《12XY硫和氮的氧化物》由会员分享，可在线阅读，更多相关《12XY硫和氮的氧化物（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三节第三节 硫和氮的氧化物硫和氮的氧化物 这是一幅幅多么撩人的自然美景，然而，这是一幅幅多么撩人的自然美景，然而，如今的地球正在遭受着前所未有的灾难：大气如今的地球正在遭受着前所未有的灾难：大气污染加剧、水污染严重，固体废弃物与日俱增、污染加剧、水污染严重，固体废弃物与日俱增、臭氧空洞、酸雨、赤潮、温室效应、水土流失、臭氧空洞、酸雨、赤潮、温室效应、水土流失、土地沙漠化等。生存环境的日益恶化，严重威土地沙漠化等。生存环境的日益恶化，严重威胁着人类的健康和生命，于是，全人类大声疾胁着人类的健康和生命，于是，全人类大声疾呼：呼：“Save Our SoulSave Our Soul”，保护地球，
2、保护环保护地球，保护环境。境。一一.硫硫(S)硫元素是一种重要的非金属元素，广泛硫元素是一种重要的非金属元素，广泛存在于自然界。存在于自然界。S元素元素自然界存在形态自然界存在形态游离态：游离态：S单质单质(火山口附近火山口附近或地壳岩石里或地壳岩石里)化合态：化合态：硫化物硫化物(H2SFeS2)氧化物氧化物(SO2SO3)硫酸盐硫酸盐(CaSO42H2O)(Na2SO410H2O)生命元素生命元素1.硫单质硫单质(S)一种淡黄色晶体，很脆，不溶于水，微一种淡黄色晶体，很脆，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳溶于酒精，易溶于二硫化碳(CS2)。化学性质比较活泼，与氧相似，与金属、化学性质比
3、较活泼，与氧相似，与金属、氢气和其它非金属反应氢气和其它非金属反应2Cu+S=Cu2S Fe+S=FeS S+O2=SO2点燃点燃H2+S=H2S点燃点燃特性：特性：Hg+S=HgS氧化性氧化性还原性还原性2Na+S=Na2S研磨研磨硫化亚铜硫化亚铜硫化亚铁硫化亚铁S用于制黑火药用于制黑火药2.硫的氢化物硫的氢化物硫化氢硫化氢(H2S)一种没有颜色、有臭鸡蛋气味的气体，一种没有颜色、有臭鸡蛋气味的气体，密度比空气略大，有剧毒。密度比空气略大，有剧毒。常温、常压下常温、常压下1体积水中溶解体积水中溶解2.6体积硫体积硫化氢。化氢。是一种可燃气体。是一种可燃气体。具有较强还原性。具有较强还原性。受
4、热分解：受热分解：H2S=H2+S 完全燃烧：完全燃烧：2H2S+3O2=2SO2+2H2O点燃点燃不完全燃烧：不完全燃烧：2H2S+O2=2S+2H2O点燃点燃H2S的水溶液的水溶液氢硫酸，挥发性弱酸、氢硫酸，挥发性弱酸、弱电解质，具有酸的通性。弱电解质，具有酸的通性。H2S的实验室制法的实验室制法FeS+2HCl=FeCl2+H2SFeS+H2SO4(稀）稀）=FeSO4+H2S注意：注意：由于由于H2S具有较强的还原性，不能具有较强的还原性，不能用氧化性酸用氧化性酸(如如浓浓H2SO4、HNO3等等制制H2SH2S+H2SO4(浓）浓）=SO2+S+2H2OH2S+Cl2=S+2HCl-
