1、点燃第 3 节 硫和氮的氧化物第 1 课时 硫及其化合物1. 硫及其化合物的相互转化关系2. 硫及其化合物的化学性质利用3. 以硫及其化合物的性质为载体，用来设计实验一、硫及其重要化合物的主要性质及用途：1硫：（1）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。（2）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。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） 与非金属反应：S+O2 SO2S+H2 H2S（说明硫化氢不稳定）与化合物的反
2、应：S+2H2SO4（浓） 2SO2+2H2O3S+6NaOH= 2Na2S+Na2SO3+3H2O（用热碱溶液清洗硫）（3）用途：大量用于制造硫酸、硫化天然橡胶，也用于制药和黑火药。三药一柴：医药、火药、农药、和火柴的原料。2硫的氢化物：硫化氢的物理性质：H2S 是无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体；能溶于水，密度比空气略大。硫化氢的化学性质加热点燃A可燃性：当 2/1 时，2H 2S+O2 2S+2H2O（H 2S 过量）22/OSHn当 2/3 时，2H 2S+3O2 2SO2+2H2O（O 2 过量）22 点 燃当 时，两种反应物全部反应完，而产物既有硫又有 SO232OSHnB强还原性：常
3、见氧化剂 Cl2、Br 2、I 2、Fe 3+、HNO 3、浓 H2SO4、KMnO 4 等，甚至SO2 均可将 H2S 氧化。C不稳定性：300以上易受热分解H 2S 的水溶液叫氢硫酸，是二元弱酸。硫化氢的制取：FeS+H2SO4（稀） =FeSO4+H2S不用浓硫酸、浓盐酸制 H2S 的原因浓 H2SO4 有强氧化性，能氧化 H2S；浓盐酸有挥发性，使产生的 H2S 气体中混有 HCl 气体。不用 CuS（黑） 、Ag 2S（黑） 、 PbS（黑）的原因是它们不溶于稀强酸。不溶于水也不溶于稀酸的金属硫化物有 CuS（黑） 、Ag 2S（黑） 、 PbS（黑）它们可溶于浓硝酸。所以 CuSO
4、4、Pb （ NO3） 2 可以与 H2S 反应生成沉淀： Pb(NO3)2+H2S=PbS+2HNO3。检验：用湿润的 Pb（CH 3COO） 2 试纸检验 H2S：Pb（CH 3COO） 2+H2S=PbS+2 CH3COOH；除杂：用 CuSO4 溶液除去 H2S： CuSO4+H2S=CuS+H2SO43硫的氧化物：（1）二氧化硫：SO 2 是无色而有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，容易液化，易溶于水。SO 2 是酸性氧化物，能跟水反应生成亚硫酸，亚硫酸是中强酸。SO 2 有强还原性 常见氧化剂（见上）均可与 SO2 发生氧化一还原反应如：SO 2 + Cl 2 +2H2O = H
5、2SO4 + 2HClSO 2 也有一定的氧化性 2H2S + SO2 = 3S +2H2OSO 2 具有漂白性，能跟有色有机化合物生成无色物质（可逆、非氧化还原反应）实验室制法：Na 2SO3 + H2SO4(浓) = Na2SO3 + H2O +SO2 或 Cu + 2H2SO4(浓) = CuSO 4 + 2H2O + SO2（2）三氧化硫：是一种没有颜色易挥发的晶体；具有酸性氧化物的通性，遇水剧烈反应生成硫酸并放出大量的热。气 态 ： 具 有 强 刺 激 性 臭 味 有 毒 气 体 。（3）比较 SO2 与 CO2、SO 3SO2 CO2 SO3主要物性无色、有刺激性气体、易液化易溶于
6、水(1:40)无色、无气味气体能溶于水(1:1)无色固体.熔点（16.8）与水 SO2+H2OH2SO3 中强酸 CO2+H2OH2CO3 弱酸 SO3+H2O=H2SO4(强酸)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SO3+Ca(OH)2=CaSO4(微溶)紫色石蕊变红 变红 变红品红 褪色 不褪色 不褪色鉴定存在能使品红褪色又能使清石灰变浑浊不能使品红褪色但能使清石灰水变浑浊氧化性 SO2+2H2S=2S+2H2O CO2+2Mg点燃 2MgO+CCO2+C 高温 2CO还原性 有 无Na2O2作用N
