2019-2020年高考化学 硫、氮及其化合物复习试题.doc

2019-2020 年高考化学 硫、氮及其化合物复习试题 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） 2Al+3S Al2S3（制取 Al2S3的唯一途径） Fe+S FeS（黑色） 2Cu + S Cu2S（黑色） 与非金属反应 S+O2 SO2 S+H2 H2S（说明硫化氢不稳定） 与化合物的反应 S+6HNO3（浓） H2SO4+6NO2+2H 2O S+2H2SO4（浓） 2SO 2+2H 2O 3S+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。 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 = H2SO4 + 2HCl SO 2也有一定的氧化性 2H 2S + SO2 = 3S +2H 2O SO 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) = Na 2SO3 + 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。 （3）比较 SO2与 CO2、SO 3 SO2 CO2 SO3 主要物性 无色、有刺激性气体、易液化易溶 于水(1:40) 无色、无气味气体能溶于水 (1:1) 无色固体.熔点（16.8） 与水反应 SO2+H2O H2SO3 中强酸 CO2+H2O H2CO3 弱酸 SO3+H2O=H2SO4(强酸) CO2 CO 2 加热 加热 加热 加热 点燃 加热 加热 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+2H 2O CO2+2Mg = 2MgO+C CO2+C = 2CO 还原性 有 无 与 Na2O2作用 Na2O2+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、SO 3+H2O=H2SO4；液相反应： SO2+H2O=H2SO3、2H 2SO3+O2=2H2SO4。总反应： 32524MnFeCuVSOHSO 、 、 、 硝酸型酸雨的形成过程为：2NO+O 2=2NO2、3NO 2+H2O=2HNO3+NO。 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： SO2+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：SO 2+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=S+CO2 4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： SO2 SO2 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。 2、硫酸的工业制法接触法： 1、生产过程 2尾气处理： 氨水 (NH 4)2SO3 (NH4)2SO4+ SO2 NH4HSO3 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 kJ/mol 2SO2(g)O 2(g) 2SO3(g)； H-196.6 kJ/mol SO3(g)H 2O(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.O2 SO2、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 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 C2H5OH 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 2、氮的循环： 3、氮及其化合物的衍变关系： NH3 N 2 NONO 2HNO 3NH 4NO3NH 3 NH3H2ONH4+、OH 4、氮氧化物： 各种价态氮氧化物：（N 2O） 、 （NO） 、 （N 2O3） 、 （NO 2、N 2O4） 、 （N 2O5） ，其中 N2O3和 N2O5分别是 HNO2和 HNO3的酸酐。 气态的氮氧化物几乎都是剧毒性物质，在太阳辐射下还会与碳氢化物反应形成光化学烟雾。 NO 和 NO2性质比较 NO：一种无色气体，难溶于水，不成盐氧化物。常温下，极易被氧化为 NO2：2NO+O 2=2NO2 NO2：一种有刺激性气味的红棕色气体,溶于水后与水反应：3NO 2+H2O=2HNO3+NO 5、硝酸的重要特性：强氧化性： 浓、稀硝酸在与活泼或不活泼金属发生反应时，硝酸中被还原，一般不产生氢气。 浓、稀硝酸与活泼金属反应时，被还原，所得产物可以是（NO 2）、（NO）、（N 2O）、（N 2）或（NH 3），鉴于 反应复杂，中学对活泼金属与浓、稀硝酸的反应不做要求。 浓、稀硝酸与金属铜的反应：Cu+4HNO 3(浓)=Cu(NO 3)2+2NO2+2H 2O、3Cu+8HNO 3(稀)=3Cu- (NO3)2+2NO+4H 2O。以上反应中，硝酸表现出氧化性同时还表现出酸性。其他不活泼金属类似于铜与浓、稀硝酸反应。 注意：一定量的浓硝酸与足量的铜发生反应时，硝酸会由浓变稀，往往得到的是 NO 和 NO2的混合气体。 浓硝酸与碳的反应：C+4HNO 3（浓）CO 2+NO 2+2H 2O。硝酸只表现出氧化性。 在浓硝酸中滴加几滴石蕊试液、微热，先变红、后褪色，说明浓硝酸的酸性及氧化性。 冷的浓硝酸在常温下使铁、铝等活泼金属发生钝化(在其表面因氧化生成一层致密的氧化膜)。常温时，常把浓硝酸 存放在铁质、铝质密闭容器里。但若加热，则会剧烈反应。 王水：浓硝酸与浓盐酸的混合物，其体积比为 1:3。可溶解金、铂、钛等金属。 7、NH 4+的检验方法： 8、光化学烟雾： 氮氧化物（NOx）和碳氢化合物（HC）在大气环境中受到强烈的太阳紫外线照射后，发生复杂的化学反应，主要 生成光化学氧化剂（主在是 O3）及其他多种复杂的化合物，这是一种新的二次污染物，统称为光化学烟雾。光化学烟 雾主要发生在阳光强烈的夏、秋季节。