1、第三节硫和氮的氧化物,硫的存在:,游离态:,存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。,一、二氧化硫和三氧化硫,硫广泛存在于自然界。,化合态:,主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。,硫还是组成某些蛋白质的生命元素。,单质硫,物理性质:,黄色晶体,俗称硫黄,质脆,易研成粉末。不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2。,试管内壁附着的硫怎样洗掉?,化学性质:,氧化性:,低价金属硫化物,还原性:,在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,生成有刺激性气味的气体。,用热的NaOH溶液可除去单质硫。,二氧化硫,物理性质:,无色、有刺激性气味的有毒气体、密度比空气大、易液化(-10),易溶于水(常温常压下,1体积水能溶解40体积的
2、二氧化硫,即1:40)。,分析与讨论,根据物质的类别和SO2中硫元素的化合价,推测其可能具有的化学性质?,酸性氧化物,+4价-中间价态,化学性质:,实验4-7,把试管倒立在水中,在水面下打开胶塞并轻摇试管。,SO2的溶解性,现象:,试管中的水面上升。,SO2易溶于水,橡皮塞在水里打开。,振荡后,水迅速进入试管。,待水面高度不再变化时,在水下用胶塞塞紧试管口,取出试管,用pH试纸测定溶液的酸碱度。,现象:,pH试纸变红色, pH=34,SO2的水溶液呈酸性,向SO2水溶液中滴入1-2滴品红溶液,振荡,观察颜色变。,现象:,溶液褪色,,SO2具有漂白性,,加热后又变红色,在实验过程中,有强烈的刺激
3、性气味伴随着。,给褪色后的溶液加热,再观察。在实验过程中,你是否闻到什么气味?,用途:工业上常用二氧化硫来漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等,但是不彻底。,漂白性,应用:检验SO2的存在,不能使紫色石蕊试液褪色(石蕊变红),SO2能与某些有色物质化合生成不稳定的无色物质,这些无色物质易分解而使有色物质恢复原来的颜色。,酸性氧化物的性质,.与H2O反应:,亚硫酸的性质,弱酸性:,亚硫酸(只存在于水溶液中)醋酸碳酸,不稳定性,易分解:,可逆反应,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?,较强的还原性:,2H2SO3 + O2 2H2SO4,弱氧化性:,漂白性:,H2SO3 + 2
4、H2S 3S+ 3H2O,学与问,Cl2 + H2SO3 + H2O 2HCl + H2SO4,还原性:,氧化性:,亚硫酸盐的特殊性质,2Na2SO3 + O2 2Na2SO4,2CaSO3 + O2 2CaSO4,2Na2S + Na2SO3 + 3H2SO4 3S+ 3Na2SO4 + 3H2O,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?,较强的还原性:,2H2SO3 + O2 2H2SO4,弱氧化性:,漂白性:,H2SO3 + 2H2S 3S+ 3H2O,学与问,Cl2 + H2SO3 + H2O 2HCl + H2SO4,应用:实验室制取SO2时,可选择用碱液吸
5、收尾气,防止空气污染。,应用:可用于除去二氧化碳中的二氧化硫,应用:石灰法脱硫,.与碱反应:,SO2少量 + 2NaOH Na2SO3(亚硫酸钠)+ H2O,SO2过量 + NaOH NaHSO3,.与碱性氧化物反应:,SO2 + Na2O Na2SO3(亚硫酸钠),SO2 + CaO CaSO3(亚硫酸钙),.与某些盐反应:,SO2 + 2NaHCO3 Na2SO3 + 2CO2 + H2O,SO2既有氧化性,又有还原性,常表现还原性。,强还原性:,SO2的还原性、氧化性,Cl2 + SO2 + 2H2O 2HCl + H2SO4,能被酸性KMnO4、Cl2 、Br2 、I2 、HNO3、H