7、a2O2+SO2=Na2SO4 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 2Na2O2+2SO3=2NaSO4+O2（4）酸雨的形成和防治：酸雨的形成是一个十分复杂的大气化学和大气物理过程。酸雨中含有硫酸和硝酸等酸性物质，其中又以硫酸为主。从污染源排放出来的 SO2、NO x（NO 、NO 2）是酸雨形成的主要起始物，因为大气中的 SO2 在光照、烟尘中的金属氧化物等的作用下，经氧化、溶于水等方式形成 H2SO4，而 NO 被空气中氧气氧化为 NO2，NO 2 直接溶于水形成 HNO3，造成了雨水 pH 值降低，便形成了酸雨。硫酸型酸雨的形成过程为：气相反应：2SO 2+O2=2SO3、
8、SO3+H2O=H2SO4；液相反应：SO2+H2O=H2SO3、2H 2SO3+O2=2H2SO4。总反应：5MnFeCuVSOHHSO 、 、 、硝酸型酸雨的形成过程为：2NO+O 2=2NO2、3NO 2+H2O=2HNO3+NO。浓 H2SO4 氧化性 Br2(I2、S)+SO 2+H2O S、 C、 Al(或 Fe) 冷 足量Cu、 足量 Zn、 Fe2+ HBr(HI、H 2S)SO2+H2O SO2+CO2+H2O 钝化运装浓 H2SO4 CuSO4+SO2+H2O ZnSO4+SO2(后有 H2)+H2O Fe3+SO2+H2O只表现强 氧化性 兼有 酸性 脱水性 吸水性 C2
9、H5OH 去结晶水 胆矾 作干燥剂 C+H2O C2H4+H2O 糖等 无水 CuSO4 中性气体 无强还原性气体 非碱性气体 可干燥 1700 引起硫酸型酸雨的 SO2 人为排放主要是化石燃料的燃烧、工业尾气的排放、土法炼硫等。引起硝酸型酸雨的 NOx 人为排放主要是机动车尾气排放。酸雨危害：直接引起人的呼吸系统疾病；使土壤酸化，损坏森林；腐蚀建筑结构、工业装备，电信电缆等。酸雨防治与各种脱硫技术：要防治酸雨的污染，最根本的途径是减少人为的污染物排放。因此研究煤炭中硫资源的综合开发与利用、采取排烟脱硫技术回收二氧化硫、寻找替代能源、城市煤气化、提高燃煤效率等都是防止和治理酸雨的有效途径。目前
10、比较成熟的方法是各种脱硫技术的应用。在含硫矿物燃料中加生石灰，及时吸收燃烧过程中产生的 SO2，这种方法称为“钙基固硫”，其反应方程式为：SO 2+CaO=CaSO3，2CaSO 3+O2=2CaSO4；也可采用烟气脱硫技术，用石灰浆液或石灰石在烟气吸收塔内循环，吸收烟气中的 SO2，其反应方程式为：SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O，SO 2+CaCO3=CaSO3+CO2，2CaSO 3+O2=2CaSO4。在冶金工业的烟道废气中，常混有大量的 SO2 和 CO，它们都是大气的污染物,在 773和催化剂(铝矾土)的作用下，使二者反应可收回大量的硫黄，其反应原理为：SO 2+2CO=
11、S+CO24硫酸：稀 H2SO4 具有酸的一般通性，而浓 H2SO4 具有酸的通性外还具有三大特性：SO 42的鉴定（干扰离子可能有：CO 32-、SO 32-、SiO 32-、Ag 、PO 43 等）：待测液 澄清液 白色沉淀（说明待测液中含有 SO42-离子）硫酸的用途：制过磷酸钙、硫酸铵、硫酸铜、硫酸亚铁、医药、炸药，用于铅蓄电池，作干燥剂、制挥发性酸、作脱水剂和催化剂等。二、硫酸的工业制法接触法：1生产过程：三阶段 SO2 制取和净化 SO2 转化为 SO3 SO3 吸收和 H2SO4 的生成三方程4FeS2(s)11O 2(g) = 2Fe2O3(s)8SO 2(g)；H=-3412
