硫和氮的化合物复习学案(详尽)

1（一）二氧化硫与环境保护【回归教材】1．硫元素在自然界的存在（必修1第89页）；2．硫（硫磺或硫黄，晶体）在不同溶剂中的溶解性：；3．分别写出硫、硫化氢气体、CS2在氧气中充分燃烧的化学方程式：随堂演练：⑴现有短周期元素A和B，A元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等，B元素的原子最外层电子数是核外电子层数的2倍，由A、B形成的液态化合物AB20.2mol在O2中完全燃烧，生成两种气态氧化物，298K时放出热量215kJ，则该反应的热化学方程式为。⑵“硫在古代中国被列为重要的药材，在中国古代第一部药物学专著《神农本草经》中所记载的46种矿物药品中，就有石硫黄（即硫磺）。在这部著作里还指出：“石硫黄能化金银铜铁，奇物”。这说明当时已经知晓硫能与铜、铁等金属直接作用而生成金属硫化物。世界现存最古的炼丹著作——魏伯阳的《周易参同契》，也记述了硫能和易挥发的汞化合成不易挥发的硫化汞。中国古代四大发明之一的火药就是黑火药，它是由硝酸钾、硫黄和木炭三者组成。”阅读上述材料，试书写其中涉及到的化学反应。4．讨论酸性氧化物：SO2、CO2、SO3、SiO2的区别与联系。5．SO2（无色、有刺激性气味、密度比空气大的有毒气体）的检验方法有哪些？提示：利用二氧化硫气体的漂白性或还原性学与问：品红溶液滴入亚硫酸溶液后，为什么会褪色？加热时又显红色说明了什么？知识拓展：⑴试列举一个SO2表现氧化性的化学反应。⑵查阅资料，了解有关硫化氢气体的知识。（参考必修1第91的资料卡片）26.写出工业制硫酸的化学原理，找出其中属于可逆反应的，并写出其平衡常数的表达式。【重要知识解读】：SO2与大气环境污染（参考必修1第93页）1．什么是酸雨？用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应。2．酸雨被称为“空中死神”或“上帝的眼泪”，请列举你知道的酸雨对大自然及人类社会造成的危害？◆3．二氧化硫尾气的处理与回收方法有哪些？（注意分析反应原理）⑴固硫法（参考必修一第95页第1题）⑵碱液吸收法⑶盐吸收法随堂训练：Ⅰ、二氧化硫是硫的重要化合物，在生产、生活中有广泛应用。二氧化硫有毒，并且是形成酸雨的主要气体。无论是实验室制备还是工业生产，二氧化硫尾气吸收或烟气脱硫都非常重要。完成下列填空：⑴.实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，并希望能控制反应速度，上图中可选用的发生装置是（填写字母）。3⑵.若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L（标准状况）二氧化硫，至少需要称取亚硫酸钠g（保留一位小数）；如果已有4%（质量分数）亚硫酸钠，被氧化成硫酸钠，则至少需称取该亚硫酸钠g（保留一位小数）。⑶.实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理相通。石灰-石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。石灰-石膏法的吸收反应为SO2+Ca(OH)2→CaSO3↓+H2O。吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化，反应为2CaSO3+O2+4H2O→2CaSO4·2H2O。其流程如下图：碱法的吸收反应为SO2+2NaOH→Na2SO3+H2O。碱法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如下图：已知：试剂Ca(OH)2NaOH价格（元/kg）0.362.9吸收SO2的成本（元/mol）0.0270.232石灰-石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是。和碱法相比，石灰-石膏法的优点是，缺点是。⑷.在石灰-石膏法和碱法的基础上，设计一个改进的、能实现物料循环的烟气脱硫方案（用流程图表示）。4Ⅱ．直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2(1)用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应：(2)在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是(3)吸收液吸收SO2的过程中，pH随n（SO₃2—):n(HSO3—)变化关系如下表:n(SO32﹣)：n(HSO3﹣)91：91：19：91pH８.２7.26.2①上表判断NaHSO3溶液显性，用化学平衡原理解释:②当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母):Ⅲ．思考将SO2气体分别通入氯化钡溶液、氢氧化钡溶液、硝酸钡溶液中的不同现象。【自主学习】应用物质关系流程图梳理硫及其化合物转化关系：能力训练：⑴S2—与离子在水溶液中不能大量共存；⑵解释硫化钠、亚硫酸钠溶液显碱性的原因：；⑶在0.10mol·L-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH=8时，c(Cu2+)=____mol·L-1(KSP〔Cu(OH)2〕=2.2×10-20)。若在0.1mol·L-1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2+完全沉淀为CuS，此时溶液中的H+浓度是_______mol·L-1。5（二）硫酸（重要化工原料）Ⅰ回归教材1．写出向蔗糖中加入浓硫酸时的现象，过程中表现出浓硫酸的哪些性质？2．把下列现象中浓硫酸所表现出的性质填写在空白处。⑴把锌粒放入稀硫酸中，有气体放出。⑵盛有浓硫酸的烧杯敞口放置一段时间后，质量增加。⑶用玻璃棒蘸浓硫酸滴在纸上时，纸变黑。⑷把木炭放入热的浓硫酸时，有气体放出。⑸在常温下可以用铁、铝制容器盛装冷的浓硫酸。⑹实验室用浓硫酸干燥氯气。⑺实验室用蘸有稀硫酸的脱脂棉吸收尾气中多余的氨气。安全提示：使用浓硫酸要做好保护措施，如稀释浓硫酸应注意什么问题？Ⅱ关注以稀硫酸或浓硫酸参与的反应为背景的实验探究某校化学兴趣小组为研究铜丝与过量浓硫酸的反应及SO2的部分化学性质，进行如下实验．