶?jī)?nèi)，形成紅色噴泉，最后燒瓶?jī)?nèi)充滿紅色液體。結(jié)論：氨氣在水中溶解又多又快，使燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)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(yīng)： NH 3 +HCl=NH 4C

20、l（產(chǎn)生白煙，是 NH 4Cl 固體小顆粒，這可以檢驗(yàn)氨氣的存在。 ）2NH 3+H2SO4=(NH 4)2SO4 具有還原性：制備硝酸：2 NH3 + 3Cl2 =N2 + 6HCl （NH 3 少量）8 NH3 + 3Cl2 =N2 + 6 NH4Cl（ NH 3 過量）催化劑4 NH 3 + 6NO =5 N 2 + 6H2O2NH 3 +3CuO = N2 +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 OH-氨水易揮發(fā)逸出氨

21、氣，可用于檢驗(yàn)濃鹽酸、濃硝酸等揮發(fā)性酸，反應(yīng)是形成白煙。（ 4） NH 3 的制備： 工業(yè)上合成氨 ：實(shí)驗(yàn)室制取氨氣： 2NH 4Cl + Ca(OH) 2 =CaCl 2 + 2NH 3 +2H 2 O學(xué)習(xí)必備歡迎下載化學(xué)藥品： 氯化銨晶體，熟石灰固體。集氣方法： 向下排空氣法驗(yàn)滿： 1）將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口，試紙變藍(lán)。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(xué)性質(zhì)： A、銨鹽受熱易分解為氨氣和對(duì)應(yīng)的酸，故應(yīng)保存在陰涼處：1

22、）若該酸不穩(wěn)定，則繼續(xù)分解，如：4（固）3（氣） +HCl （氣）冷卻NHNH 4 （固）NH ClCl該反應(yīng)式可用于NH4Cl 的提純 .(NH 4)2CO 3= 2NH 3+ CO 2 + H 2O2）如生成的酸為氧化性酸，則該酸不會(huì)與氨氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，如 NH4NO3 受熱分解較復(fù)雜：NH 4NO 3= N 2O+2 H 2O2 NH 4NO 3= 2N 2 + O2 +4 H2 O（ NH 4） 2SO42NH 3+H 2SO4+B、銨鹽與堿反應(yīng)放出氨氣， 可利用該性質(zhì)檢驗(yàn)銨根離子 NH 4 的存在。2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 =CaCl 2 + 2NH 3 +2H 2ONH 4Cl+NaOH= NH3 + NaCl +H 2 O銨鹽屬于銨態(tài)氮肥，在施用銨態(tài)氮肥時(shí)，要避免與堿性肥料混合施用。 NH 4 +的檢驗(yàn)：1）NaOH 溶液法：待檢物為固體液體均可。