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专题优化总结专题优化总结专题专题4硫、氮和可持续发展硫、氮和可持续发展知 识 体 系 构 建知 识 体 系 构 建一、硫及其化合物间的转化关系一、硫及其化合物间的转化关系二、氮及其化合物间的转化关系二、氮及其化合物间的转化关系专 题 归 纳 整 合专 题 归 纳 整 合常见漂白剂的比较常见漂白剂的比较1具有漂白作用的物质，按其漂白原理可具有漂白作用的物质，按其漂白原理可分为三类：分为三类：(1)氧化型：即漂白剂本身是一种强氧化剂氧化型：即漂白剂本身是一种强氧化剂，它可以将有机色质内部的，它可以将有机色质内部的“生色团生色团”(实实际上是一种特殊的化学键际上是一种特殊的化学键)破坏掉而使之失破坏掉而使之失去原有的颜色去原有的颜色,这种漂白是彻底的、不可逆这种漂白是彻底的、不可逆的的.此类物质有此类物质有HClO、Ca(ClO)2、Na2O2、HNO3、H2O2、O3等强氧化性物质。等强氧化性物质。(2)加合型：即漂白剂与有机色质内部的加合型：即漂白剂与有机色质内部的“生色团生色团”发生加成反应，使有机色质失去原发生加成反应，使有机色质失去原有的颜色，但是如果加热或受到其他一些因有的颜色，但是如果加热或受到其他一些因素的影响，漂白剂从有机色质中脱离，使之素的影响，漂白剂从有机色质中脱离，使之又恢复原有的颜色，这种漂白是可逆的、不又恢复原有的颜色，这种漂白是可逆的、不彻底的，如彻底的，如SO2使品红溶液褪色，加热又恢使品红溶液褪色，加热又恢复原有的颜色复原有的颜色(SO2不漂白酸碱指示剂不漂白酸碱指示剂)。 (3)吸附型：某些固体物质本身没有氧化性，也不能和有色物质发生化学反应，但这些物质的固体疏松、多孔,具有较大的比表面积,可以吸附某些其他有色物质，这种漂白称为吸附性漂白，实质发生了物理变化，如活性炭等。 2HClO和SO2的漂白原理、现象及漂白效果的比较 HClO具有强氧化性，能将有色物质氧化成无色物质，此时无色物质不能恢复成原来的颜色。SO2的漂白是SO2先跟水反应生成H2SO3，H2SO3又跟有色物质结合成不稳定 的无色物质，在一定条件下(如加热、光照 等)又能恢复成原来的颜色。 HClO能漂白的物质种数多，SO2能漂白的物质种数较少,SO2能漂白的常见物质有品红、纸浆、毛、丝、草帽等。 Cl2和SO2通入品红溶液和石蕊试液的现象对比如下： 将Cl2和SO2混合后，混合物的水溶液漂白能力将减弱，甚至可能完全丧失，因为发生反应： Cl2SO22H2O=2HClH2SO4 当n(Cl2) n(SO2)1 1时，混合物没有漂白性，只有酸性。 特别提醒 漂白是指使有机色质褪色，漂白剂不一定能使无机色质(如KMnO4、CuSO45H2O等)褪色，即使能使无机色质褪色，也不称漂白作用(如SO2使KMnO4酸性溶液褪色)。例例1 某学校课外活动小组利某学校课外活动小组利用图示装置分别做如下实验：用图示装置分别做如下实验：在试管中注入某无色溶液，在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变加热试管，溶液颜色逐渐变深至红色，冷却后恢复无色，则原溶液可能深至红色，冷却后恢复无色，则原溶液可能是是_溶液；加热时溶液由无色逐渐变溶液；加热时溶液由无色逐渐变红的原因是红的原因是_。【解析】【解析】注入的溶液是无色的，当加热时注入的溶液是无色的，当加热时溶液颜色由无色逐渐变深至红色，说明加入溶液颜色由无色逐渐变深至红色，说明加入的溶液为的溶液为SO2漂白后的品红溶液；当加热时漂白后的品红溶液；当加热时,不稳定的无色加合物分解放出不稳定的无色加合物分解放出SO2气体，溶气体，溶液变为红色；冷却时液变为红色；冷却时SO2又溶解于品红溶液又溶解于品红溶液中使其褪色。中使其褪色。