含硫化合物的性质和应用z

2012年高考第一轮复习,含硫化合物的性质和应用,硫元素的物质链:,(1)存在:,在自然界中既有化合态,又有游离态存在,淡黄色晶体,俗称硫磺.难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,(清洗试管壁上残留的硫的物理方法-CS2),(2)物理性质:,(3)化学性质:,与金属的反应,与非金属的反应,与化合物的反应,一.硫（S）,（淡黄色固体有：Na2O2、AgBr、TNT等）,与金属的反应,生成低价金属硫化物,剧烈放热反应,剧烈反应爆炸,常温下,Hg+S= HgS 2Ag+S=Ag2S,清除汞,与非金属的反应,空气中：淡蓝色火焰 纯氧中：明亮蓝紫色火焰,与化合物的反应,清洗试管壁上残留的硫的化学方法 -强碱液,(4)硫的用途： 硫是重要的化工原料：制硫酸、农药、 火药、药品、硫化橡胶,黑火药的配方:一硫二硝三木炭,_色, _气味的_毒气体,密度比空气_,沸点是-10 oC易_, _ 溶于水(常温常压下一体积水能溶解_体积的二氧化硫)。,无,有刺激性,有,大,液化,易,40,二、二氧化硫,1、物理性质,(1) 与H2O反应:,SO2+H2O H2SO3（亚硫酸）,亚硫酸是一种二元中强酸，在水中部分电离,H2SO3 H+ +HSO3- HSO3- H+ +SO3 2-,、酸性氧化物的通性,不稳定 还原性,2、化学性质,(2)与碱反应 SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O SO2+NaOH=NaHSO3,试判断SO2通入澄清石灰水直至过量有何现象，并写出反应方程式 【思考】 SO2与CO2怎样区别？ 【思考】 硫酸工业的尾气吸收用什么？,（4）与盐反应：,与自身正盐的反应 SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3,与弱酸盐的反应 SO2+Na2CO3=Na2SO3 + CO2 SO2+NaHCO3=NaHSO3 + CO2,（3）与碱性氧化物反应： SO2+Na2O=Na2SO3 SO2 +CaO=CaSO3（钙基固硫）,SO3是一种无色固体，熔点（16.8），沸点（44.8 ），关注SO3的状态。SO3与H2O反应生成H2SO4，同时放出大量的热。工业上常用这两个反应制造硫酸。,（1）2SO2+O2 2SO3,、具有还原性（为主）,催化剂 ,【思考】 SO2既具有氧化性又具有还原性,浓硫酸具强氧化性，请你判断能否用浓硫酸来干燥SO2?说明你的理由.,SO2+2H2S=3S +2H2O,【思考】 SO2的漂白性与氯气相同吗？,（2）SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX 说明：SO2可以使氯水、溴水、碘水褪色。,、具有漂白性能使品红褪色,（3）SO2可以和很多氧化剂反应如： Fe3+、KMnO4、Na2O2、H2O2,、具有弱氧化性,SO2和Cl2漂白性对比,褪色,褪色,红色,不显红色,很快变成红色（不再褪色）,立即变红随即变为无色,验证二氧化硫氧化性、还原性、漂白性实验装置？,品红溶液褪色，证明SO2有漂白性 溴水溶液褪色，证明SO2有还原性 锥形瓶中生成浅黄色固体，证明SO2有氧化性。