B版浙江鸭专用2019版高考化学总复习第三部分专题十二硫氮和可持续发展课件.ppt

专题十二硫 氮和可持续发展 化学 浙江选考专用 考点一含硫化合物的性质和应用 考点清单 知识梳理一 硫及其重要化合物1 硫硫 2 二氧化硫 酸 特别提醒 中学常见的四大还原性离子还原性 S2 S I Fe2 1 易被空气中的O2氧化而变质 2 易被酸性KMnO4溶液 HNO3 溴水 氯水 Fe3 不氧化Fe2 漂 3 硫酸硫 白粉溶液等氧化 3 SO2 H2SO3 Na2SO3均有还原性 4 H2S S2 HS 均有还原性 4 几种重要的硫酸盐 二 S和S的检验1 S的检验检验S的正确操作为 被检液取清液有无白色沉淀 判断有无S 特别提醒 检验S时要防止其他离子的干扰 1 Ag 干扰 先用盐酸酸化 能防止Ag 干扰 因为Ag Cl AgCl 2 C S干扰 因为BaCO3 BaSO3也是白色沉淀 与BaSO4白色沉淀不同的是这些沉淀能溶于强酸 因此检验S时 必须用盐酸酸化 不能用HNO3 H2SO4 酸化 例如 BaCO3 2H H2O CO2 Ba2 所用钡盐不能用Ba NO3 2溶液 因为在酸性条件下 S HS SO2等会被溶液中的N氧化为S 从而得出错误的结论 2 S的检验向溶液中加入盐酸 将产生的气体通入品红溶液中红色褪去 或加入氯化钡溶液生成白色沉淀 加入盐酸 沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体 S 2H SO2 H2O或S Ba2 BaSO3 BaSO3 2H Ba2 SO2 H2O 三 硫酸的工业制法 接触法 四 硫及其化合物的相互转化五 环境污染与保护1 环境污染环境污染主要包括大气污染 水污染 土壤污染等 还包括固体废弃物 放射性 噪声等污染 酸雨是造成环境污染的罪魁祸首之一 1 酸雨 大气中的二氧化硫和二氧化氮等溶于水后形成酸性溶液 随雨雪降下 就可能形成酸雨 酸雨的pH小于5 6 2 硫酸型酸雨的形成途径途径1 在空气中飘尘的催化作用下发生反应2SO2 O22SO3 SO3 H2OH2SO4 途径2 SO2 H2OH2SO3 2H2SO3 O22H2SO4 写反应方程式 3 酸雨的危害 直接破坏农作物 森林 草原 使湖泊酸化 加快建筑物的腐蚀等 4 酸雨的防治措施 a 调整能源结构 b 原煤脱硫 c 改进燃烧技术 d 对煤燃烧后的烟气脱硫 e 开发氢能 风能 太阳能等清洁 能源 f 严格控制SO2的排放等 2 空气质量监测空气质量日报的主要内容包括 空气污染指数 空气质量级别 空气质量状况 首要污染物 等 目前计入空气污染指数的项目暂定为 二氧化硫 一氧化碳 二氧化氮 臭氧 可吸入颗粒物等 考点二生产生活中的含氮化合物 知识梳理一 氮气和氮的氧化物1 氮气 1 氮的固定使空气中 游离态的氮转化为 化合态的氮的过程 2 氮气的性质1 物理性质纯净的N2是一种无色无味的气体 难溶于水 在空气中约占空气体积的 4 5 2 化学性质通常情况下 N2化学性质很稳定 只在高温 放电 催化剂等条件下才 能发生一些化学反应 a 与H2反应 N2 3H22NH3 b 与O2反应 N2 O22NO 2 氮的氧化物氮有多种氧化物 主要有 N2O NO N2O3 NO2 N2O5和N2O4等 其中N2O3是HNO2的酸酐 HNO3的酸酐是N2O5 一氧化氮在常温下很容易与空气中的氧气反应 化学方程式为2NO O22NO2 NO与NO2的性质比较 二 氨和铵盐1 氨的结构与性质 1 结构 电子式为H H 分子空间构型为三角锥形 2 物理性质 无色 有刺激性气味的气体 密度比空气小 易液化 极易溶于水 3 化学性质1 与水反应NH3 H2ONH3 