硫和氮的氧化物知识点.doc

第四章第三节 硫与氮的氧化物
一、硫及其化合物
（一）单质硫
1．存在形态
(1)游离态：硫单质俗名硫黄，主要存在于火山口附近或地壳的岩层里。
(2)化合态：主要以金属硫化物与硫酸盐的形式存在，如硫铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)、石膏(CaSO4·2H2O)与芒硝(Na2SO4·10H2O)等。
2．物理性质：硫为淡黄色固体；不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2（用于洗去试管壁上的硫）；硫有多种同素异形体：如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。
3．化学性质：硫原子最外层6个电子，较易得电子，表现较强的氧化性。
①与金属反应（与变价金属反应，均是金属氧化成低价态）
2Na+S===Na2S （剧烈反应并发生爆炸）2Al+3S Al2S3（制取Al2S3的唯一途径）
Fe+S FeS（黑色） 2Cu + S Cu2S（黑色）
②与非金属反应 S+O2 SO2 S+H2 H2S（说明硫化氢不稳定）
③与化合物的反应S+6HNO3（浓）H2SO4+6NO2↑+2H2O
S+2H2SO4（浓） 2SO2↑+2H2O
3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O（用热碱溶液清洗硫）
4．用途：大量用于制造硫酸、硫化天然橡胶，也用于制药与黑火药。
*（二）硫化氢
（1）物理性质：
①硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋气味的气体，密度比空气大．
②硫化氢有剧毒，是一种大气污染物．在制取与使用H2S气体时，必须在密闭系统如通风橱中进行．
③在常温、常压下，1体积水中能溶解2.6体积的硫化氢．
（2）化学性质：
①不稳定性：H2S受热(隔绝空气)能分解：H2S H2 + S
②可燃性：H2S气体能在空气中燃烧：
2H2S + 3O2(充足) 2H2O + 2SO2 2H2S + O2(不足) 2H2O + 2S
(发出淡蓝色火焰) (析出黄色固体)
③强还原性：H2S中的硫为－2价，处在最低价态，当遇到氧化剂时，硫被氧化为0价、+4价或+6价．如：
H2S +X2 ＝2HX + S↓ (X＝Cl、Br、I)
H2S + H2SO4(浓) ＝S↓+ SO2 + 2H2O
④水溶液显弱酸性．硫化氢的水溶液叫氢硫酸．氢硫酸是一种二元弱酸，具有酸的通性．氢硫酸易挥发，当氢硫酸受热时，硫化氢会从溶液里逸出．
（3）实验室制法：
反应原理：FeS + 2H＋＝Fe2＋ + H2S↑(因H2S有强还原性，故不能用HNO3或浓H2SO4制取H2S气体)发生装置：固 + 液 → 气体型装置
干燥剂：用P2O5或CaCl2(不能用浓H2SO4或碱性干燥剂)．
（三）硫的氧化物
1．二氧化硫
（1）物理性质：
①二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的气体，有毒，密度比空气大，易液化．
②易溶于水．在常温、常压下，1体积水能溶解40体积的SO2气体．
（2）化学性质：
①二氧化硫与水反应：SO2 + H2OH2SO3(该反应为可逆反应)
反应生成的H2SO3为二元中强酸，很不稳定，易分解：H2SO3H2O + SO2
②二氧化硫与氧气的反应：2SO2 + O22SO3
③二氧化硫的漂白性：
漂白性：SO2使品红溶液褪色：由于二氧化硫可跟某些有色物质化合成无色物质，而化合成的无色物质却是不稳定的，易分解而恢复原来有色物质的颜色。
漂白性的比较

具有漂白性的物质
物质
HClO、O3、H2O2 、Na2O2
SO2
木炭
原理
将有色物质氧化分解
与有色物质结合生成无色物质
将有色物质的分子吸附在其表面
实质
氧化还原反应
非氧化还原反应
物理吸附
效果
永久性
暂时性
暂时性
范围
可漂白大多数有色物质，能使紫色石蕊褪色
可漂白某些有色物质，不能使石蕊试液褪色
可吸附某些有色物质的分子
把Cl2与SO2混合用于漂白，能否增强漂白效果？为什么？
④二氧化硫能杀菌，可以用作食物与水果的防腐剂．
（3）二氧化硫的制法
1）.工业制法
a，硫磺燃烧法 S+O2 SO2
b，煅烧硫铁矿法4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
2）.实验室制法
Na2SO3（ｓ）＋H2SO4（浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
实验中常使用溶质的质量分数为60%左右的硫酸，也可用浓硫酸。
不能用很稀的硫酸，因为SO2在水中的溶解度较大，常温常压下1体积水能溶解40体积的SO2
（4）SO2与CO2的比较