,与酸反应：,SO32-+H+=HSO3-,SO32-+2H+= SO2+H2O,有还原性：,2Na2SO3+O2=2Na2SO4,有氧化性:,SO32-2S2-+6H+=3S+3H2O,（一定要在酸性条件下）,亚硫酸盐（SO32-）,Na2SO3(粉末)+H2SO4(70%)=Na2SO4+H2O+SO2,原理:强酸制弱酸,3、实验室制法：,酸雨：指pH5.6的酸性降水,酸雨的危害:,1、影响水生生物的繁殖 2、土壤中钙、镁、磷等营养元素溶出并迅速流失，导致土壤肥力下降并酸化 3、农作物和树木生长遭到破坏 4、建筑物腐蚀加快,硫酸型酸雨的形成过程,二氧化硫的作用,酸雨的防治,1、含硫燃料预先脱硫处理 2、释放出的二氧化硫进行处理或利用回收 3、研究新能源 4、大力提倡植树造林，尤其栽种吸收SO2较多的柳杉、银槐、银杏等。 5、提高全民的环境保护意识。从1974年起，每年由联合国环境规划署确定一个主题，开展“世界环境日”的活动，其中1983年的主题是防治酸雨。,二氧化硫的用途：,制硫酸 漂白纸浆、毛、丝、草帽等 杀菌消毒,一分为二看问题！,练习：（1）在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是_溶液,加热时,溶液由红色逐渐变浅的原因是_,(2)在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液颜色变红，冷却后恢复无色，则原溶液可能是_溶液,加热时,溶液由无色变为红色的原因是_,2.把少量的SO2分别通入下列浓度相等的Ba(NO3)2溶液 Ba(OH)2溶液溶有氨的BaCl2溶液中.预计能观察到白色沉淀的溶液是( ) A. 和 B.只有 C. 和 D.全部,D,3.向含有FeCl3、BaCl2的酸性溶液中通入SO2气体会有沉淀产生,该沉淀是( ) A.BaSO4 B. FeS C.BaSO3 D. S,A,4.将等体积等物质的量浓度的氢硫酸、亚硫酸溶液各两份，先分别通入Cl2或O2，溶液的pH （y轴）与通入气体的物质的量（x轴）的关系如右图所视。曲线a、b、c、d能正确代表溶液pH的变化的是( ),a为氢硫酸中通入O2 b为亚硫酸中通入O2 C.c为氢硫酸中通入Cl2 D.d为亚硫酸中通入Cl2,AD,D,6.A.B.C.是中学化学中常见的三种化合物,它们各由两种元素组成.甲乙是两种单质,这些化合物和单质之间存在以下关系:,A.B.C.三种化合物中必含有乙元素的是_ (2)单质乙是_(填金属或非金属)理由是_ (3)单质乙的分子式是_,化合物B的分子式_,单质甲,化合物A,单质乙,化合物A和化合物C,单质乙和化合物C,化合物B,化合物B,A,B,非金属,S,H2S,与酸碱指示剂反应,与活泼金属反应,与碱性氧化物反应,与碱反应,与盐反应,Zn+ H2SO4(稀) = ZnSO4 + H2,CuO + H2SO4 (稀) = CuSO4+H2O,2NaOH + H2SO4 (稀) = Na2SO4+2H2O,BaCl2 + H2SO4 (稀) = BaSO4 +2HCl,H2SO4=2H+SO42-,使紫色石蕊试液变红,二元强酸，具有酸的通性,三、硫酸,稀硫酸的性质,颜 色 ：,状 态 ：,沸 点 ：,溶解度：,密 度 ：,无 色,油状液体,高沸点（338C）,比水大,难挥发,易溶于水，能与水以任意比混合，溶解时放出大量的热。,常用的浓硫酸质量分数为98.3%，其密度为1.84g/cm3，其物质的量浓度约为18.4mol/L,稀释浓硫酸时应该如何操作？,浓硫酸的性质,一、物理性质,二、浓硫酸的特性,、浓硫酸的吸水性,气体 ,浓硫酸,应用1：作气体干燥剂（氯气、氢气、二氧化碳等）,注：,浓H2SO4 不可干燥 NH3、 H2S 、 HBr、 HI等,可以吸收如：空气中的水分、物质中的现存水、结晶水合物中的结晶水等，形成硫酸的水合物。