5、2价价S具有强还原性具有强还原性3.硫的氧化物硫的氧化物(1)二氧化硫二氧化硫(SO2)物理性质：物理性质：无色、有刺激性气味有毒的气体。无色、有刺激性气味有毒的气体。密度比空气大密度比空气大易液化易液化(沸点：沸点：-10)易溶于水易溶于水(体积比体积比=1:40)溶液为亚硫酸溶液为亚硫酸(H2SO3)SO2溶于水水有没有发生化学反应溶于水水有没有发生化学反应?向通入了向通入了SO2的水中加入紫的水中加入紫色石蕊试液色石蕊试液现象现象分析分析SO2+H2O=H2SO3紫色石蕊试液变红紫色石蕊试液变红溶液中有溶液中有H+,有新物质生成有新物质生成.H2SO3是否稳定是否稳定?在在H2SO3上方
6、放一张上方放一张PH试纸试纸H2SO3 = SO2+H2O现象现象分析分析PH试纸变红试纸变红有有SO2生成生成化学性质化学性质SO2是亚硫酸的酸酐是亚硫酸的酸酐SO2+H2OH2SO3(弱电解质、挥发性酸、弱电解质、挥发性酸、具有酸的通性具有酸的通性)思考思考:能否用水来吸收能否用水来吸收SO2因为因为SO2为可逆为可逆,所以用水来吸收不彻底所以用水来吸收不彻底.可以用什么来吸收可以用什么来吸收SO2? SO2+2NaOH=Na2SO3+H2OSO2 + Ca(OH)2 = CaSO3+ H2OSO2 + CaO = CaSO3 （加热）（加热） SO2 + 2NaOH = Na2SO3 +
7、 H2O不能用来区分不能用来区分COCO2 2和和SOSO2 2SO2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的性质是酸性氧化物，具有酸性氧化物的性质化学性质化学性质SO2强还原性强还原性弱氧化性弱氧化性还原性：还原性：2SO2+O22SO3加热加热催化剂催化剂氧化性：氧化性：SO2+2H2S=3S+2H2OSOSO2 2通入氯水、溴水、通入氯水、溴水、KMnOKMnO4 4溶液中，观察实溶液中，观察实验现象。思考变化的原因。验现象。思考变化的原因。SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HClSO2+Br2+2H2H2 2O O=H2SO4+2HBr5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnS
8、O4+2H2SO4氯水和氯水和SOSO2 2都具有漂白作用，则都具有漂白作用，则1molSO1molSO2 2通入含通入含1molCl1molCl2 2的氯水中，所得溶液的漂白作用加强吗的氯水中，所得溶液的漂白作用加强吗？不会，不会，SOSO2 2+ Cl+ Cl2 2+ 2H+ 2H2 2O = HO = H2 2SOSO4 4+ 2HCl+ 2HClSO2具有漂白性具有漂白性(特性特性) 探究实验:实验步骤实验步骤现象现象结论结论往装有往装有SO2的针筒内抽的针筒内抽取取0.5mL品红溶液品红溶液,用橡用橡胶塞封好后上下摇匀胶塞封好后上下摇匀把针筒内液体转移到把针筒内液体转移到小烧杯内加热
9、小烧杯内加热在烧杯口放一块花瓣在烧杯口放一块花瓣品红溶液品红溶液褪色褪色溶液变溶液变回红色回红色SO2有漂有漂白作用白作用被被SO2漂白不漂白不稳定稳定,容易变容易变回原来的颜色回原来的颜色花瓣褪色花瓣褪色溶液重新分溶液重新分解出解出SO2漂白性漂白性的物质的物质活性活性炭炭氯水氯水( (次氯酸次氯酸) )过过氧氧化化钠钠二氧化硫二氧化硫漂白漂白原理原理备注备注吸附吸附有色有色色素色素将有色的色素将有色的色素氧化为稳定的氧化为稳定的无色物质无色物质与色素结合与色素结合成不稳定的成不稳定的无色物质无色物质物理物理变化变化化学变化化学变化SO2具有漂白性具有漂白性(特性特性)SO2能漂白某些有色物
