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1、第四章 非金属及其化合物 第三节 硫和氮的氧化物1.了解硫的可燃性和氮气的稳定性。了解二氧化硫与水、 氧气的反应; 了解亚硫酸的不稳定性。知道二氧化硫与次氯酸的漂白作用区别。2.能从氧化还原反应的角度分析一氧化氮、 二氧化氮之间的相互转化。3.了解二氧化氮、 二氧化硫与水的反应, 认识其对大气的污染及防治方法。4.了解氮氧化物、 二氧化硫等污染物的来源、 性质和危害, 体会化学对环境保护的重要意义。要点1 硫元素与硫单质(1) 硫元素的存在游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里, 火山喷出物中含有大量含硫化合物, 如硫化氢(H2S) 、 二氧化硫和三氧化硫等。化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐
2、的形式存在, 如硫铁矿(F e S2) 、 黄铜矿(C u F e S2) 、 石膏(C a S O42 H2O) 和芒硝 (N a2S O41 0 H2O) 等。硫是一种生命元素, 组成某些蛋白质时离不开它。 (2) 硫单质的性质物理性质: 俗名硫黄, 黄色晶体, 质脆, 易研成粉末。不溶于水, 微溶于酒精, 易溶于二硫化碳。化学性质: 硫( 或含硫物质) 在空气中燃烧首先生成二氧化硫, 化学方程式为S+O2点燃S O2。【 案例1】 下列说法不正确的是( ) 。A.硫是一种淡黄色的能溶于水的晶体B.硫的化合物常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里C.硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫D.硫在纯氧中
3、燃烧的产物是三氧化硫【 精析】 硫是一种不溶于水的淡黄色粉末。硫在空气和纯氧中燃烧都生成二氧化硫, 与氧气的浓度无关。二氧化硫只有在催化氧化时才能生成三氧化硫。【 解答】 D第三节 硫和氮的氧化物要点2 硫的氧化物与氢化物 (1) 二氧化硫物理性质: 二氧化硫是一种无色、 有刺激性气味的有毒气体, 密度比空气大, 易液化, 易溶于水。S O2的化学性质a .与水反应:S O2+H2OH2S O3, 该反应为一可逆反应。( 亚硫酸能使紫色石蕊试液变红)b .二氧化硫的漂白作用二氧化硫与某些有色物质化合生成不稳定的无色物质。这种无色物质容易分解而使有色物质恢复到原来的颜色。c . S O2是酸性氧
4、化物, 具有酸性氧化物的通性。用途a .漂白纸浆、 毛、 丝、 草帽辫等;b .用于杀菌消毒等;c .用于工业制备三氧化硫。(2) 三氧化硫S O3的工业制法:2 S O2+O2催化剂 2 S O3。S O3与水的反应:S O3+H2OH2S O4, 反应放出大量的热。S O3是酸性氧化物, 它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐。a . S O3与氧化钙的反应:S O3+C a OC a S O4。b . S O3与C a(OH)2的反应:S O3+C a(OH)2C a S O4+H2O。 (3) 硫化氢硫化氢是一种无色、 有臭鸡蛋气味的气体, 有剧毒, 是一种大气污染物。【 案例2】 高温
5、下硫酸亚铁发生如下反应:2 F e S O4高温F e2O3+S O2+S O3, 若将生成的气体通入氯化钡溶液中,得到的沉淀物是( ) 。A. B a S O3和B a S O4 B. B a SC. B a S O3D. B a S O4【 精析】 S O3溶于B a C l2溶液, 生成了B a S O4沉淀, 并使溶液呈强酸性:B a C l2+S O3+H2OB a S O4+2 HC l。而S O2溶于水生成H2S O3, 酸性比盐酸弱, 所以B a C l2与S O2的水溶液不反应。【 解答】 D失误警示 本题看似简单, 但在实际解题时, 易错选A, 关键是对S O2和S O3的