该小组同学在实验中发现使用教材所提供的铜和浓硫酸反应的实验装置不仅安全性差而且易造成环境污染．经过同学们的讨论以及老师的指导，该小组设计了图所示的装置并进行实验．请回答下列问题：（1）装置A中发生反应的化学方程式为；（2）请写出玻璃导管的作用（只写一点就可）；（3）对试管A进行加热，发现D试管中有气泡逸出，品红溶液很快褪色，但最终未见C试管中氢氧化钡溶液出现浑浊，为探究C试管中未出现浑浊的原因，该小组同学在化学手册中只查阅到下列物质常温下的溶解度数据：6物质溶解度物质溶解度Ca（OH）20.173Ba（OH）23.89CaCO30.0013BaSO30.016Ca（HCO3）216.60请你应用类比研究方法帮他们预测C试管未出现浑浊的原因：；（4）为验证C试管中溶液的组成，进行了下列实验，请你帮助完成下列实验报告：实验方案现象方案1：取少量溶液于试管中，加入稀盐酸，加热，用①检验产生的气体．②方案2：取少量溶液于试管中，加入③溶液并观察现象．④（5）实验完毕，取下试管B并加热，可观察的现象是，该实验可以达到的目的是；（6）试管D用于吸收多余的SO2，向吸收SO2后的混合溶液中加少许溴水，振荡后溶液变为无色，写出加溴水后褪色反应的离子方程式。Ⅲ浓硫酸或稀硫酸做催化剂的有机化学反应（注意反应类型）【反馈练习】1．下列关于物质应用和组成的说法正确的是（）（双选）A、P2O5和浓硫酸可用于干燥Cl2和NH3B、“可燃冰”的主要成分是甲烷和水C、CCl4可用于鉴别溴水和碘水D、Si和SiO2都用于制造光导纤维2．下列有关说法正确的是（）A．若在海轮外壳上附着一些铜块，则可以减缓海轮外壳的腐蚀B．2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的△H＞0C．加热0.1mol/LNa2CO3溶液，CO32－的水解程度和溶液的pH均增大D．对于乙酸与乙醇的酯化反应（△H＜0），加入少量浓硫酸并加热，该反应的反应速率和平衡常数均增大7★3．硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。（1）将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如题20图—1所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S2－—2e－S（n—1）S+S2－Sn2－①写出电解时阴极的电极反应式：。②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成。（2）将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S，其物质转化如题20图—2所示。①在图示的转化中，化合价不变的元素是。②反应中当有1molH2S转化为硫单质时，保持溶液中Fe3＋的物质的量不变，需要消耗O2的物质的量为。③在温度一定和不补加溶液的条件下，缓慢通入混合气体，并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS，可采取的措施有。（3）H2S在高温下分解生成硫蒸汽和H2。若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如题20图—3所示，H2S在高温下分解反应的化学方程式为。⑷石油化工的废气及开采的天然气中有2HS，写出从废气中回收单质硫的两种方法（除空气外，不能使用其他原料），以化学方程式表示：，（五）氮气、氨气、氮的氧化物、硝酸、硝酸盐、亚硝酸盐等1．阅读“自然界中氮的循环”（必修1第100页，图4—30）⑴雷电作用属于自然固氮，俗语说“雷雨发庄家”，请写出可能发生的化学反应。⑵分析NH3、N2、N2O、NO、N2O3、HNO2、NO2、N2O4、N2O5、HNO3、NH4NO3的化合价。（物质分类当横坐标，氮元素化合价当纵坐标，作图）⑶写出工业制硝酸涉及的化学反应2．书写铜分别和浓硝酸、稀硝酸反应的化学方程式和离子方程式。3．对比浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸、王水。4．关注氨气喷泉实验、实验室制氨气原理（画出装置示意图）5．氨气的还原性和硝酸的强氧化性。关注：汽车尾气中NO和CO的处理8【反馈练习】：1．合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）∆H=—92.4kJ•mol‾1一种工业合成氨的简易流程图如下：（1）天然气中的H2S杂质常用常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：。（2）步骤II中制氢气原理如下：对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的是。a.升高温度b.增大水蒸气浓度c.加入催化剂d.降低压强利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2产量。若1molCO和H2的混合气体（CO的体积分数为20%）与H2O反应，得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为。（3）一定温度下，在1L密闭容器中充入1molN2和3molH2发生上述合成氨反应。若容器容积恒定，10min达到平衡时，气体的总的物质的量为原来的7/8，计算氮气的转化率为，以氨气的浓度变化表示该过程的反应速率为。2．肼可用于火箭燃料、制药原料等。（1）在火箭推进剂中装有肼（N2H4）液态H2O2，已知0.4mol液态肼和足量液态过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256.6kJ的热量，则该反应的热化学方程式为（2）已知肼一空气燃料电池中的电解质溶液是20%～30%的KOH溶液，试分别书写该燃料电池的正负极电极反应式：、。（3）加热条件下用液态肼还原新制氢氧化铜来制备纳米级氧化亚铜（Cu2O），同时放出氮气，则该反应的化学方程式为。（4）分别画出氨气、肼的电子式和结构式：（5）火箭也使用偏二甲肼（C2H8N2）作燃料，四氧化二氮为氧化剂，燃烧反应放出巨大能量，将火箭送入太空。反应的化学方程式为：，偏二甲肼的同分异构体（不考虑立体异构）有种。【反思与感悟】：