三节氧硫及其化合物

1 第三节 氧 、 硫及其化合物 2 基础知识回顾 一 、 硫 硫是一种淡黄色不溶于水的固体 ， 俗称 硫黄 。 它有氧化性 ， 如： H2+S=H2S,Fe+S=FeS; 也有还原性，如： S+O2=SO2。是重要的 化工原料，制硫酸、农药、火药、药品等。 点燃 3 二 、 二氧化硫的性质和应用 1.物理性质颜色：无色 ， 气味：有刺激 性气味 ， 毒性：有毒 ， 密度：比空气大 ， 溶 解性：易溶于水 。 2.化学性质 (1)酸性氧化物通性 与 H2O反应： SO2+H2O H2SO3。 与碱性氧化物反应： 与 CaO的反应为 CaO+SO2=CaSO3。 4 与碱反应 与足量 NaOH溶液的反应为 与某些弱酸盐溶液反应： 与 Na2CO3溶液反应： NaOH+SO2=NaHSO3 Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2 与少量 NaOH溶液的反应 : 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O。 5 (2)还原性 SO2 能被 O2 、 X2 （ Cl2 、 Br2 、 I2)、 KMnO4（ H+） 溶液等氧化剂氧化 。 与 O2反应： SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX . , 该反应为可逆反应。 与 X2反应： . 。 2SO2+O2 2SO3 催化剂 6 (3)氧化性 与 H2S反应： 2H2S+SO2=3S+2H2O (4)漂白性原理： SO2可与某些有色物质 生成不稳定的无色物质而起漂白作用 ， 见光 、 加热或长时间放置 ， 不稳定物质又分解为原 有色物质和 SO2。 3.实验室制法 Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2+H2O Cu+2H2SO4(浓 )= CuSO4+SO2+2H2O 7 4.酸雨的形成 （ 1） 形成过程：化石燃料 的燃烧 、 含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产 等过程中产生的二氧化硫 ， 在光照 、 烟尘中 的金属氧化物等作用下 ， 与氧气反应生成三 氧化硫 ， 三氧化硫溶于雨水后形成硫酸 。 反 应方程式： SO3+H2O=H2SO4 2H2SO3+O2=2H2SO4 2SO2+O2 2SO3 催化剂 SO2+H2O H2SO3 . 、 . 。 . 、 . 、 8 (2)主要危害： 使水体 、 土壤酸化 ， 影响鱼类 、 农作物及树木生长 。 腐蚀建筑 物 、 雕塑等 。 (3)防治方法： 从消除污染源入手 ， 研发新能源 ， 如太阳能 、 氢能 、 核能等 。 对含硫燃料进行脱硫处理；对工业生产中产 生的 SO2进行处理或回收利用 。 9 三 、 硫酸的制备和性质 1.硫酸的制备 接触法制 H2SO4是目前工业上采用的主 要方法 ， 包含三个步骤： (1)硫黄 （ 或含硫矿石如 FeS2)在沸腾炉 中燃烧 ， 化学方程式为 : (2)SO2的催化氧化： S+O2 = SO2 高温 （或 4FeS2+11O2 = 2Fe2O3+8SO2） 高温 2SO2+O2 2SO3 催化剂 . 。 . 。 . . 10 (3)SO3的吸 收： 。 SO3+H2O=H2SO4 硫酸的工业生产原理： 含硫矿物 硫 用空气 使燃烧 SO 2 O2、催化剂 SO3 H2O H 2SO4 11 2.H2SO4的性质 (1)物理性质 H2SO4是具有不挥发性 、 高沸点的二元 强酸 。 纯净的硫酸为无色 、 油状液体 ， 密度 比水大 （ 98%浓 H2SO4密度为 184 g/cm3)， 可以任意比例溶于水 ， 溶解过程中伴随着放 热现象 。 因此 ， 浓 H2SO4稀释时 ， 只能将浓 H2SO4沿器壁注入水中 ， 并不断搅拌散热 。 12 (2)化学性质 硫酸是强电解质 ， 在水溶液中发生电离的 方程式为 H2SO4=2H+SO42-， 其具有酸的通性 ， 能与 、 、 、 、 A .等物质发生反应 。 指示剂 金属 碱性氧化物 碱 盐 13 浓硫酸具有的特性有： 强氧化性 常温下 ， Fe、 Al遇浓硫酸会发生钝化现 象 。 但热的浓硫酸能氧化大多数金属 （ 除金 、 铂外 ） 、 非金属单质及一些还原性化合物 。 例如： 在这些氧化还原反应中，硫酸的还原产 物一般为 SO2。 2HI+H2SO4(浓 )=I2+SO2+2H2O C+2H2SO4(浓 ) =CO2+2SO2+2H2O Cu+2H2SO4(浓 )= CuSO4+SO2+2H2O 14 吸水性 浓硫酸能吸附物质中存在的水分 。 