12、 kJ/mol2SO2(g)O 2(g) 2SO3(g)；H-196.6 kJ/molSO3(g) H2O(l)=H2SO4(l)；H=-130.3 kJ/mol三设备 沸腾炉 接触室 吸收塔有关原理矿石粉碎,以增大矿石与空气的接触面，加快反应速率逆流原理( 热交换器)目的: 冷热气体流向相反，冷的SO2、O 2、N 2 被预热，而热的 SO3、SO 2、O 2、N 2被冷却.逆流原理(98.3%的浓硫酸从塔顶淋下，气体由下往上，流向相反，充分接触，吸收更完全 )设备中排出的气 体炉气:SO 2.N2.O2.矿尘(除尘).砷硒化合物(洗涤 ). H2O气(干燥)净化气:SO 2.N2.O2SO
13、2、O 2、N 2、SO 3尾气：SO 2 及 N2、O 2不能直接排入大气中说 明矿尘、杂质:易使催化剂“中毒”H2O 气:腐蚀设备、影响生产反应条件理论需要：低温、高压、催化剂；实际应用：400500、常压、催化剂实际用 98.3%的浓硫酸吸收SO3,以免形成酸雾不利于气体三氧化硫被进一步吸收2尾气处理： 氨水 (NH4)2SO3 (NH4)2SO4+ SO2NH4HSO3 例 1、化学与生活密切相关，下列说法不正确的是( )A.二氧化硫可广泛用于食品的漂白 B.葡萄糖可用于补钙药物的合成C.聚乙烯塑料制品可用于食品的包装 D.次氯酸钠溶液可用于环境的消毒杀菌 42SOH ),(22含含O
14、NS答案：A 解析：SO 2 可被人体吸收进入血液，对全身产生毒性作用，它能破坏酶的活力，影响人体新陈代谢，对肝脏造成一定的损害，慢性毒性试验显示，SO 2 有全身性毒作用，故不可用于食物漂白。A 错。葡萄糖酸钙常被用做补钙剂， B 正确；聚乙烯可做食品的包装，而聚氯乙烯不可，C 正确；“84”消毒液的有效成分就是 NaClO，可用于环境消毒，D 正确。例 2、下列实验的现象与对应结论均正确的是( )选项 操作 现象 结论A 将浓硫酸滴到蔗糖表面 固体变黑膨胀 浓硫酸有脱水性和强氧化性B 常温下将 Al 片放入浓硝酸中 无明显变化 Al 与浓硝酸不反应C 将一小块 Na 放入无水乙醇中 产生气
15、泡 Na 能置换出醇羟基中的氢D 将水蒸气通过灼热的铁粉 粉末变红 铁与水在高温下发生反应答案：AC解析：将浓硫酸滴到蔗糖表面，浓硫酸因脱水性使蔗糖脱水炭化，浓硫酸因强氧化性与碳反应生成二氧化碳和二氧化硫气体，所以蔗糖固体变黑膨胀，A 正确；Al 放入浓硝酸，因浓硝酸具有强氧化性使 Al 钝化，阻碍反应继续进行，B 错误；Na 放入无水乙醇中，会与活泼性较强的羟基反应，置换出氢气，C 正确；铁与水蒸气在高温下反应生成黑色的四氧化三铁和氢气，D 错误。例 3、将 X 气体通入 BaCl2 溶液，未见沉淀生成，然后通入 Y 气体，有沉淀生成，X、Y不可能是( )选项 X YA SO2 H2SB C
16、l2 CO2C NH3 CO2D SO2 Cl2答案：B解析：A 项将 SO2 通入 BaCl2 溶液，不反应，部分 O2 溶解在水中后与后来通入的 H2S 发生反应生成 2H2S+ SO2=3S+2H2O 生成 S 沉淀，B 项始终不反应无现象，C 项反应为2NH3+H2O+CO2+BaCl2=2NH4Cl+BaCO3 D 项发生反应：SO2+ Cl2+2 H2O=H2SO4+2HCl; BaCl2+H2SO4=BaSO4+2HCl 因此选 B例 4、常温下单质硫主要以 S8 形式存在。加热时，S 8 会转化为 S6、S 4、S 2 等。当温度达到750时，硫蒸气主要以 S2 形式存在( 占
17、 92%)。下列说法中正确的是 ( )AS 8 转化为 S6、S 4、S 2 属于物理变化B不论哪种硫分子，完全燃烧时都生成 SO2CS 8、 S6、S 4、S 2 均属于共价化合物D把硫单质在空气中加热到 750即得 S2答案：B解析：生成了新分子，属于化学变化，A 错误；它们都属于单质，C 错误；空气中 S 会燃烧，D 错误。例 5、实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示（省略夹持和净化装置） 。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是( )选项 A 中的物质 B 中的物质 C 中收集的气体 D 中的物质A 浓氨水 CaO NH3 HOB 浓硫酸 Na2SO3 S