【答案】【答案】SO2漂白后的品红溶液漂白后的品红溶液不稳定不稳定的加合物受热分解放出的加合物受热分解放出SO2气体气体巩固练习巩固练习1已知：已知：SO2中中S元素的化合价为元素的化合价为4价价，既可以升高为，既可以升高为6价，又可以降低为价，又可以降低为0价，价，因此因此SO2既有氧化性又有还原性。既有氧化性又有还原性。SO2能与能与氯氯水、溴水、碘水等发生如下类型的反应：水、溴水、碘水等发生如下类型的反应：SO2X22H2O=2HXH2SO4(其中其中X2表表示示Cl2、Br2、I2)。SO2具有漂白性：具有漂白性：SO2能与某些有机色质化能与某些有机色质化合生成不稳定的无色物质，该无色物质在受合生成不稳定的无色物质，该无色物质在受热条件下又会变为原来的有色物质，但热条件下又会变为原来的有色物质，但SO2不能漂白酸碱指示剂。不能漂白酸碱指示剂。根据以上信息，回答下列问题。根据以上信息，回答下列问题。(1)二氧化硫能使浸过溴水的滤纸褪色，这说二氧化硫能使浸过溴水的滤纸褪色，这说明了明了()ASO2的漂白性的漂白性B溴的挥发性溴的挥发性CSO2的氧化性的氧化性 D溴的氧化性溴的氧化性 (2)将二氧化硫通入品红溶液，可以看到_ _，这体现了二氧化硫的_性；将氯气通入另一份品红溶液，可以看到_ _，这是因为_。 (3)若在相同状况下,将1体积SO2和1体积Cl2同时通入品红溶液,可观察到品红溶液() A立刻褪色 B慢慢褪色 C先褪色，后复原 D颜色不褪(4)上述现象的原因是上述现象的原因是_(用离子方用离子方程式表示程式表示)。解析：题中信息告诉我们，二氧化硫漂白的解析：题中信息告诉我们，二氧化硫漂白的对象首先是有机物，二氧化硫使溴水褪色不对象首先是有机物，二氧化硫使溴水褪色不能说明二氧化硫有漂白性，只能说明二氧化能说明二氧化硫有漂白性，只能说明二氧化硫有还原性，溴有氧化性。等物质的量的硫有还原性，溴有氧化性。等物质的量的SO2与与Cl2同时通入品红溶液中，可观察到颜色不同时通入品红溶液中，可观察到颜色不会褪去，会褪去，而会发生反应而会发生反应SO2Cl22H2O=H2SO42HCl，该反应快、彻底，而生成的，该反应快、彻底，而生成的H2SO4和和HCl无漂白性。无漂白性。 硫元素单质及其化合物的性硫元素单质及其化合物的性质质1考试的重点有氧气、臭氧和硫单质的物考试的重点有氧气、臭氧和硫单质的物理性质和化学性质、硫及其化合物之间的相理性质和化学性质、硫及其化合物之间的相互转化关系等。对于硫化氢、二氧化硫主要互转化关系等。对于硫化氢、二氧化硫主要考查其还原性，如硫化氢与氧气反应前后的考查其还原性，如硫化氢与氧气反应前后的体积变化、硫化氢与氧气反应的有关图像分体积变化、硫化氢与氧气反应的有关图像分析等，同时还会涉及二氧化硫的漂白性以及析等，同时还会涉及二氧化硫的漂白性以及酸性氧化物的通性。酸性氧化物的通性。浓硫酸的性质、硫酸根离子的检验、硫酸工浓硫酸的性质、硫酸根离子的检验、硫酸工业与环境保护等也是常考点。业与环境保护等也是常考点。 2硫元素发生氧化还原反应的规律硫元素发生氧化还原反应的规律(1)邻位转化规律邻位转化规律就近找化合价就近找化合价硫元素的主要化合价有硫元素的主要化合价有2、0、4、6，当硫元素与其他元素之间发生氧化还原反应当硫元素与其他元素之间发生氧化还原反应时，硫元素的化合价一般向着它邻近的价态时，硫元素的化合价一般向着它邻近的价态变化。变化。例例2【解析】【解析】需要加入还原剂才能实现的反应需要加入还原剂才能实现的反应应为氧化剂发生的还原反应，根据应为氧化剂发生的还原反应，根据“还原剂还原剂升失被氧化升失被氧化,氧化剂降得被还原氧化剂降得被还原”推得答案推得答案,同时注意硫单质的歧化反应，同时注意硫单质的歧化反应，即从即从SNa2S 不一定需要加入还原剂，此变不一定需要加入还原剂，此变化也可实现。化也可实现。【答案】【答案】B 巩固练习 2某研究小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时,利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。 (1)请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式：SO22NaOH=_。 (2)反应Cl2Na2SO32NaOH=2NaClNa2SO4H2O中的还原剂为_。设计实验方案，进行实验。请写出实验步设计实验方案，进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：3 molL1 H2SO4、1 molL1 NaOH、0.01 molL1 KMnO4、淀粉、淀粉KI溶液、紫色石蕊溶液、紫色石蕊试液。试液。实验步骤实验步骤预期现象和结论预期现象和结论步骤步骤1：取少量吸收液于试管中，滴：取少量吸收液于试管中，滴加加3 molL1 H2SO4至溶液呈酸性，然至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于后将所得溶液分置于A、B试管中。试管中。步骤步骤2：步骤步骤3：步骤步骤2：向：向A试管中滴加试管中滴加12滴滴0.01 molL1KMnO4溶液。溶液。(1)若溶液褪色，则假设若溶液褪色，则假设1成立成立；(2)若溶液不褪色，则假设若溶液不褪色，则假设2或或3成立。成立。步骤步骤3：向：向B试管中滴加试管中滴加12滴淀粉滴淀粉KI溶液。溶液。(1)若溶液变蓝色，则假设若溶液变蓝色，则假设3成成立立;(2)若溶液不变蓝色，结合步若溶液不变蓝色，结合步骤骤2中的中的(2)，则假设，则假设2成立。成立。氮元素单质及其化合物氮元素单质及其化合物 1涉及含氮化合物的题目在高考中出现率极高,尤其是NOx对环境和人体健康的影响, NH3、铵盐、硝酸的性质几乎年年出现。上述内容一般以选择题、填空题和框图题等形式进行考查。 2. 学习氮的化合物中存在的误区 在学习氮的化合物的过程中，往往只注意一些规律性的东西，而忽略了其中的特殊性，从而导致思维认识误区。 误区一 氮气的化学性质不活泼，故氮元素是不活泼的非金属元素。 辨析：判断元素非金属性的强弱可以从其气态氢化物的稳定性、 最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱等方面进行。常温下氨很稳定，不易分解(或者硝酸是强酸)，故氮元素是活泼的非金属元素。 误区二 氨水中含量最多的粒子是NH3分子;氨水中溶质的浓度越大，则溶液的密度也越大。 某兴趣小组用下图所示装置探究氨的催化氧化： (1)氨催化氧化的化学方程式为 _。例例3 (2)为保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3应装入_；若取消3，在4中仅观察到大量白烟，原因是_。 (3)为实现氨催化氧化，也可用装置5替换装置_(填装置代号)；化合物X为 _(只写一种)，Na2O2的作用是_。【解析】本题是一道综合性较强的实验题。【解析】本题是一道综合性较强的实验题。氨的催化氧化，首先要制备氨的催化氧化，首先要制备NH3和和O2，可得，可得出装置出装置1的作用：制备的作用：制备NH3和和O2。在装置。在装置2中中NH3和和O2在催化剂、加热条件下，反应生成在催化剂、加热条件下，反应生成NO和和H2O。(2)利用装置利用装置3除去除去H2O与与NH3，在装置，在装置4中中NO被氧化为被氧化为NO2。若取消装置。若取消装置3，在装置，在装置4中中NO与与O2反应生成反应生成NO2，NO2与水反应生成与水反应生成HNO3，NH3与与HNO3反应反应生成了生成了NH4NO3。(3)装置装置5是制备是制备NH3和和O2。 巩固练习 3下列各项叙述正确的是(双选)() A.浓硝酸中滴入紫色石蕊试液，微热，溶液先变红，后褪色 B.Al(OH)3与浓硝酸反应表现了浓硝酸的酸性 CFeO与浓硝酸反应属于复分解反应 D.