10、质，生成不稳定能漂白某些有色物质，生成不稳定的无色物质，遇热无色物质易分解恢的无色物质，遇热无色物质易分解恢复原来颜色。复原来颜色。(使品红溶液褪色使品红溶液褪色、使石蕊溶液变红不、使石蕊溶液变红不能褪色能褪色)实验室制法实验室制法NaNa2 2SOSO3 3+H+H2 2SOSO4 4( (浓浓) =Na) =Na2 2SOSO4 4+SO+SO2 2+H+H2 2O O收集：向上排空气法收集：向上排空气法检验：湿润的蓝色石蕊试纸或品红试纸检验：湿润的蓝色石蕊试纸或品红试纸干燥：用浓干燥：用浓H H2 2SOSO4 4或或P P2 2O O5 5固体固体尾气处理：用尾气处理：用NaOHNaO
11、H溶液吸收溶液吸收二氧化硫的用途二氧化硫的用途SO2+O2SO3催化剂催化剂 SO3+H2O=H2SO4可以漂白纸浆、毛、丝、草编可以漂白纸浆、毛、丝、草编制品等。制品等。杀灭霉菌和细菌。杀灭霉菌和细菌。作食物和干果的防腐剂。作食物和干果的防腐剂。制造硫酸：制造硫酸：20052005年年1212月月2424日，锦州石化实业公司二氧日，锦州石化实业公司二氧化硫生产车间发生二氧化硫泄漏事故，造化硫生产车间发生二氧化硫泄漏事故，造成邻近的新民乡孙家湾村成邻近的新民乡孙家湾村2020多村民嗓子痛，多村民嗓子痛，村里猪死，羊、狐狸打蔫等村里猪死，羊、狐狸打蔫等20052005年年1212月月2525日日
12、出事的二氧化硫生产车间出事的二氧化硫生产车间(2)三氧化硫三氧化硫(SO3)物理性质物理性质是一种无色易挥发的晶体，熔点：是一种无色易挥发的晶体，熔点：16.8沸点：沸点：44.8，标准状况时，标准状况时SO3为固态。为固态。化学性质化学性质SO3是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2OSO3是是H2SO4的酸酐（硫酐），能直接与的酸酐（硫酐），能直接与水反应生成水反应生成H2SO4SO3+H2O=H2SO4SO3中硫元素表现为最高价，在氧化还中硫元素表现为最高价，在氧化还原反应中可做氧化剂。原反应中可做氧化剂。SO3+H
13、2S=S+SO2+H2OH2SO4(浓浓)+H2S=S+SO2+2H2O工业上以硫磺、空气、水等为原工业上以硫磺、空气、水等为原料制硫酸，用化学方程式来表示。料制硫酸，用化学方程式来表示。二二.二氧化氮二氧化氮(NO2)和一氧化氮和一氧化氮(NO)氮原子结构简图氮原子结构简图+72 5较易得较易得3e-达稳定结构达稳定结构+72 8氮元素具有较强的氧化性氮元素具有较强的氧化性氮元素在自然界存在的形式氮元素在自然界存在的形式氮元素氮元素游离态：游离态：化合态：化合态：空气中的主要成分空气中的主要成分氮气氮气铵态化合物：铵态化合物：NH4Cl等等硝态化合物：硝态化合物：NaNO3等等氧化物：氧化物
14、：NO、NO2等等氢化物：氢化物：NH3有机物：蛋白质、肽、有机物：蛋白质、肽、硝基化合物、硝基化合物、氨基酸氨基酸生命元素生命元素1.氮气氮气(N2)物理性质物理性质纯净氮气无色无味气体纯净氮气无色无味气体在水中溶解性很小，通常条件下在水中溶解性很小，通常条件下1：0.02沸点沸点-195.8（O2-183）无色液体）无色液体熔点熔点-209.9（O2-218）雪花状固体）雪花状固体氮气的化学性质氮气的化学性质氮分子的结构很稳定，通常情况下，氮氮分子的结构很稳定，通常情况下，氮气的化学性质不活泼，很难与其它物质气的化学性质不活泼，很难与其它物质发生化学反应。在一定条件下（高温、发生化学反应。