18、O2 NaOH 溶液C 稀硝酸 Cu NO2 H2OD 浓盐酸 MnO2 Cl2 NaOH 溶液答案：B解析：该装置分别为固液不加热制气体，向上排空气法收集气体，以及采用防倒吸的方法进行尾气处理。A、氨气不能使用向上排空气法，错误；B、正确；C、铜与稀硝酸反应需要加热，且 NO2 吸收不宜使用防倒吸装置，错误；D、制取氯气需要加热，错误。例 6、下列措施不合理的是( )A用 SO2 漂白纸浆和草帽辫 B用硫酸清洗锅炉中的水垢C高温下用焦炭还原 SiO2 制取粗硅 D用 Na2S 作沉淀剂，除去废水中 Cu2+和Hg+答案：B解析：SO 2 具有漂白性，常用于漂白纸浆和草帽辫，A 合理；硫酸与锅
19、炉中水垢的主要成分碳酸钙反应生成的微溶硫酸钙会覆辙在碳酸钙表面阻碍反应的继续进行，所以应选用盐酸除垢而非硫酸，B 不合理；焦炭在高温下与 SiO2 反应生成硅和一氧化碳， C 合理；Cu2+、Hg 2+与 S2-,反应生成难溶的 CuS、HgS 沉淀，D 正确。例 7、某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用下图所示装置进行有关实验。请回答：实验中甲同学将 a g Cu 片和 12 mL 18 molL1 的浓 H2SO4 放入圆底烧瓶中加热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有一定量的 H2SO4 和 Cu 剩余。(1)请写出 Cu 与浓 H2SO4 反应的化学方程式：_。装置 E 中 D 内盛
20、品红溶液，当 C 中气体集满后， D 中有可能观察到的现象是_。实验装置 D 有可能造成环境污染，试用最简单方法加以解决( 实验用品自选)_。装置 B 的作用是贮存多余的气体。当 D 处有明显现象后，关闭旋塞 K，移去酒精灯，但由于余热的作用，A 处仍有气体产生，此时 B 中现象是_。B 中应放置的液体(填字母)：_。A饱和 Na2SO3 溶液 B酸性 KMnO4 溶液C浓溴水 D饱和 NaHSO3 溶液(2)问题讨论：为什么有一定量的余酸但未能使 Cu 完全溶解，你认为原因是_。足量下列药品能够用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是_。AFe 粉 BBaCl 2 溶液CAg DNa 2CO
21、3 溶液(3)实验中甲同学向 A 中反应后溶液中通入一种气体单质，使铜片全部溶解且仅生成硫酸铜溶液，请问该气体单质是_( 填名称) ，反应方程式是 _。答案：(1)Cu2H 2SO4(浓) CuSO4SO 22H 2O= = = = = 品红溶液褪色 用浸有 NaOH 溶液的棉花团塞在试管口 试剂瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升 D(2)随着 H2SO4 的消耗，浓 H2SO4 的浓度不断减小，稀 H2SO4 与 Cu 不反应 AD(3)氧气 2Cu 2H 2SO4O 2=2CuSO42H 2O解析：浓 H2SO4 在与 Cu 的反应过程中，浓度会逐渐降低，最后不再反应。SO 2 可以使品红溶
22、液褪色，SO 2 可以用 NaOH 溶液吸收，在 D 的试管口用一团浸有 NaOH 溶液的棉花团堵住。B 装置的作用是贮气，所以应盛放饱和 NaHSO3 溶液，以降低 SO2 的溶解度。(3) 要使Cu 片全部溶解，应该用氧化剂，单质气体应为 O2。例 8、某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应，进行了如下实验，实验装置如下图所示。实验步骤：先连接好装置，检查气密性，再加入试剂；加热 A 试管，B 中品红溶液褪色，熄灭酒精灯；将铜丝向上抽动离开液面。(1)A 试管中发生反应的化学方程式为_。(2)能够证明铜与浓硫酸反应生成气体的现象是_ 。(3)在盛有 BaCl2 溶液的 C 试管中，除了导管