H2ON OH NH3是中学化学中唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 常用此性质检验NH3 2 与氧气反应 氨的催化氧化 4NH3 5O24NO 6H2O 写化学方程式 2 铵盐的性质和N的检验 1 铵盐的性质 1 易溶于水的离子化合物2 与碱反应N OH NH3 H2O3 受热分解NH4ClNH3 HCl 4 水解反应N H2ONH3 H2O H 2 N的检验1 取样品与碱共热 用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体 观察试纸是否变蓝 2 取样品与碱共热 用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验产生的气体 观 察是否有白烟产生 3 氨气的制法 1 氨气的实验室制法1 原理 铵盐与碱共热 产生氨气 实验室常用药品为NH4Cl和Ca OH 2 反应方程式为 2NH4Cl Ca OH 2CaCl2 2NH3 2H2O 2 制取装置 固 固反应加热装置 发生装置如下图所示 3 收集 由于氨气极易溶于水 密度比空气小 所以用向下排空气法收集 4 检验 a 用湿润的红色石蕊试纸 变蓝 b 将蘸有浓盐酸的玻璃棒接近试管口 产生白烟 5 棉花团的作用 在收集NH3的试管口放置一团松软的干棉花 是为了防 止试管内的NH3与试管外的空气形成对流 以便在较短时间内收集到较为纯净的氨气 6 几点说明a 制取NH3宜用NH4Cl 不宜用 NH4 2SO4 NH4HCO3 NH4NO3等 b 消石灰不能用KOH或NaOH代替 因后两者易吸湿 易结块 不利于产生NH3 且高温下腐蚀试管 c 干燥氨气不能用P2O5和浓硫酸 也不能用无水CaCl2 8NH3 CaCl2CaCl2 8NH3 通常用碱石灰干燥氨气 d 欲快速制NH3可将浓氨水滴入固体NaOH或生石灰中 其装置如图所示 2 氨气的工业制法N2 3H22NH3 反应条件 铁触媒作催化剂 压强20 50MPa 温度450 左右 工业流程 三 硝酸1 物理性质纯硝酸是无色 易挥发 有刺激性气味的液体 能跟水以任意比互溶 工业硝酸的质量分数约为69 常因溶有少量 NO2而略显黄色 2 化学性质 1 酸的通性 但与活泼金属反应时不能生成H2 2 不稳定性 化学方程式为 4HNO34NO2 O2 2H2O 久置的浓硝酸因发生上述反应而呈黄色 故实验室保存浓硝酸应注意 低温 避光 密封 3 强氧化性1 能与除Au Pt等少数金属以外的金属反应 如Cu与浓 稀硝酸均可反应 化学方程式分别为 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 有些金属 如Fe Al等 在冷的浓硝酸中发生钝化 2 与不活泼的木炭反应的化学方程式为 C 4HNO3 浓 CO2 4NO2 2H2O 3 与某些还原性化合物如FeO反应的化学方程式为 3FeO 10HNO33Fe NO3 3 NO 5H2O 3 硝酸的工业制法 1 反应原理 4NH3 5O24NO 6H2O 氧化炉 转化器 中进行 2NO O22NO23NO2 H2O2HNO3 NO 吸收塔中进行 2 生产流程及设备 4 用途制化肥 炸药 染料等 名师点睛 1 溶液酸碱性对N性质的影响在溶液中N几乎与所有离子能大量共存 但当溶液的酸性较强时相当于形成硝酸溶液 具有还原性的某些离子则不能与其大量共存 如N H Fe2 中任意两者都能大量共存 但三者不能大量共存 即N在中性或碱性溶液中不表现氧化性 而在酸性溶液中表现强氧化性 2 N的检验试液 浓 蓝色溶液 红棕色气体 若试液较稀 