15、在一定条件下（高温、高压、放电等）氮分子获得足够能量使高压、放电等）氮分子获得足够能量使分子破裂，氮原子就能与一些物质发生分子破裂，氮原子就能与一些物质发生反应反应。氮气与氢气反应氮气与氢气反应（表现氧化性）（表现氧化性）N2+3H22NH3高温高温高压高压催化剂催化剂氮气与氧气反应氮气与氧气反应（表现还原性）（表现还原性）空气中的主要成份是空气中的主要成份是N2和和O2，通常条件，通常条件下是不反应，在放电时直接化合成无色、下是不反应，在放电时直接化合成无色、有毒、不溶于水的一氧化氮气体。有毒、不溶于水的一氧化氮气体。N2+O2=2NO(无色无色)放电放电与某些金属反应与某些金属反应（表现氧
16、化性）（表现氧化性）3Mg+N2=Mg3N2(淡黄色淡黄色)点燃点燃 N的氧化物的种类的氧化物的种类N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5六种，六种，它们都有毒，是大气污染物。它们都有毒，是大气污染物。2.一氧化氮一氧化氮(NO)NO是一种无色无味、有毒、不溶于水的气体是一种无色无味、有毒、不溶于水的气体具有强还原性具有强还原性常温下很容易与空气中的氧气化合常温下很容易与空气中的氧气化合2NO+O2=2NO2(红棕色）红棕色）在有在有O2存时能与水反应，生成存时能与水反应，生成HNO34NO+3O2+2H2O=4HNO33.二氧化氮二氧化氮(NO2)红棕色、具有刺激性气味、有毒、易
17、溶红棕色、具有刺激性气味、有毒、易溶于水且能与水反应的气体于水且能与水反应的气体3NO2+H2O=2HNO3+NO +4+5+2失失e-2得得2e-（自身氧化还原（自身氧化还原反应）反应）n氧化剂氧化剂:n还原剂还原剂=1：2NO2不是硝酸的酸酐，硝酸的酸酐是不是硝酸的酸酐，硝酸的酸酐是N2O5工业上利用这一原理制取硝酸工业上利用这一原理制取硝酸4NO2+O2+2H2O=4HNO3实验室制室制备NO：3Cu+8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2ONO2：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O1. “雷雨发庄稼雷雨发庄稼”，为什么？，为什么？2. 怎样除去
18、怎样除去 NO 中的中的 NO2思考：思考：三三.SO2和和NO2对大气的污染对大气的污染酸雨：酸雨：pH值小于值小于5.6的降水。包括雨、雪在内，其的降水。包括雨、雪在内，其酸性成分主要是硫酸，也有硝酸和盐酸等。酸雨酸性成分主要是硫酸，也有硝酸和盐酸等。酸雨主要由化石燃料燃烧产生的二氧化硫、氮氧化物主要由化石燃料燃烧产生的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体，经过复杂的大气化学反应等酸性气体，经过复杂的大气化学反应,被雨水被雨水吸收溶解而成。吸收溶解而成。酸雨的发现酸雨的发现 到到六十年代六十年代，欧洲，欧洲開開始关注酸雨问题，设立了始关注酸雨问题，设立了大气化学检测网，发现欧洲大陆存在大面积的酸雨
