09专题4 硫、氮和可持续发展 第一单元 含硫化合物的性质和应用

第一节二氧化硫的性质和作用专题4硫、氮和可持续发展第一单元含硫化合物的性质和应用酸雨使树木遭受灭顶之灾二氧化硫可漂白编织物实验室是如何制备SO2的？Na2SO3+H2SO4(足量)===Na2SO4+SO2↑+H2O一、二氧化硫的实验室制法：亚硫酸【备注】该反应反映了“强酸制弱酸”的原理。褪色发生装置尾气吸收装置褪色认识二氧化硫气体二、二氧化硫的物理性质：SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体。它的密度比空气大，易液化，易溶于水，常温常压下，1体积水大约能溶解40个体积的SO2。①2NaOH+SO2(少量)===Na2SO3+H2O三、二氧化硫的化学性质：①SO2是酸性氧化物；②SO2既有氧化性，又有还原性；③漂白性。1、酸性氧化物的通性：总反应：NaOH+SO2(过量)===NaHSO3二氧化硫分子的比例模型②Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3续①Ca(OH)2+SO2(少量)===CaSO3↓+H2O白色沉淀②CaSO3+SO2+H2O===Ca(HSO3)2SO2+CaOCaSO3(除去燃煤里面的SO2)2、还原性：SO2还原性较强，可被多种氧化剂(如O2、Cl2、Br2、I2、H2O2、HNO3、KMnO4等)氧化：SO2+X2+2H2O===H2SO4+2HXSO2+H2O2===H2SO42SO2+O22SO3（X=Cl、Br、I)续SO2+2H2S===3S↓+2H2O2、弱氧化性：3、漂白性：SO2跟某些有色物质反应(如品红)化合生成不稳定的无色物质，加热会发生分解，恢复到原来的颜色。此性质可作为SO2的鉴别反应特征。SO2+有色物质不稳定无色物质加热常温【备注】二氧化硫不能漂白酸碱指示剂。二氧化硫的漂白性1、我们知道Cl2和SO2都具有漂白性，那么将二者按1:1的体积比通入水中，那么此溶液还具有漂白性吗？为什么？【答】不具有漂白性。因为二者按1:1反应，生成硫酸和盐酸，不再具有漂白性。SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl2、我们知道将SO2通入Ba(OH)2溶液中产生白色沉淀，这是因为：Ba(OH)2+SO2===BaSO3↓+H2O那么，①为什么SO2通入BaCl2溶液不产生沉淀？②继续加入H2O2溶液，为什么产生沉淀？BaCl2+H2SO4===BaSO3↓+2HCl②因为发生如下反应：SO2+H2O2===H2SO4【答】①因为弱酸不能制备强酸：那么，“BaCl2+SO2+H2O===BaSO3↓+2HCl”不能实现。已学过的能用于漂白的物质的比较用于漂白的物质漂白特点漂白原理变化类别能漂白的物质活性炭吸附作用物理变化不可逆溶液漂白氯气次氯酸的强氧化性化学变化不可逆可漂白所有有机色质次氯酸盐次氯酸过氧化钠过氧化氢的强氧化性化学变化不可逆可漂白所有有机色质过氧化氢二氧化硫二氧化硫与有色物质化合生成不稳定的无色物质化学变化可逆仅能漂白品红、棉、麻、草等作为空气污染物的二氧化硅有用吗？四、二氧化硫的用途：1、制硫酸等化工产品；2、用作漂白剂，杀灭霉菌和细菌；3、少量的SO2可作为食物和干果的防腐剂。制造硫酸二氧化硫可漂白编织物【缺点】过久了会恢复到原来稻草的黄色。【备注】少量的SO2对人体是没有危害的。反应物品红溶液石蕊试液滴有酚酞的NaOH溶液溴水氢硫酸(H2S)反应现象褪色变红褪色褪色有淡黄色沉淀生成SO2的性质漂白性酸性酸性还原性氧化性3、分析SO2使下列溶液变色的原因。【答】NaHCO3+SO2===NaHSO3+CO24、你能写出将足量SO2通入NaHCO3溶液中发生反应的化学方程式吗？酸雨是环境污染的一个主要方面酸雨的危害很大：①进入江河湖泊，导致鱼类等的死亡；②流入农田，使土壤酸化；③使桥梁、艺术品、建筑、机器等损坏；④危害人体的健康。古建筑正遭受酸雨的侵蚀雕像被酸雨侵蚀面目全非酸雨毁坏了整个树林酸雨是如何形成的？②2H2SO3+O2===2H2SO4②SO3+H2O===H2SO4什么是酸雨？