单质炭和浓硝酸加热，生成的气体为CO2和NO的混合物解析：选解析：选AB。浓硝酸的特性是强氧化性和。浓硝酸的特性是强氧化性和不稳定性，根据硝酸的通性和特性逐项分析不稳定性，根据硝酸的通性和特性逐项分析进行判断。浓硝酸具有强氧化性，表现在能进行判断。浓硝酸具有强氧化性，表现在能使石蕊试液褪色，能与金属单质、非金属单使石蕊试液褪色，能与金属单质、非金属单质反应质反应,能与还原性离子如能与还原性离子如Fe2等反应等反应.硝酸硝酸的酸性表现在能使石蕊试液变红，能与碱、的酸性表现在能使石蕊试液变红，能与碱、碱性氧化物反应生成盐和水。碱性氧化物反应生成盐和水。A项表现了浓项表现了浓硝酸的酸性和强氧化性；硝酸的酸性和强氧化性；B项是中和反应，只表现硝酸的酸性；项是中和反应，只表现硝酸的酸性；C项项应是氧化还原反应，应是氧化还原反应，FeO被氧化；被氧化；D项，生项，生成的气体为成的气体为CO2和和NO2。4对实验对实验的实验现象预测正确的是的实验现象预测正确的是(双选双选)() A实验：液体分层，下层呈无色 B实验：烧杯中先出现白色沉淀，后溶解 C实验：试管中溶液颜色变为血红色 D实验：放置一段时间后，饱和CuSO4溶液中出现蓝色晶体解析：选解析：选CD。A项，项，CCl4的密度比水大，的密度比水大，上层为水层，呈无色，下层为上层为水层，呈无色，下层为CCl4层，呈紫层，呈紫红红色；色；B项，项，Al(OH)3不能溶于弱碱；不能溶于弱碱；C项，项，Fe3和和SCN结合成结合成Fe(SCN)3，而显血红色，而显血红色;D项，项，CaO不断吸收试管中的水蒸气，导致不断吸收试管中的水蒸气，导致CuSO4从溶液中结晶，生成从溶液中结晶，生成CuSO45H2O。5某研究性学习小组的一个课题是某研究性学习小组的一个课题是“NO2能否支持木条的燃烧能否支持木条的燃烧”。由于实验室中没有。由于实验室中没有现成的现成的NO2气体，该小组的同学设计了两个气体，该小组的同学设计了两个方案，方案一如图甲所示，方案二如图乙所方案，方案一如图甲所示，方案二如图乙所示。请回答下列问题。示。请回答下列问题。(1)方案一：实验开始后木条上的火星逐渐方案一：实验开始后木条上的火星逐渐熄灭熄灭,有的同学得出有的同学得出“NO2不能支持木条燃烧不能支持木条燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确？的结论。你认为这一结论是否正确？ _ (填填“正确正确”或或“不正确不正确”)；理；理由是由是_。(2)硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，该反应的化学方程式是二氧化氮和氧气，该反应的化学方程式是_。(3)方案二：当集气瓶中充满红棕色气体时，方案二：当集气瓶中充满红棕色气体时，木条复燃了，有的同学得出木条复燃了，有的同学得出“NO2能支持木能支持木条燃烧条燃烧”的结论的结论.你认为这一结论是否正确？你认为这一结论是否正确？_(填填“正确正确”或或“不正确不正确”)；理由；理由是是_。(4)为了更直接说明为了更直接说明“NO2能否支持木条燃烧能否支持木条燃烧”这一问题，请你重新设计一个简单的实验方这一问题，请你重新设计一个简单的实验方案，简述实验原理和主要操作案，简述实验原理和主要操作_。(3)方案二的产物中存在方案二的产物中存在O2，且，且NO2和和O2的的比例接近于空气中比例接近于空气中N2和和O2的比例，木条在的比例，木条在空气中不能复燃，而在空气中不能复燃，而在NO2和和O2的混合气体的混合气体中可以复燃，说明起作用的是中可以复燃，说明起作用的是NO2。(4)可以收集一瓶纯净而干燥的可以收集一瓶纯净而干燥的NO2气体，将气体，将带火星的木条插入其中，看是否复燃。带火星的木条插入其中，看是否复燃。
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