23、口有气泡外，无其他明显现象，若将其分成两份，分别滴加下列溶液，将产生沉淀的化学式填入下表相应的位置。滴加的溶液 氯水 氨水沉淀的化学式 _ _写出其中 SO2 显示还原性的反应的离子方程式_。(4)实验完毕后，先熄来酒精灯，由于导管 E 的存在，B 中的液体不会倒吸入 A 中，其原因是_。(5)实验完毕后，装置中残留气体有毒，不能打开胶塞。为了防止该气体排入空气中污染环境，拆除装置前，应当采取的操作是_。(6)将 SO2 气体通入含有 n mol Na2S 的溶液中，溶液中出现黄色浑浊，试分析该溶液最多能吸收 SO2 气体 _mol(不考虑溶解的 SO2)。答案：(1)2H 2SO4(浓) C
24、u CuSO4SO 22H 2O= = = = = (2)B 试管中的品红溶液褪色(3)BaSO4 BaSO 3 SO 2Cl 22H 2O=4H SO 2Cl 、Ba 2 SO =BaSO424 24(或 Ba2 SO 2Cl 22H 2O=BaSO44H 2Cl )(4)当 A 试管中气体压强减小时，空气从 E 导管进入 A 试管中，维持 A 试管中压强平衡(5)从 E 管口向 A 中缓缓地鼓入足量的空气，将残留的 SO2 气体赶入 NaOH 溶液中，使之被完全吸收(6)2.5n解析：由于 A 试管中有空气，加热时气体逸出，在 B、C 中产生气泡，要证明铜与浓硫酸反应产生气体只能从 B 中
25、品红溶液褪色来说明。 SO2 通入 BaCl2 溶液中，二者不反应，但会有 SO2 溶解，滴加氯水时发生反应 SO22H 2OCl 2=H2SO42HCl，生成的 SO 与24Ba2 结合成 BaSO4 沉淀。如果加入氨水，则 SO22NH 3H2O=(NH4)2SO3H 2O，生成的SO 与 Ba2 结合成 BaSO3 沉淀。前者体现 SO2 的还原性，后者体现 SO2 水溶液的酸性。23A 试管中 E 导管的作用体现在 A 中气压减小时，空气被吸入，能起到防止 B、C 装置内液体的倒吸，同时在反应完成后可以从 E 中鼓入空气将 SO2 赶入 NaOH 溶液中，防止污染环境。Na 2S 溶液
26、吸收 SO2 最多时，所得溶液的溶质为 NaHSO3，利用反应方程式2Na2S5SO 2 2H2O=4NaHSO33S可以得出 n mol Na2S 能吸收 2.5n mol SO2。例 9、某化学兴趣小组为探究 SO2 的性质，按下图所示装置进行实验。请回答下列问题：(1)装置 A 中盛放亚硫酸钠的仪器名称是_，其中发生反应的化学方程式为_；(2)实验过程中，装置 B、C 中发生的现象分别是_、_，这些现象分别说明SO2 具有的性质是_和_；装置 B 中发生反应的离子方程式为_；(3)装置 D 的目的是探究 SO2 与品红作用的可逆性，请写出实验操作及现象_；(4)尾气可采用_溶液吸收。答案
27、：(1)蒸馏烧瓶 Na 2SO3H 2SO4(浓)= =Na2SO4SO 2H 2O(2)溶液由紫红色变为无色 无色溶液中出现黄色浑浊 还原性 氧化性 5SO22MnO 2H 2O=2Mn2 5SO 4H 4 24(3)品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的旋塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色 (4)NaOH解析：本题考查了 SO2 的制备及性质、化学实验的基本操作，意在考查考生对化学实验基础知识的掌握能力以及化学实验分析能力。(1)常见烧瓶有：圆底烧瓶、平底烧瓶和蒸馏烧瓶，图示中带支管的为蒸馏烧瓶。(2)SO 2 因有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，离子反应为：5SO22MnO 2H 2O=5SO 2Mn 2 4H 。SO 2 能与 S2 反应生成硫沉淀，体现氧 4 24化性：SO24H 2S 2 =3S2H 2O。(3)SO 2 与品红溶液作用的可逆性指：SO 2 使品红溶液褪色，加热后又恢复红色，注意实验操作中品红溶液褪色后要关闭分液漏斗的旋塞。(4)SO 2为酸性气体，一般用碱性溶液吸收，也可用酸性高锰酸钾等强氧化性溶液吸收。