正常雨水由于溶解了CO2，pH约为5.6，而酸雨的pH＜5.6。煤的不科学使用和硫酸工厂排放SO2是形成酸雨的主要原因①SO2+H2OH2SO3亚硫酸(弱酸)硫酸(强酸)途径二：①SO2+O2SO3“硫酸型酸雨”的形成有两条途径：途径一：有哪些工业脱硫的方法？我们可以利用化学手段对含硫燃料(煤炭、矿石等)预先进行脱硫处理，以降低SO2对空气的污染。SO2废气处理后，还能进行回收利用。常见的脱硫方法有：SO2+Ca(OH)2===CaSO3+H2O2CaSO3+O2===2CaSO4SO2+2NH3+H2O===(NH4)2SO32(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4①石灰石—石膏法：形成石膏(CaSO4·2H2O)②氨水法：硫胺是一种化肥作业本作业1、酸雨形成的两个途径是什么？用化学方程式表示。2、某无色气体通入澄清石灰水变浑浊，该气体一定是CO2。你认同此观点吗？为什么？如何鉴别？3、某同学将Cl2和SO2分别通入品红溶液，溶液均褪色。请问如何鉴别？说明原因。作业本作业1、什么是酸雨形成的两个途径？用化学方程式表示。2、将SO2通入下列溶液中颜色将如何变化，写出对应的化学方程式及对应SO2的性质？①品红溶液；②石蕊试液；③滴有酚酞的NaOH溶液；④溴水。作业本作业1、什么是酸雨形成的两个途径？用化学方程式表示。2、将Cl2和SO2按1:1的体积比通入水中，是否具有漂白性？为什么？3、为什么SO2通入Ba(OH)2溶液有沉淀产生？而通入BaCl2溶液不产生沉淀？继续加入H2O2溶液，为什么又产生沉淀？第二节硫酸的制备和性质专题4硫、氮和可持续发展第一单元含硫化合物的性质和应用浓硫酸使蔗糖炭化强酸三巨头——硫酸一、硫酸的物理性质：纯硫酸是无色、油状黏稠的液体，高沸点、难挥发、密度大(1.84g·cm—3)，易溶于水，能以任意比与水混溶，溶于水时放出大量的热。二、稀硫酸的化学性质：H2SO4为二元强酸，显强酸性，具有酸的通性。①稀H2SO4能使石蕊试液变红，遇酚酞不变色；②能与Ba(OH)2、CuO、Na2CO3、BaCl2、Fe等反应；③稀H2SO4跟金属活动顺序表H之前的活泼金属反应产生H2，而浓硫酸反应则不产生H2。纯硫酸H2SO4===2H++SO42—【思考】①实验室在稀释浓硫酸时应如何操作？②浓硫酸的质量分数为98%，试问其物质的量浓度？浓硫酸的三大特性三、浓硫酸的特性：①强氧化性：浓H2SO4是强氧化性酸，加热时氧化性更强。其氧化性是由于含+6价硫元素产生的，其还原产物是SO2。Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2Oa、与金属反应：加热时能氧化大多数金属(Au、Pt除外)。例如：铜与浓硫酸在常温下不反应，但：【备注】①在该反应中，浓硫酸既作氧化剂，又显酸性；②浓硫酸与金属反应不产生H2。例如：常温下，Fe、Al等在浓硫酸中钝化。因此可用铁或铝制容器存贮、运输浓硫酸。铝槽车运输浓硫酸实验续b、与非金属反应：加热时能氧化大多数非金属。例如：焦炭与浓硫酸在加热条件下反应：C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2Oc、与化合物反应：浓H2SO4能氧化某些具有还原性的化合物，如H2S、HI、HBr、FeCl2等。续②吸水性：浓H2SO4具有强烈的吸收现成的水(如气体、液体中的水，晶体中的结晶水等)的性能。无水硫酸铜五水合硫酸铜，俗称胆矾CuSO4·5H2O====CuSO4+5H2O浓硫酸胆矾加入浓硫酸，不久变为白色粉末举例：a、用作气体干燥剂，干燥中性和酸性气体，如H2、O2、CO2、SO2、Cl2、HCl等。b、吸收胆矾的结晶水，即：续③脱水性：若没有现成的水可以吸收，但分子中含有C、H元素(如许多有机物，蔗糖C12H22O11、纤维素(C6H10O5)n等)，则浓硫酸会将其H、O按2:1脱去。举例：a、浓硫酸使蔗糖炭化；b、浓硫酸使纸张(纤维素)炭化。②C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O①C12H22O11====12C+11H2O浓硫酸实验硫酸的用途四、硫酸的用途：①实验室用作气体干燥剂、脱水剂、催化剂等；②工业上用作制过磷酸钙、磷酸、硫酸铵等化肥；③制CuSO4等硫酸盐；④制医药、农药、炸药等。