,应用 2：实验室快速制取HCl,浓盐酸中滴入浓硫酸,2、浓硫酸的脱水性 按水的组成脱去有机物中的氢、氧元素。,2)脱水性,-按水的组成脱去有机物 中的氢、氧元素,1)吸水性,-吸收现成的水,思考：吸水性和脱水性的区别？,原来没有水,浓硫酸能按水的组成比例脱去纸屑, 棉花,锯末等有机物中的氢氧元素,使这些有机物发生变化生成黑色的炭或其它含炭化合物。,黑面包实验,(1)与非金属单质反应：如：,思考1: 浓硫酸的作用？,思考2: 如何检验碳与浓硫酸反应生成物 ？,3、浓硫酸的强氧化性,C+2H2SO4(浓) CO2 +2SO2 +2H2O,S+2H2SO4(浓) 3SO2 +2H2O,(2)与金属反应：能氧化绝大多数的金属 如：,与氢前的金属反应一般也不产生氢气，如：,思考：浓硫酸体现了什么性质？,石蕊变红或品红褪色反应后试管底部有白色固体生成物的水溶液变蓝,思考：该实验的实验现象？,酸性和氧化性,随着反应进行，浓硫酸被消耗，且被生成的水稀释，最终变为为稀硫酸:,(1)若是浓硫酸与氢前金属Zn、Mg反应将先生成SO2，在硫酸变稀后将有H2生成；,(2)若是浓硫酸和铜反应，在硫酸变稀后，Cu片和稀硫酸都将剩余。,练习：50毫升18摩/升的硫酸中加入足量铜片并加热，充分反应后，被还原的硫酸的物质的量（ ）,A 0.9mol B 0.45mol C 0.45mol D 0.45mol,D,(3)使金属钝化： 由于浓H2SO4有强氧化性， 在常温下，可使某些金属如Fe、Al等表面因氧化生成一层致密的氧化物薄膜，阻止内部金属继续跟浓H2SO4反应，这种现象称为“钝化”。,应用：可用铁或铝制容器贮存浓硫酸。,(4)与还原性化合物反应：如： H2S、HBr、HI,H2SO4（浓）+H2S=S+SO2 +2H2O,H2SO4（浓）+2HI=I2+SO2+2H2O,H2SO4（浓）+2HBr =Br2+SO2+2H2O,因此实验室制取或干燥这些气体时不能使用浓硫酸！,与金属反应小结,在加热条件下，可与绝大多数金属反应（Au、Pt除外），产生的气体是SO2气体，不是H2 ；,常温下，浓硫酸可使铁、l钝化。,与金属反应时浓硫酸表现酸性和氧化性；,小结,浓硫酸的性质,物理性质,特 性,吸水性,脱水性,强氧化性,金属,非金属,高沸点 密度大 难挥发 易溶水,常温,加热,如何鉴别失去标签的稀硫酸和浓硫酸？请同学们提出尽可能多的方案。,讨论：,浓、稀硫酸的比较,硫酸的产量是衡量一个国家化工发展水平的标志,三、浓硫酸的用途：,怎样制取硫酸流程图,H2SO4,SO3,SO2,S,FeS2,H2O,O2,O2,O2,V2O5,概括为：三个阶段，三个方程，三个设备,4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2,高温,主要反应：,主要设备：,沸腾炉,炉 气,SO2 O2 N2,水蒸气,砷和硒的化合物,矿尘,使催化剂中毒,对设备和生产有不良影响,净化措施：,除尘,洗涤,干燥,1 . 二氧化硫的制取和净化,为什么要将黄铁矿粉碎成细小矿粒？,增大矿粉跟空气接触面积大，燃烧充分，燃烧快。,四、硫酸的工业法,接触法制硫酸,粉料口,炉气口去净化,出渣口Fe2O3,空气口,2 . 二氧化硫氧化成三氧化硫,接触室 （转化器）,400-500V2O5,为什么叫接触法呢？,主要反应：,主要设备：,二氧化硫与氧气是在催化剂的表面上接触时起反应的，接触室和接触法的名称由此而得。,净化后的原料气体冷,SO2,空气,SO2,SO3空气到吸收塔,净化后的原料气体热,催化剂,催化剂,逆向换热效果最佳,SO2接触氧化是一个可逆的放热反应，理论上在温度较低的条件下进行最为有利。