SO2
CO2
物理性质
无色、有刺激性气体、易液化易溶于水(1:40)
无色、无气味气体微溶于水(1:1)
与水反应
SO2+H2O H2SO3 中强酸
CO2+H2O H2CO2 弱酸
与碱反应
Ca(OH)2 CaSO3↓Ca(HSO3)2
清液 白 清液
Ca(OH)2 CaCO3↓ Ca(HCO3)2
清液 白↓ 清液
氧化性
SO2+2H2S=3S↓+2H2O
CO2+C 2CO
还原性
能被酸性高锰酸钾、氯水、溴水、碘水等氧化剂氧化
无
漂白性
能与某些有色物质生成不稳定的无色物质而使其褪色
无
与碱性氧化物
Na2O2+SO2==Na2SO4
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
对环境的影响
形成酸雨，直接危害人体健康
引起温室效应
（5）二氧化硫的污染与治理
【1】SO2的污染：二氧化硫是污染大气的主要有害物质之一．它对人体的直接危害是引起呼吸道疾病，严重时还会使人死亡．
【2】酸雨的形成与危害：空气中的SO2在O2与H2O的作用下生成H2SO3、H2SO4。
2SO2 + O2＝2SO3 SO2 + H2O＝H2SO3 SO3 + H2O＝H2SO4
下雨时，硫的氧化物(与氮的氧化物)以及所形成的硫酸(与硝酸)随雨水降下，就形成酸雨．酸雨的pH小于5.6(正常雨水因溶解了CO2，其pH约为5.6)．
酸雨能使湖泊水质酸化，毒害鱼类与其他水生生物；使土壤酸化，破坏农田，损害农作物与森林；酸雨还会腐蚀建筑物、工业设备与名胜古迹等．
【3】治理：燃煤脱硫、改进燃烧技术。空气中的二氧化硫主要来自化石燃料(煤与石油)的燃烧．此外，还有含硫矿石的冶炼与硫酸、磷肥、纸浆生产等产生的工业废气．消除大气污染的主要方法之一是减少污染物的排放、例如，硫酸厂、化工厂、冶炼厂等的尾气在排放前进行回收处理．
2．三氧化硫
（1）物理性质：熔点16.8 ℃，沸点44.8 ℃，常温下为液态，标准状况下为固态。
（2）化学性质：酸性氧化物，与H2O、CaO、Ca(OH)2、NaHSO3反应的方程式为：
H2O＋SO3＝H2SO4 (放出大量的热) CaO＋SO3＝CaSO4 Ca(OH)2＋SO3＝CaSO4+H2O
2NaHSO3＋SO3＝Na2SO4＋2SO2↑＋H2O(除去SO2中的SO3)
二．氮的氧化物：N2O、（笑气 麻醉剂）NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5
注意：N2O3是 HNO2 酸酐；N2O5是 HNO3 酸酐。其它的氧化物都不是酸酐。
1.种类
化学式
N的化合价
颜色状态
水溶解性
主要性质，用途及转化
N2O(笑气)
+1
无色有甜味气体
可溶
麻醉作用，
NO
+2
无色气体
不溶
有毒，2NO+O2＝2NO2
N2O3(亚硝酐)
+3
暗蓝色气体
可溶
N2O3+H2O=2HNO2
NO2
+4
红棕色气体
可溶
3NO2+H2O=2HNO3+NO
N2O4
+4
无色气体
可溶
N2O42NO2
N2O5(硝酸酐)
+5
白色固体
可溶
N2O5+2H2O=2HNO3
2．NO与NO2的性质

NO
NO2
物理性质
无色，有毒，难溶于水
红棕色有刺激性气味的气体，有毒
化学性质
还原性
2NO+ O2=2 NO2（NO与O2不共存）
-----------------------
氧化性
6NO+4NH3 5 N2+6H2O
6NO2+8NH37N2+12H2O
强氧化性(相当于硝酸)
与（碱）
反应

3NO2+H2O=2HNO3+NO
NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O
∴2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O（尾气处理）
实验室制法
3Cu+8HNO3(稀)
3Cu(NO3)2 +2NO↑+4H2O
Cu+4HNO3 (浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
收集方法
排水法（绝对不用排空法）
向上排空气法（绝对不用排水法）
注意：2NO2N2O4（通常情况下NO2气体不是纯净物）
3.如何鉴别一瓶红棕色气体是二氧化氮或溴蒸气？（找出尽可能多的方法）
①AgNO3 ：加入少量硝酸银溶液振荡，若有浅黄色沉淀生成，是溴蒸气，若无浅黄色沉淀生成，是二氧化氮。（二者的共同现象是红棕色消失）
② H2O：加入少量的水后振荡，若红棕色消失，是二氧化氮，若红棕色不消失，是溴蒸气。
③CCl4 ：加入少量CCl4后振荡，若红棕色消失且CCl4由无色变为橙红色，是溴蒸气。若红棕色不消失，是二氧化氮。
④降温：冷凝成红棕色液体的是溴蒸气，颜色变浅的是NO2。
不能用湿润的淀粉—KI试纸鉴别二者
4.自然界中硝酸盐的形成过程
(1)电闪雷鸣时：N2+O22NO (2) 2NO + O2= 2NO2 (3)下雨时：3NO2 + H2O＝2HNO3 + NO
(4)生成的硝酸随雨水淋洒到土壤中，并与土壤中的矿物作用生成能被植物吸收的硝酸盐．
5.光化学烟雾：NO、NO2有毒，是大气的污染物．空气中的NO、NO2污染物主要来自于石油产品与煤燃烧的产物、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气．NO2在紫外线照射下，发生一系列光化学反应，产生一种有毒的烟雾——光化学烟雾．因此，NO2是造成光化学烟雾的主要因素．光化学烟雾刺激呼吸器官，使人生病甚至死亡．
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