6、化学性质掌握不够,S O2不能与B a C l2反应生成B a S O3沉淀。要点3 二氧化氮和一氧化氮 (1) 氮气的性质稳定, 通常情况下不与氧气反应。但是在放电或高温条件下,N2与O2可以直接化合生成N O。有关的反应方程式为N2+O2放电或高温2 N O。 (2)NO是一种无色、 不溶于水的气体, 在常温下很容易与空气中的O2化合生成NO2, 反应的化学方程式为2 N O+O22 NO2。 (3) 二氧化氮是红棕色、 有刺激性气味的有毒气体, 密度比空气的大, 易液化, 易溶于水。二氧化氮溶于水生成硝酸和一氧化氮, 反应的化学方程式为3 NO2+H2O2 HNO3+N O。工业上利用这
7、一原理制取硝酸。 (4) 常见的气体收集方法有排水法、 向下排空气法、 向上排空气法, 那么实验室收集N O只能用排水法, 收集NO2只能用向上排空气法。【 案例3】 M u r a d等三位教授最早提出N O分子在人体内有独特功能, 近年来此领域研究有很大进展, 因此这三位教授获得了1 9 9 8年诺贝尔医学及生理学奖。关于NO的下列叙述不正确的是( ) 。A.NO可以是某些含低价N物质氧化的产物B.N O不是亚硝酸(HNO2) 的酸酐C.N O可以是某些含高价N物质还原的产物D.NO是红棕色气体【 精析】 氮元素的化合价非常丰富,-3、0、+1、+2、+3、+4、+5价都有。在N O分子中
8、,N元素呈+2价, 它既可以是含低价N物质的氧化产物, 又可以是含高价N物质被还原的产物。N O不是酸酐。HN O2的酸酐是N2O3。NO是无 色气体,NO2是红棕色气体。【 解答】 D顿有所悟 氮 元 素 形 成 的 含 氧 酸 只 有HN O3和HN O2, 其对应的酸性氧化物分别为N2O5和N2O3, 而其他氮的氧化物, 如N O、N O2等则都为不成盐氧化物。要点4 二氧化硫和二氧化氮对大气的污染 (1) 空气中S O2和N O2的来源S O2的来源: 煤、 石油的燃烧及某些含硫或硫的化合物的金属矿物的冶炼, 往往会生成二氧化硫。N O、N O2的来源: 汽车尾气等。 (2)S O2和
9、N O2的危害直接危害人体健康, 引起呼吸道疾病, 严重时会使人死亡。大气中的S O2和N O2溶于水后形成酸性溶液, 随雨水降下, 成为酸雨。正常雨水由于溶解了C O2,p H为5. 6, 而酸雨的p H41 N O2过量, 剩余气体为N O43 NO剩余25 NO剩余【 案例8】 将充满NO2和O2的混合气体的量筒倒置于水中, 充分反应后, 保持气体压强不变, 水进入至量筒体积的一半处停止了, 则原混合气体中N O2和O2的体积比是多少?【 精析】 NO2和O2的体积比不等于41, 则需讨论N O2和O2分别过量时的两种情况。设混合气体的体积为1, 混合气体中N O2的体积为x, 则O2为
10、1-x。 (1) 假定原混合气体中V(N O2)V(O2)41, 设参加反应的NO2的体积为y。4 NO2 4 y+ O2 1 1-x+H2O4 HN O3列式:4 y=1 1-x, 解得:y=4(1-x) , 暂时剩余N O2:1-4(1-x)+(1-x) =5x-4。由反应式:3 N O2+H2O2 HN O3+N O可知, 最后剩余N O:5x-4 3由5x-4 3=1 2得,x=1 11 0( 不合题意, 舍去)【 解答】 V(N O2)V(O2)=23顿有所悟 NO2和O2的混合气体与水反应时, 当剩余气体的体积大于原混合气体体积的1/3时, 只有一个条件:V(N O2)V(O2)4