H2SO4(浓 )+nH2O=H2SO4nH2O 利用此性质可用浓硫酸作干燥剂 ， 干燥 一些不与硫酸反应的气体 ， 通常用洗气装置 。 如可用浓硫酸干燥 O2、 H2、 CO2、 Cl2、 HCl、 SO2、 CO、 CH4、 C2H2等气体 。 15 脱水性： 指浓硫酸将有机物里的氢 、 氧原子按 2 1的个数比例脱去 ， 生成水的性质 。 如： CH3CH2OH CH2CH2+H2O 浓硫酸 170 C12H22O11 12C+11H2O 浓硫酸 四 、 硫酸根离子的检验检验 SO42-时要避 免 Ag+、 CO32-、 SO32-等离子的干扰 。 被检液 加足量盐酸酸化取清液滴加 BaCl2溶液有无白 色沉淀 （ 有无 SO42-） 16 五 、 几种重要的硫酸盐 结晶水合物 俗称 色态 主要用途 硫酸 钙 CaSO42H2O 生石膏 、石膏 白色 固体 制粉笔 、 模型 、 石膏绷 带 、 调节水 泥凝固时间 2CaSO4H 2O 熟石膏 白色 固体 硫酸 钡 BaSO4 重晶石 白色 固体 白色颜料 、 医用 “ 钡餐 ” 硫酸 铜 CuSO45H2O 胆矾 、 蓝矾 蓝色 晶体 制农药 玻尔多液 硫酸 铝钾 KAl(SO4)212 H2O 明矾 无色 晶体净水剂 17 重点知识归纳 一 、 SO2和 CO2的比较 SO2 CO2 物 理 性 质 气味 有刺激性气味 无味 毒性 有毒 无毒 溶解性 易溶 可溶 化 学 性 质 与水的 反应 SO2+H2O H2SO3 CO2+H2O H2CO3 18 SO2 CO2 化 学 性 质 与 碱 的 反 应 SO2气体通入澄清的 石灰水中 ， 先生成沉 淀 ， 当气体过量时沉 淀又溶解： Ca(OH)2+SO2= CaSO3+H2O CaSO3+SO2+H2O= Ca(HSO3)2 CO2气体通入澄清石灰水 中 ， 先生成沉淀 ， 当气 体过量时沉淀又溶解： Ca(OH)2+CO2= CaCO3+H2O CaCO3+CO2+H2O= Ca(HCO3)2 弱 氧 化 性 SO2+2H2S=3S+2H2 O CO2+C = 2CO 19 SO2 CO2 化 学 性 质 还 原 性 二氧化硫能被酸性高锰酸钾 、 氯 水 、 溴水 、 碘水等氧化剂氧化： X2+SO2+2H2O=H2SO4+2HX （ X=Cl， Br,I) 无 漂 白 性 有 ， 不稳定 无 催化剂 2SO 2+O2 2SO3 20 二 、 漂白性 SO2能和某些有色物质化合生成不稳定 的无色物质 ， SO2和 Cl2虽都有漂白性 ， 但漂 白原理和现象不同：氯气的漂白原理是由于 溶于水生成次氯酸具有强氧化性 ， 将有色物 质氧化成无色物质 ， 褪色后不能恢复原来的 颜色；而 SO2由于形成不稳定的无色化合物 ， 褪色后在一定的条件下又能恢复原来的颜色 。 如： 21 品红溶液 通入 Cl2 通入 SO2 褪 色 加热 红色 褪色 加热 不显红色 紫色石蕊试液 通入 SO2 很快变成红色 通入 Cl2 立即变红随即变为无色 22 三 、 氧气和臭氧 氧气 、 臭氧互为同素异形体 ， 它们的差异 ： 氧气 (O2) 臭氧 (O3) 物理性质 (色 、 态 、 味 ) 无色 无味气体 无色特殊臭 味气体 化学性质 较强的氧化剂 强氧化剂 制取方法 3O2 2O3 用途 供给呼吸 ， 化工原料 氧化剂 、 消毒 、 漂白等 2KClO3 2KCl+3O2 MnO2 放电 2H2O2 2H2O+O2 MnO2 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 23 （ 考查环境污染和环境保护知 识 ） 导致下列现象的主要原因与排放 SO2有 关的是 ( ) A.酸雨 B.光化学烟雾 C.臭氧空洞 D.温室效应 A 24 （ 考查 SO2和亚硫酸盐的性质 ） 下列说法错误的是 （ ） A.Na2SO3与 BaCl2溶液作用 ， 有白色沉 淀生成 ， 加稀硝酸后沉淀不能完全消失 B.将 SO2气体通入 Ba（ OH） 2溶液中有 白色沉淀生成 C.将 SO2气体通入 BaCl2溶液中有白色 沉淀生成 D.将 SO2气体通入用硝酸化的 BaCl2溶 液中有白色沉淀生成 C 25 (考查硫酸的性质 )向 50mL18 mol/L的 H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热 。 充分反应后 ， 被还原的 H2SO4的物质的量 ( ) A.小于 0.45 mol B.等于 0.45 mol C.在 0.45 mol和 0.90 mol之间 D.大于 0.90 mol A