相当于Cu与稀HNO3反应 产生无色气体 若无色气体变为红棕色 则证明含N 方法1鉴别CO2与SO2气体的方法1 物理方法 1 嗅闻法 闻气味 有刺激性气味的是SO2 无气味的是CO2 2 溶解法 用相同规格的试管收集等体积的两种气体 将试管分别倒扣在水槽中 液面上升高的是SO2 常温下 SO2的溶解度大于CO2 3 称重法 称量相同体积的两种气体的质量 质量大的是SO2 常温常压下 SO2的密度大于CO2 4 降温法 降温 加压 先液化的是SO2 SO2的沸点高 易液化 2 化学方法 1 用品红溶液 能使品红溶液褪色的是SO2 2 用pH试纸测两种气体饱和溶液的pH的大小 pH小的是SO2 突破方法 3 用酸性高锰酸钾 溴水等强氧化性溶液 能使溶液褪色的是SO2 5SO2 2Mn 2H2O2Mn2 5S 4H SO2 Br2 2H2O4H 2Br S 4 用FeCl3溶液 溶液由棕黄色变为浅绿色的是SO2 SO2 2Fe3 2H2O2Fe2 S 4H 5 用Ba NO3 2溶液或硝酸酸化的BaCl2溶液 有白色沉淀生成的是SO2 3SO2 2N 2H2O3S 4H 2NO Ba2 SBaSO4 6 用氢硫酸 出现浑浊的是SO2 SO2 2H2S3S 2H2O3 检验SO2和CO2同时存在的一般流程 SO2和CO2都可使澄清的石灰水变浑浊 检验二者同时存在的一般流程为 有时为简化装置 可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置 如用较浓的酸性KMnO4溶液 现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅 例1 2018浙江缙云中学高一期末 9 下列实验用来证明气体SO2的存在 其中正确的是 能使品红溶液褪色 能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 能使澄清石灰水变浑浊 通入足量NaOH溶液中 再滴入BaCl2溶液 生成能溶于盐酸的白色沉淀 通入溴水使其褪色 再滴入Ba NO3 2溶液 有白色 沉淀生成A B 都不能证明C D 只有 解析能使品红溶液褪色的气体不一定是SO2 如Cl2 O3等 错 酸性气体都能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 错 CO2也能使澄清石灰水变浑浊 错 通入足量NaOH溶液中 再滴入BaCl2溶液 生成能溶于盐酸的白色沉淀 该气体也可以是CO2 错 通入溴水使其褪色 再滴入Ba NO3 2溶液 生成白色沉淀 该气体一定是SO2 正确 答案D1 1 2017浙江宁波镇海中学高一期始 26 1 浓硫酸和碳在加热的情况下反应的化学方程式为 为 了验证反应的各种生成物 用如图 装置进行实验 图 2 图 中A处是实验中的必要装置 它是下列图 所示中的 填编号 图 3 C装置中应盛的试剂为足量的 其作用是 4 能够确定存在二氧化碳气体的实验现象是 答案 1 C 2H2SO4 浓 CO2 2SO2 2H2O 2 3 酸性高锰酸钾溶液除去SO2并检验SO2已除净 4 C中酸性高锰酸钾溶液不褪为无色 同时D中澄清石灰水变浑浊解析浓硫酸和碳在加热的情况下反应生成的混合气体中含CO2 SO2和H2O g 可分别用澄清石灰水 品红溶液 无水CuSO4验证它们的存在 但考虑到检验过程中可能存在的相互干扰 应将混合气体先通过A中的无水CuSO4 变蓝 验证H2O g 再通过B中的品红溶液 褪色或红色变浅 验证SO2 然后通过C中足量的酸性高锰酸钾溶液 不褪为无色 除去SO2并检验SO2已经除净 最后通过D中的澄清石灰水 变浑浊 