19、，大气化学检测网，发现欧洲大陆存在大面积的酸雨，并证实酸雨问题是洲际级的环境问题。并证实酸雨问题是洲际级的环境问题。 一九六七年一九六七年，美国俄亥俄河上的跨河大桥倒塌，美国俄亥俄河上的跨河大桥倒塌，死亡人数高达四十六名，调查发现与酸雨侵蚀大桥死亡人数高达四十六名，调查发现与酸雨侵蚀大桥有关。有关。 一九七五年一九七五年欧洲经济合作与发展组织开展了专欧洲经济合作与发展组织开展了专项研究，证实酸雨地区几乎覆盖了整个西北欧，北项研究，证实酸雨地区几乎覆盖了整个西北欧，北美有三分之二陆地面积受到酸雨威胁。美有三分之二陆地面积受到酸雨威胁。 与此与此同时同时，东南亚日本、韩国等亦发现大面积，东南亚日本
20、、韩国等亦发现大面积酸雨。此项发现使人知悉酸雨不单是欧美的问题，酸雨。此项发现使人知悉酸雨不单是欧美的问题，亚洲地区也不能幸免。亚洲地区也不能幸免。 在在五十年代初期五十年代初期，北欧国家瑞典和挪威的，北欧国家瑞典和挪威的渔业渔业突然无故减产，经研究之后，发现与酸雨有关。突然无故减产，经研究之后，发现与酸雨有关。受到酸雨影响的渔业受到酸雨影响的渔业而现在而现在酸雨的影响酸雨的影响酸湖形成，鱼虾难存酸湖形成，鱼虾难存 酸雨危害，植物死亡酸雨危害，植物死亡 土壤酸化，作物减产土壤酸化，作物减产 酸雨一下酸雨一下,死物也死死物也死酸雨对人体也有不良的影响酸雨对人体也有不良的影响酸雨的来源酸雨的来源1
21、自然物质：火山爆发喷出大量之硫化物及自然物质：火山爆发喷出大量之硫化物及悬浮固体物，自然水域表面释放之硫化氢，悬浮固体物，自然水域表面释放之硫化氢，动植物分解产生有机酸，土壤微生物及海藻动植物分解产生有机酸，土壤微生物及海藻释放之硫化氢、二甲基硫及氮化物释放之硫化氢、二甲基硫及氮化物2人为原因：工业化后，燃料之大量使用，人为原因：工业化后，燃料之大量使用，燃烧过程中产生燃烧过程中产生SO2、氮氧化物、氮氧化物NOX及悬浮及悬浮固体物，排放至大气环境中，经过化学反应固体物，排放至大气环境中，经过化学反应生成硫酸、硝酸等酸性物质生成硫酸、硝酸等酸性物质酸雨的防治酸雨的防治1.开发新能源，如氢能，太
22、阳能，水能，潮开发新能源，如氢能，太阳能，水能，潮汐能，地热能等汐能，地热能等2.使用燃煤脱硫技术，减少二氧化硫排放使用燃煤脱硫技术，减少二氧化硫排放3.工业生产排放气体处理后再排放工业生产排放气体处理后再排放4.少开车，多乘坐公共交通工具出行少开车，多乘坐公共交通工具出行5.使用天然气等较清洁能源，少用煤使用天然气等较清洁能源，少用煤钙基固硫法钙基固硫法:近年来为防治酸雨，工业上常采用近年来为防治酸雨，工业上常采用“钙基钙基固硫法固硫法”即生石灰和含硫的煤混合后燃烧，即生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰和氧气共同反应生成硫酸燃烧时硫、生石灰和氧气共同反应生成硫酸钙钙,从而使硫酸转移
23、到煤渣中。从而使硫酸转移到煤渣中。反应方程式：反应方程式：2CaO+2SO2=CaSO32CaSO3+O2=2CaSO4总反应方程式：总反应方程式：2CaO+2SO2+O2=2CaSO41. 1.下列可以用来鉴别下列可以用来鉴别SOSO2 2 和和COCO2 2 的方法是的方法是( ) ( ) A A、通入紫色石蕊试液、通入紫色石蕊试液 B B、闻气味、闻气味 C C、通入澄清石灰水、通入澄清石灰水 D D、通入品红溶液中、通入品红溶液中 B DB D课堂练习课堂练习2. 2. 二氧化硫和氯气都有漂白性，现把二者以等二氧化硫和氯气都有漂白性，现把二者以等物质的量混合，让混合气体通入品红溶液，则