11、1( 此结论由同学们自行证明) 。第四章 非金属及其化合物 综合应用题【 例1】 ( 要点4) 煤是一种重要的能源, 含有硫元素, 下列说法正确的是( ) 。A.煤是含碳化合物B.煤是一种可再生能源C.在水吸收S O2的过程中只发生物理变化D. S O2是酸性氧化物, 被雨雾吸收后转化成酸雨【 精析】 煤是由无机物和有机物组成的复杂混合物; 煤的形成时间很长, 属于不可再生资源; 水吸收S O2并与其反应:S O2+H2OH2S O3, 主要是化学变化; 二氧化硫是典型 的酸性氧化物, 被雨雾吸收后转化为亚硫酸成为酸雨。【 解答】 D【 例2】 ( 拓展点1) 用如下图所示装置进行实验, 请回
12、答下列问题:.(1) 若通入S O2气体, 请填写表中空格:装置中棉花的位置棉花浸取试剂石蕊溶液品红溶液淀粉和碘水混合液氢硫酸现 象褪色浅黄色体现S O2的性质水溶液显酸性漂白性氧化性(2) 写出中反应的离子方程式: 。.若通入HC l气体, 装置中的四处棉花依次做了如下处理:包有用水润湿的某固体物质;浸有K I溶液;浸有石蕊溶液;浸有浓N a OH溶液。请回答:(1) 观察到处有棕黄色物质产生, 则:处包有的某固体物质可能是下列的 ( 填序号) , 其反应的离子方程式为。a .M n O2 b .KM n O4 c . K C l d . C u (2) 实验过程中, 在处能观察到 。 (3
13、) 反应较长时间后处棕黄色褪去, 生成无色的I O-3,该反应的离子方程式为。【 精析】 (1)S O2溶于水, 生成H2S O3, 显酸性;S O2与有色物质结合生成不稳定的无色物质, 具有漂白性;S O2中S元素的化合价为+4, 处于中间价态, 既表现氧化性, 又表现还原性。(2) 在常温下,KM n O4与浓HC l反应生成C l2; 氧化性:C l2I2;C l2溶于水生成HC l、HC l O;C l2与N a OH反应生成N a C l、N a C l O和H2O。(3) 写离子方程式时, 要注意哪些物质能拆分, 哪些物质不能拆分, 且遵循电荷守恒定律。(4) 氧化还原反应的实质是
14、电子的转移, 只要把握这一点, 问题就可迎刃而解。【 解答】 .(1)变红 褪色 还原性 (2)I2+S O2+2 H2OS O2- 4+4 H+2 I-.(1)b 2 M n O-4+1 0 C l-+1 6 H+2 M n2+5 C l2+8 H2O (2) 先变红后褪色 (3)5 C l2+ I2+6 H2O2 I O-3+1 0 C l-+1 2 H+探究创新题【 例3】 ( 拓展点1) 有两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应, 都用如下图所示的装置进行实验。通入S O2气体, 将带余烬的木条插入试管C中, 木条复燃。请回答下列问题。(1) 第1小组同学认为N a2O2与S
15、 O2反应生成了N a2S O3和O2, 该反应的化学方程式:。 (2) 请设计一种实验方案证明N a2O2与S O2反应生成的白色固体中含有N a2S O3: 。 (3) 第2小 组 同 学 认 为N a2O2与S O2反 应 除 了 生 成N a2S O3和O2外, 还有N a2S O4生成。为检验是否有N a2S O4生成, 他们设计了如下方案:将B中反应后的固体溶解于水B a C l2白色沉淀稀硝酸仍有部分白色沉淀不溶解, 证明有N a2S O4生成上述方案是否合理? ( 填“ 合理” 或“ 不合理” ) 。请简要说明两点理由: ; 。【 精析】 本题属于探究型试题, 与新课标思想一致, 也是高考的方向, 解答这类试题时首先要了解所探究对象的可能结果, 然后根据可能的结果设计对应的方案进行验证探究。本题中S O2与N a2O2反应的可能结果有:与C O2和N a2O2 反应相似, 发生反应生成N a2S O3和O2;氧化性的N a2O2和 还原性的S O2发生氧化还原反应生成N a2S O4。所以在设计 探究方案时就围绕这两种情况进行假设验证。【 解答】 (1)2 N a2O2+2 S O22 N a2S O3+O2 (2) 取白色固体, 加稀硫酸, 产生