验证CO2 方法2硝酸与金属反应有关实验题的解题策略1 硝酸与金属的反应是相当复杂的 在这类氧化还原反应中 可以得到多种还原产物 硝酸的还原产物除与硝酸的浓度 还原剂的还原能力有关外 还与反应温度有关 在金属活动性顺序中 位于氢后面的金属如铜 汞等 跟浓硝酸反应时 主要得到NO2 跟稀硝酸反应时 主要得到NO 随着金属活泼性的增强和硝酸浓度的降低 还可能得到N2O NH4NO3等 2 验证铜与稀硝酸反应有NO生成或实验室制取NO 涉及的核心问题是防止NO被空气中的O2氧化 具体的方法有 充入保护气 如N2 CO2 排尽装置中原有的空气 或改进装置 通过适当的操作使装置充满溶液等 3 因NO NO2有毒 污染空气 实验时应注意尾气的吸收和处理 例2铜与浓硝酸反应和铜与稀硝酸反应 产物不同 实验现象也不同 1 某课外活动小组为了证明并观察到铜与稀硝酸反应的产物为NO 设计了如图所示的实验装置 请你根据他们的思路 选择下列药品 完成 该实验 并叙述实验步骤 实验药品 稀硝酸 稀盐酸 锌粒 碳酸钙固体 实验步骤 检查装置的气密性 用注射器向试管内推入氧气 或空气 2 推入氧气或空气的目是 3 该化学课外兴趣小组在做铜与浓硝酸 稀硝酸反应的实验时发现 相同质量的铜片分别与等体积且足量的浓硝酸 稀硝酸充分反应后 前者溶液颜色是绿色的 后者溶液的颜色是蓝色的 一种观点认为 这可能是Cu2 浓度差异的结果 你同意这种看法吗 为什么 另一种观点认为 溶液呈绿色是铜与浓硝酸反应时产生的NO2溶于过量浓硝酸显黄色 加上和蓝色的硝酸铜溶液混在一起 使溶液呈绿色 为了验证推断是否正确 甲 乙 丙三位同学分别设计了三种方案进行验证 a 甲同学方案 将盛绿色溶液的试管加热 看是否有红棕色气体产生 你认为甲同学的方案是否妥当 为什么 b 乙同学方案 用双氧水和二氧化锰制得氧气 并把氧气通入绿色溶液中 观察其溶液是否变蓝色 请用化学方程式表示其中的反应原理 c 丙同学方案 在通风橱内 将一根下端弯成螺旋状且可抽动的铜丝插在盛有足量浓硝酸的试管甲中 可立即观察到试管中充满红棕色的NO2气体 将气体经导管通入到盛有淡蓝色Cu NO3 2溶液的试管乙中 随着实验进行 试管乙中的溶液蓝色加深 但很快又变成绿色 继续通入NO2 绿色保持不变 向上提起铜丝 使反应停止 写出铜与浓硝酸反应的离子方程式 从环保的角度看 你认为三个方案中最好的是 其原因是 解析 1 要证明并观察到铜与稀硝酸反应的产物为NO 必须首先排尽试管中的空气 由题给实验药品可选择用稀硝酸与碳酸钙固体反应生成的CO2气体排尽试管中的空气 故先向试管中加入一定量碳酸钙固体 再向试管中倒入过量的稀硝酸 并迅速塞上带铜丝和导管的橡胶塞 待生成的CO2气体将试管中的空气全部排尽后 将铜丝插入到溶液中即有NO生成 但考虑到NO的密度比CO2小 待稀硝酸将碳酸钙固体反应完全后 应先将右边导管插入试管内接近液面 再将铜丝插入到溶液中 使NO逐步将CO2排出试管外 否则试管中收集不到NO 2 向试管内推入氧气 或空气 无色气体立即变为红棕色 可检验生成的气体为NO 3 铜片质量相同 酸的体积相同且足量 充分反应后 生成的Cu2 的浓 度相同 a 不妥当 因为硝酸不稳定 过量的硝酸受热分解同样会产生红棕色气体 不过 随着NO2的逸出 可以观察溶液颜色是否由绿变蓝 b 利用O2将溶液中溶解的NO2氧化成HNO3 消除NO2的影响 观察溶液颜色是否发生变化 c 将NO2通入Cu NO3 2溶液中 观察溶液颜色的变化 如果由蓝色变为绿色 则说明推断正确 乙方案没有有毒气体产生 故最环保 答案 1 向试管中加入一定量碳酸钙固体 向试管中倒入过量的稀硝酸 并迅速塞上带铜丝和导管的橡胶塞 待反应完全后 