6、2O2、O3、O2等氧化剂氧化。,2KMnO4 + 5SO2 + 2H2O K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4,KMnO4溶液褪色,氯水和SO2都具有漂白作用,将等物质的量的氯水和SO2混合,所得溶液的漂白作用会增强吗?,弱氧化性:,SO2 + 2H2S 3S+ 2H2O,古时用燃烧硫的方法漂白布料,现在用二氧化硫漂白草帽,SO2的用途:,制造硫酸,用于漂白,工业上常用二氧化硫来漂白纸浆、毛、丝、草编制品等。,食品“化妆品”,二氧化硫作为食品添加剂历史悠久,主要有两个用途,一是用于干果、蜜饯果脯等的漂白,令其外观更好看;,二氧化硫的漂白作用常被一些不法厂商非法用来加工食品,以使食品
7、增白等。食用这些食品对人体的肝、肾脏等有严重损害,并有致癌作用。,中央电视台生活栏目报到在田间大棚里加工白银耳,经SO2“美白”的坚果,二氧化硫具有防腐、抗氧化等作用,能延长食品保质期,可作食物和干果的防腐剂。一般来讲,少量的二氧化硫进入机体可以认为是安全无害的,但如果超量使用,就有可能造成食品中二氧化硫超标,对人体的肝、肾等造成伤害。,杀菌和消毒,作食物和干果的防腐剂。,SO2与CO2性质比较:,SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 + H2O,CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O,如何检验某混合气体中含有SO2和CO2?,褪色,先浑浊后澄清,品红溶液,KMnO4溶液,澄清石
8、灰水,NaOH溶液,品红溶液,褪色,不褪色,各部分装置的作用:,检验二氧化碳,除去二氧化硫,检验二氧化硫,检验二氧化硫是否除尽,利用二氧化硫的还原性,用高锰酸钾溶液或溴水褪色鉴别。,利用二氧化硫的漂白性,用品红溶液鉴别。,氯水和二氧化硫漂白性的比较.swf,氯水和二氧化硫漂白性的比较,几种物质的漂白性比较,如何除去下列气体的杂质气体?(括号内为杂质),通入饱和食盐水,通入饱和NaHSO3溶液,通入饱和NaHCO3溶液,通入KMnO4溶液,Cl2(HCl):,SO2(HCl):,CO2(HCl):,CO2 (SO2):,SO3是无色易挥发的晶体,熔点为16.8,沸点为44.8。,应用:除去SO2
9、中混有的SO3气体,三氧化硫,物理性质,化学性质,氧化性,酸性氧化物的性质,SO3 + H2O H2SO4(放出大量热),SO3 + Ca(OH)2 CaSO4(硫酸钙)+ H2O,SO3 + CaO CaSO4(硫酸钙),SO3 + 2NaHSO3 Na2SO4 + 2SO2 + H2O,预防硫化氢中毒,二、一氧化氮和二氧化氮,一氧化氮,一氧化氮的产生,一氧化氮的性质,(无色,不溶于水的有毒气体),2NO + O2 2NO2,N2是一种无色无味的气体,密度比空气略小,难溶于水,大约占空气体积的五分之四。,化学性质比较稳定,通常情况不与氧气反应。,红棕色,有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,
10、易溶于水,易液化。,3NO2 + H2O 2HNO3 + NO(工业制硝酸),物理性质,化学性质,二氧化氮,-NO可用排水法收集,不能用排空气法收集;,-NO2可用排空气法收集,不能用排水法收集。,雷雨发庄稼,现给你一试管二氧化氮,其他药品和仪器自选。请你设计实验,要求尽可能多地使NO2被水吸收。,将充满NO2的试管倒立于盛有水的水槽中,红棕色气体逐渐消失,水位上升,最后水充满整个试管的23,无色气体充满整个试管的13上部,3NO2 + H2O 2HNO3 + NO,当液面不再上升时,通过导气管通入O2,无色气体变成红棕色气体,后又变为无色气体,但气体体积逐渐缩小,液面不断上升。,2NO +
11、O2 2NO2,无色气体变成红棕色气体,后又变为无色气体,气体体积逐渐缩小,液面不断上升,最后水充满整个试管。,液面继续上升,等到不再上升时,再通入O2,4NO2 + O2 + 2H2O 4HNO3,2.你的设计对工业上生产硝酸有什么启示?,2.启示:通过多次循环吸收,可使原料充分利用;减少污染物的排放以保护环境,4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3,2NO + O2 2NO2 ,3NO2 + H2O 2HNO3 + NO , + 2,SO2主要来自于化石燃料(如煤与石油)的燃烧、含硫矿石的冶炼以及制造硫酸、磷肥、造纸等工业产生的废气。,三、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染,二氧化硫