但是温度较低时催化剂活性不高，反应速率低，从综合经济效益考虑对生产不利，所以生产中选择400500；同时该反应又是一个总体积缩小的气体反应，增大压强，SO2的转化率能提高，但SO2的平衡转化率提高的并不多，若加压必增加设备的耐压力，增大投资和能量消耗且在常压下和400500时S02的平衡转化率已经很高，故通常采用常压。,3 . 三氧化硫的吸收和硫酸的生成,吸收塔,SO3 + H2O = H2SO4, 为什么不用水而用硫酸来吸收三氧化硫？,三氧化硫与水化合时，放出大量热。易形成酸雾，不利于三氧化硫的吸收。产物叫发烟硫酸, 为什么硫酸厂的尾气不能直接排入大气？,由于尾气中含有二氧化硫，直接排入大气会造成污染。,主要反应：,主要设备：,SO3,浓H2SO4,超浓H2SO4,至尾气处理,生产过程中的“三废”及废热,（1）尾气吸收：2NH3H2O+SO2=(NH4)2SO3 (NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2+H2O,（2）污水处理：Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O,（3）废渣利用：黄铁矿矿渣可作为制造水泥的原料或用于制砖。含铁品位高的矿渣，经处理后可以炼铁,练习1.用含FeS275%的硫铁矿制硫酸,若煅烧时损失6%的硫,SO2氧化成SO3时损失2%的硫,要制取1t98%的浓硫酸,需这种硫铁矿多少吨?,练习2.将SO3溶解在浓H2SO4中所得到的H2SO4叫做发烟硫酸,通常以它的质量分数表示它的组成;现有0.1185g发烟硫酸,溶于水,能与0.125mol/LNaOH溶液20mL恰好完全中和,则式样中的SO3质量分数为( ) A.15% B.17% C.34% D.60%,A,练习3.使一定量的Zn与100ml 18.5 mol/L 浓H2SO4 充分反应， Zn完全溶解，同时生成标况下的气体22.4L，将反应后的溶液稀释至1L，测得H+的物质的量浓度为0.1 mol/L ，则加入的Zn的质量为（ ） A 130g B 65g C 37.5 g D 56g,B,五、SO42-的检验,先加足量稀盐酸，(若有SO32-、CO32-等离子则生成气体，若有Ag+则生成沉淀)，无现象,再加BaCl2或Ba(NO3)2 溶液,产生白色沉淀，证明有SO42-,六、几种重要的硫酸盐,制净水剂、发泡剂,KAl(SO4)2 KAl(SO4)2 12H2O 明矾,制农药、杀菌剂,CuSO4 CuSO4 5H2O,蓝矾、胆矾,常见的含硫矿物,硫磺 (S),黄铁矿(FeS2),石膏(CaSO42H2O),重晶石(BaSO4),芒硝(Na2SO410H2O),S S S S,-2,0,+4,+6,硫元素最高价(6)只有_，最低价(2)只具有_ ;中间价(0、4)既具有_，又具有_。 使硫元素由高价态向低价态转化需要加入_,而硫元素低价态向高价态转化需要加入_。,氧化性,还原性,还原性,氧化性,氧化剂,还原剂,七、硫和含硫化合物的相互转化,S,FeS,Na2SO4,H2SO4,SO3,Na2SO3,H2SO3,SO2,HgS,H2S,-2,0,+4,+6,含硫化合物的相互转化,BaSO4,硫及其化合物知识网络,转化关系图,FeS H2SO3 Na2S H2S S SO2 SO3 H2SO4 CuS Cu2S Na2SO3 Na2SO4 BaSO4,(1)氧化非金属(C、S等）：,氧化,体现浓硫酸的_性,(2)氧化金属：,实验现象：,不加热无明显变化加热后试管中铜片逐渐溶解直至消失，有气体产生，品红溶液褪色，反应后水溶液呈蓝色,