将导管插入试管内接近液面 将铜丝插入到溶液中 2 检验生成的NO 3 不同意 因为铜片质量相同 溶液体积相同 生成的铜离子浓度相同 a 不妥当 硝酸是过量的 即使溶液里没有二氧化氮 加热过程中由于硝酸的分解也会产生二氧化氮b 4NO2 O2 2H2O4HNO3c Cu 4H 2NCu2 2NO2 2H2O乙乙方案中没有有毒气体产生2 1下图表示铁与相同体积 不同浓度硝酸溶液反应时 各种还原产物的相对物质的量与硝酸的物质的量浓度的关系 则下列说法不正确的是 A 一般来说 硝酸与铁反应的还原产物不是单一的B 用一定量的铁粉与过量的9 75mol L 1HNO3溶液反应得到标准状况下的气体2 24L 则参加反应的硝酸的物质的量为0 1molC 硝酸的物质的量浓度越大 其还原产物中价态越高的成分越多 D 当硝酸的物质的量浓度为9 75mol L 1时还原产物是NO NO2 N2O 且其物质的量之比为5 3 1答案B解析根据图像可知 硝酸与铁反应的还原产物有多种 A正确 参加反应的硝酸一部分起酸的作用 以N的形式存在于溶液中 另一部分作为氧化剂被还原 因此参加反应的硝酸的物质的量大于0 1mol B错误 根据图像可知 随着硝酸的物质的量浓度的增加 NO2的含量增大 这说明硝酸的物质的量浓度越大 其还原产物中价态越高的成分越多 C正确 根据图像可知当硝酸的物质的量浓度为9 75mol L 1时还原产物是NO NO2 N2O且其物质的量之比为10 6 2 5 3 1 D正确 方法3利用守恒法解硝酸与金属反应的相关计算题1 思维模型2 守恒思想在计算中的应用 1 原子守恒法 HNO3与金属反应时 一部分HNO3起酸的作用 以N的形式存在于溶液中 一部分作为氧化剂转化为还原产物 这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量 2 得失电子守恒法HNO3与金属的反应属于氧化还原反应 HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量 3 电荷守恒法HNO3过量时反应后溶液中 不考虑OH 有 c N c H nc Mn Mn 代表金属离子 4 离子方程式计算法金属与H2SO4 HNO3的混合酸反应时 由于硝酸盐中的N在H2SO4提 供H 的条件下能继续与金属反应 所以此类题目应用离子方程式来计算 先作过量判断 然后根据完全反应的金属与H 或N进行相关计算 且溶液中要符合电荷守恒 例3 2017浙江瓯海中学检测 取一定质量含Cu Cu2O CuO的固体混合物 将其分成两等份并进行下列转化 则稀HNO3中HNO3的物质的量浓度为 A 4 4mol L 1B 3 6mol L 1 C 4 0mol L 1D 3 2mol L 1解析设其中一份中n Cu xmol n Cu2O ymol n CuO zmol 根据得失电子守恒和氧原子守恒有 x 2y z 0 7 即反应后生成的硝酸铜的物质的量为0 7mol 则500mL稀硝酸中n HNO3 0 7mol 2 0 2mol 1 6mol c HNO3 1 6mol 0 5L 3 2mol L 1 答案D3 15 6gCu Mg合金与一定量的硝酸恰好完全反应 收集到NO和NO2的混合气体VL 标准状况 向反应后的溶液中加入足量NaOH溶液 沉淀完全后过滤 洗涤 干燥 称得固体质量为10 7g 则V等于 A 2 24B 4 48C 6 72D 7 84答案B解析合金中Cu Mg失去的电子数等于硝酸获得的电子数 也等于Cu2 Mg2 结合的OH 个数 Mg OH 2 Cu OH 2的质量等于合金质量与OH 质量之和 故有5 6g 17g mol n OH 10 