12、和二氧化氮的来源:,NO2主要来自于汽车尾气,硝酸工业产生的NO2。,三、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染,二氧化硫和二氧化氮的来源,二氧化硫和二氧化氮的危害,污染大气,形成酸雾,SO2和NO2能直接危害人体健康,引起呼吸道疾病,严重时使人死亡。,形成酸雨,由于溶解了CO2,正常雨水(含雨、霜、露、雹、雾等)的pH值约为5.6 ,,当大气中大量N和S的氧化物随雨水降下就会使得雨水的pH值小于5.6而形成酸雨。,酸雨:主要指pH值小于5.6的雨水,主要含有硫酸和硝酸。,3NO2 + H2O 2HNO3 + NO,酸雨可以直接使大片森林死亡,农作物枯萎。,酸雨有很大的危害,能直接破坏农作物、森林、植
13、被、草原,,酸雨可以直接使大片森林死亡,农作物枯萎。,酸雨使土壤、湖泊、河流酸化。,酸雨能加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。,酸雨能加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。,一场酸雨一场祸 !,汽车尾气含有哪些成分?,氮氧化物、一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物(含铅汽油)和颗粒物等。,汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物(CH)和氮氧化物(NOx)等一次污染物,在阳光的作用下发生化学反应,生成臭氧(O3)、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物,参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象叫做光化学烟雾。,形成二次
14、污染物,洛杉矶光化学烟雾,伦敦化学烟雾,光化学烟雾:NO,2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O,2NaOH + 2NO2 NaNO3 + NaNO2 + H2O,2NH3 + H2O + SO2 (NH4)2SO3,6NO2 + 8NH3 7N2 + 12H2O,NO2 + NO + 2NaOH 2NaNO2 + H2O,碱液吸收:,氨气吸收:,二氧化硫和二氧化氮的回收利用,SO2的催化吸收:,SO3 + H2O H2SO4,环境保护,防治酸雨的措施,资料卡片,1.调整能源结构,发展清洁能源,,2.加强环境管理,强化环保执法,,3.研究、开发适合我国国情的二氧化硫治理技术和设备。,
15、原煤脱硫技术,,改进燃烧技术,,对煤燃烧后形成的烟气脱硫。,往煤中加生石灰CaO,煤燃烧产生的SO2和生石灰发生反应生成CaSO3, CaSO3再被氧化成CaSO4,从而减少了SO2排放量,主要反应为:,二氧化硫、二氧化氮都会污染大气,该怎么办? 严格控制汽车尾气排放 开发新能源 对煤、石油进行脱硫 回收利用。二氧化硫可以用来制硫酸,二氧化氮可以制硝酸,实践活动,分析空气污染的成因,实践活动2,雨水pH的测定,图4-26,2NO + O2 2NO2,3NO2 + H2O 2HNO3 + NO,4NO2 + O2 + 2H2O 4HNO3,拓展延伸!,氮的氧化物溶于水的计算,反应原理,4NO + 3O2 + 2H2O 4HNO3,NO + NO2 + O2 + H2O 2HNO3,计算类型,NO2(或NO2与N2的混合气体)溶于水:,利用气体体积差法进行计算。,设V(NO2)V(O2) x,NO2与O2的混合气体溶于水:,NO与O2的混合气体溶于水:,设V(NO2)V(O2) y,(1)氮的氧化物或氮的氧化物与O2的混合气体溶于水时,剩余的气体可能是O2,也可能是NO,但不可能是NO2,因为NO2会与水反应又生成NO。 (2)对于连续发生的化学反应,可用化学方程式叠加的方法得到复合反应,使解答问题更简便。,