硫酸的工业制法四、硫酸的工业制法：1、原料：黄铁矿(FeS2)、空气、水。2、原理：SO3+H2O===H2SO44FeS2+11O22Fe2O3+8SO22SO2+O22SO3①沸腾炉：制取SO2。②接触室：SO2催化氧化成SO3。③吸收塔：SO3吸收，生成H2SO4。简图江西铜业公司贵溪冶炼厂硫酸车间几种重要的硫酸盐硫酸盐结晶水合物和俗名主要用途CaSO4①CaSO4·2H2O生石膏②2CaSO4·H2O熟石膏制粉笔、模型、塑像Na2SO4Na2SO4·10H2O芒硝制玻璃、造纸BaSO4重晶石医疗上用作“钡餐”FeSO4FeSO4·7H2O绿矾补血剂、制蓝黑墨水CuSO4CuSO4·5H2O胆矾制农药、镀铜液KAl(SO4)2KAl(SO4)2·12H2O明矾净水剂生石膏熟石膏芒硝重晶石绿矾胆矾明矾课堂作业1、浓硫酸作为干燥剂，能干燥哪些气体？2、浓硫酸使蔗糖炭化的实验中，发生了哪些反应？3、现有32g铜与足量浓硫酸反应，求：①生成的SO2在标况下的体积；②被还原的硫酸质量。课堂作业1、写出硫酸的工业制法的三个设备和对应化学反应。2、浓硫酸能氧化哪些金属，反应中能产生H2吗？一定有什么气体产生？3、写出浓H2SO4与这些物质反应的化学方程式。(Mg、Fe、H2S、HBr、HI)铜与浓硫酸的反应【实验1】将一小块铜片放入试管中，然后加入2mL浓硫酸，用如图所示实验装置进行实验，观察实验现象。Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O褪色品红溶液生成白色晶体【实验现象】①铜片溶解；②品红溶液褪色；③生成白色晶体。返回浓硫酸使蔗糖炭化【实验3】取2g蔗糖(C12H22O11)放入大烧杯中，加入约5mL浓硫酸，迅速搅拌，观察实验现象。【实验现象】①蔗糖迅速膨胀；②产生大量气体，有刺激性气味。C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2OC12H22O11====12C+11H2O浓硫酸迅速膨胀刺激性气味气体返回续将黄铁矿粉碎，增大反应物接触面积SO2将催化剂V2O5预热用浓硫酸来吸收SO3，避免生成酸雾返回第三节硫和含硫化合物的相互转化专题4硫、氮和可持续发展第一单元含硫化合物的性质和应用火山喷口附近的硫磺工人在火山喷口处作业采硫硫单质(S)一、硫单质(S)：1、存在：自然界中的硫有游离态(火山喷口或地壳的岩层里)、化合态(主要为硫化物和硫酸盐)。2、物理性质：淡黄色松脆晶体，俗名硫磺，熔点112.8℃，不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2等。3、化学性质：硫有弱氧化性和还原性，以氧化性为主。①与金属反应：2Na+S====Na2S研磨火山口附近的硫磺硫磺爆炸续Fe+SFeS2Cu+SCu2SHg+S===HgSMg+SMgS2Al+3SAl2S3【备注】硫的氧化性不如氧气，与变价金属反应时，一般生成低价硫化物。除去有毒的汞②与非金属反应：S+6NaOH====Na2S+Na2SO3+H2OS+O2SO2淡蓝色火焰S(蒸气)+H2H2S硫在氧气中燃烧续【想一想】实验如何洗涤附在试管内壁的硫磺？③跟热氧化性酸反应：S+2H2SO43SO2↑+2H2O④跟热强碱溶液反应：3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O【答案】①热的NaOH溶液；②CS2溶剂。如何洗涤附在试管内壁的硫磺臭鸡蛋气味的气体——硫化氢(H2S)二、硫化氢(H2S)：1、物理性质：无色、臭鸡蛋气味、剧毒，能溶于水，其水溶液称为氢硫酸。2、化学性质：①可燃性：②还原性：H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O2H2S+3O2(充足)2H2O+3SO22H2S+O2(少量)2H2O+2S↓硫化氢气体的燃烧续③弱酸性：①H2SH++HS—②HS—H++S2—③实验室制法：FeS+2H2SO4(稀)===FeSO