7g n OH 0 3mol 假设生成的气体全部为NO 则V NO 2 24L 假设全部为NO2 则V NO2 6 72L 所以混合气体的体积范围为2 24L VL 6 72L 对照选项只有B项符合 方法4无机推断题的解题策略和方法1 解题方法技巧无论推断题属于哪种形式 均遵循这样的推断思路 迅速浏览 整体扫描 产生印象 寻找 突破口 突破口 由点到面 随时检验 注意联系 大胆假设 全面分析 正推或逆推 验证确认 解题的关键是仔细审题 依据物质的特性或特征转化来确定 突破口 顺藤摸瓜 进而完成全部未知物的推断 我们可以将推断题的解题方法及推理过程表示如下 结论验证 2 常见解题突破口 1 结构特征 10电子微粒 18电子微粒 微粒的半径 常见变价金属 Fe Cu 2 物质的特征颜色 3 物质的特殊性质或特殊组成 4 特殊的反应现象 5 元素化合物的特殊性质 6 特征转化关系 直线转化关系金属碱性氧化物碱盐非金属酸性氧化物酸盐 ABC酸或碱满足此关系的有 NH3 N2 S H2S C Na等 三角转化关系 7 特征数据关系解计算型推断题时要善于抓住物质转化时相对分子质量的变化 如COCO2 NONO2 SO2SO3 转化时分子中都增加1个氧原子 相对分子质量变化均为16 放出气体的体积或生成沉淀的量 化合物 中各元素的含量 气体的相对密度 相对分子质量 离子化合物中离子个数之比 反应物之间的物质的量之比 电子总数 质子总数等重要数据 例4 2017浙江名校协作体联考 27 为了探究不溶性盐X 仅含5种元素 的组成和性质 设计并完成如下实验 所加试剂均过量 气体体积均在标准状况下测定 请回答 1 X的组成元素为H O和 用元素符号表示 气体C的电 子式为 2 写出反应 的离子方程式 解析A气体能使品红溶液褪色 应是SO2 物质的量是0 1mol 说明X中可能含有S或HS B是红色固体 应该是Cu 物质的量是0 05mol 蓝色溶液和氢氧化钠溶液反应生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体C和蓝色沉淀 说明C是NH3 物质的量是0 1mol 即X中含有N 蓝色沉淀灼烧生成黑色固体D D是CuO 物质的量是0 05mol 则16 2gX中Cu元素 N和S 或HS 的物质的量之比是1 1 1且均为0 1mol 而0 1molNH4CuSO3的质量恰好是16 2g 推导合理 1 根据以上分析可知X的组成元素为H O N S Cu 氨气的电子式为 2 依题意 可知反应 的离子方程式为2NH4CuSO3 4H Cu Cu2 2SO2 2H2O 2N 答案 1 N S Cu 2 2NH4CuSO3 4H Cu Cu2 2SO2 2H2O 2N4 1 2017浙江宁波模拟 27 某新型无机材料A3M4由两种非金属元素组成 元素M位于第二周期第 A族 D E H均为难溶于水的白色固体 化合物C E均含A元素 其余物质均为中学化学中常见物质 请回答 1 写出H的化学式 2 化合物A3M4中含有的化学键类型为 3 写出反应 的离子方程式 答案 1 AgCl 2 共价键 3 SiO2 2OH Si H2O解析 1 依题意 G与AgNO3溶液反应生成不溶于稀HNO3的白色沉淀H 故H为AgCl 2 D E为难溶于水的白色固体 且D加热分解生成E E能溶于NaOH溶液生成F F的溶液中通入CO2又能生成D 故D为H2SiO3 E为SiO2 F为Na2SiO3 C E均含A元素 故A为Si C为SiCl4 单质B为Cl2 M位于第二周期第 A族 则M为N元素 A3M4为Si3N4 其含有的化学键类型为共价键 3 反应 的离子方程式为SiO2 2OH Si H2O