24、物质的量混合，让混合气体通入品红溶液，则其漂白性将其漂白性将 A A 、和氯气单独通过时相同、和氯气单独通过时相同 B B、和二氧化硫单独通过时相同、和二氧化硫单独通过时相同 C C、是二者作用效果之和、是二者作用效果之和 D D、可能失去漂白性、可能失去漂白性D D3. 3.在在BaClBaCl2 2的水溶液中通入的水溶液中通入SOSO2 2未见沉淀，把其分成两份未见沉淀，把其分成两份, ,向向其中一份其中一份A A中加入中加入NHNH3 3, ,另一份另一份B B加入加入ClCl2 2( ) ( ) A A、只有中、只有中A A产生沉淀产生沉淀BaSOBaSO4 4 B B、只有、只有B
25、B中产生沉淀中产生沉淀 C C、都产生沉淀、都产生沉淀 D D、都没有产生沉淀、都没有产生沉淀 B B4 4下下列列物物质质因因发发生生化化学学变变化化而而能能使使品品红红溶溶液液褪色的是褪色的是活性炭活性炭 过氧化钠过氧化钠 氯水氯水 二氧化硫二氧化硫A A B BC CD DC C5.5.下列可用来鉴别下列可用来鉴别SOSO2 2和和COCO2 2的最佳方法是的最佳方法是 A A、通入紫色石蕊试液、通入紫色石蕊试液 B B、闻气味、闻气味 C C、通入澄清石灰水、通入澄清石灰水 D D、通入品红溶液中、通入品红溶液中都是酸性氧化物，都可都是酸性氧化物，都可以使石蕊变红以使石蕊变红SO2有刺
26、激性气味，有刺激性气味，而而CO2没有没有都可以使澄清石都可以使澄清石灰水变浑浊灰水变浑浊SO2可使品红褪色，可使品红褪色，而而CO2不能不能D D6 6 为为了了除除去去混混入入COCO2 2中中的的SOSO2 2，最最好好将将混混合合气气体通入下列哪种溶液中体通入下列哪种溶液中A A饱和烧碱溶液饱和烧碱溶液B B饱和小苏打溶液饱和小苏打溶液C C饱和纯碱溶液饱和纯碱溶液D D浓硫酸浓硫酸B BNO、NO2的利与弊在雷雨天气时，空气中的在雷雨天气时，空气中的N2和和O2可生成可生成NOX（氮氧化物主（氮氧化物主要是要是NO、NO2）及）及HNO3，并与土壤里的矿物质结合成硝酸，并与土壤里的矿
27、物质结合成硝酸盐，可被植物吸收，使植物获得氮肥。盐，可被植物吸收，使植物获得氮肥。“雷雨发庄家雷雨发庄家”。NOx是大气中的一次污染物。空气中的是大气中的一次污染物。空气中的NOX主要来自石油产主要来自石油产品和煤燃烧的产物、汽车尾气（品和煤燃烧的产物、汽车尾气（NOx、CO、HC等）及制硝等）及制硝酸工厂的废气。造成光化学烟雾的二次污染。光化学烟雾污酸工厂的废气。造成光化学烟雾的二次污染。光化学烟雾污染问题已引起人们的关注，染问题已引起人们的关注，NO2是造成光化学烟雾的主要因是造成光化学烟雾的主要因素。也是造成酸雨的因素。素。也是造成酸雨的因素。光化学烟雾：光化学烟雾：氮氧化物和碳氢化合物（氮氧化物和碳氢化合物（HC）在大气环境中受到）在大气环境中受到强烈的太阳紫外线照射后，发生复杂的光化学反应，主要生成强烈的太阳紫外线照射后，发生复杂的光化学反应，主要生成化学氧化剂（化学氧化剂（O3）及其它多种复杂的化合物（有毒的烟雾）造）及其它多种复杂的化合物（有毒的烟雾）造成新的二次污染。统称为光化学烟雾。成新的二次污染。统称为光化学烟雾。汽车尾气排放出的汽车尾气排放出的NOx、CO、HC是造成光化学烟雾的主要是造成光化学烟雾的主要的原因。的原因。
