四川省成都市高中化学 专题 硫及其化合物课件 新人教版必修1.ppt

非金属及其化合物专题 第三讲硫及其化合物 1 1 根据研究物质的思路和方法 掌握常见非金属单质及其重要化合物的主要性质和应用 2 了解常见非金属单质及其重要化合物对环境质量的影响 3 了解水泥 玻璃和陶瓷的主要成分 生产原料及其用途 考试说明 原文 考试说明解读 考点1 硫及其重要氧化物 1 了解S的原子结构 核外电子排布 掌握S的主要性质和应用 2 掌握SO2 SO3的主要性质及应用 1 生活和生产中使用的硫磺是人工制备的 还是直接来自大自然 考点精讲 请你思考 S基态核外电子排布式 1s22s22p63s23p4 S的原子结构简图 结论 硫较易得到2e 达到8e 稳定结构 显示出较强的氧化性 1 硫原子结构 硫在自然界广泛存在 但主要以化合态存在 游离态的硫大多存在于火山喷口附近或地壳的岩层里 火山喷发形成的硫磺湖 火山喷发形成的硫磺温泉 2 实验时 如果试管内壁上粘有硫 你有哪些方法能把它除去 请你思考 硫的重要物理性质 硫 俗称硫磺 是一种黄色晶体 质脆 易研成粉末 熔 沸点较低 不溶于水 微溶于酒精 易溶于二硫化碳 方法1 可以用CS2进行洗涤 推论1 从硫是非金属单质且熔 沸点较低 可以判断出硫是分子晶体 方法2 加入热浓NaOH溶液 硫 硫的氧化物的重要转化关系 Cu2S S SO3 FeS Na2SO4 H2SO4 SO2 H2SO3 Na2SO3 H2S Na2S 比较硫与铁 铜反应及氯气与铁 铜反应生成物中金属元素的化合价 可判断氯原子得电子能力比硫原子强 从而推断出氯气的氧化性比硫强 推论2 在单质硫和二氧化硫中 首先它具有非金属和酸性氧化物的通性 从化合价角度看 硫单质的化合价是0价 SO2中硫元素为 4价 它们都处于中间价态 所以它们既有氧化性又有还原性 主要表现为还原性 推论3 推论4 相邻价态的粒子间不能发生氧化还原反应 如 硫的常见化合价为 2 0 4 6 因此S和H2S S和SO2 SO2和浓H2SO4间均不能发生氧化还原反应 同一元素不同价态发生氧化还原反应时 一定要有中间态存在 推论5 推论6 3 二氧化硫的特性 漂白性 SO2 H20 有色物质 化合成不稳定无色物质 加热又变成有色物质 二氧化硫漂白具有暂时性和可逆性 SO2 HClO Na2O2 H2O2 O3 活性炭 漂白原理小结 中学阶段能被SO2漂白的经典试剂里只有品红 而其他情况下 SO2使试剂褪色的情况则表现为其酸性氧化物的性质 如SO2使呈红色的酚酞试液褪色 或其还原性 如SO2使溴水 酸性高锰酸钾溶液褪色 特别提醒 高考链接 例1 请设计更多的实验方案验证两瓶无色气体哪一瓶是SO2是哪瓶是CO2 1 有刺激性气味的为二氧化硫 无气味的是二氧化碳 2 用品红溶液 使品红溶液褪色的是二氧化硫 不能使品红溶液褪色的是二氧化碳 3 用高锰酸钾溶液 紫色褪去的是二氧化硫 无明显现象的是二氧化碳 2KMnO4 5SO2 2H2O K2SO4 2MnSO4 2H2SO4 4 用溴水 使橙色褪去的是二氧化硫无明显现象的是二氧化碳 Br2 2H2O SO2 2HBr H2SO4 5 用酸化的硝酸钡溶液 产生白色沉淀的是二氧化硫 无明显现象的是二氧化碳 2H2O 2HNO3 3SO2 3H2SO4 2NO Ba NO3 2 H2SO4 BaSO4 2HNO3 6 用FeCl3溶液 使棕黄色颜色变浅的是二氧化硫 无明显现象的是二氧化碳 2FeCl3 SO2 2H2O FeCl2 FeSO4 4HCl 例2 为探究SO2和NaOH溶液确实发生了化学反应 某实验小组的同学设计了下列三种实验装置 1 写出SO2与过量NaOH溶液反应的离子方程式 2 从实验装置 中任意选择一种 简述出现的实验现象 选择的实验装置是 实验现象为 或 或 试管内液面上升 水槽液面下降 或气球胀大或烧杯内的水流入锥形瓶 3 某同学质疑上述实验设计 该同学质疑的依据是 SO2溶于水使气体的量减少 也出现类似现象 4 在原实验的基础上 请你设计实验证明在实验 的试管中SO2和NaOH肯定发生了化学反应 向反应后的溶液中加入过量BaCl2 如有白色沉淀 则肯定发生了化学反应 例3 直接排放含SO2的烟气会形成酸雨 危害环境 利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2 1 用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应 2 在钠碱循环法中 Na2SO3 溶液作为吸收液 可由NaOH溶液吸收SO2制得 该反应的离子方程式是 2OH SO2 SO32 H2O 3 吸收液吸收SO2的过程中 pH随n SO32 n HSO3 变化关系如下表 上表判断NaHSO 溶液显性 用化学平衡原理解释 酸性 两个过程同时存在 但电离程度大于水解程度 当吸收液呈中性时 溶液中离子浓度关系正确的是 选填字母 a C Na 2C SO32 C HSO3 b C Na C HSO3 C SO32 C H C OH c C Na C H C SO32 C HSO3 C OH a b 4 当吸收液的pH降至约为6时 需送至电解槽再生 再生示意图如下 HSO3 在阳极放电的电极反应式是 当阴极室中溶液 升至8以上时 吸收液再生并循环利用 简述再生原理 HSO3 H2O 2e SO42 3H H 在阴极得电子生成H2 溶液中H 浓度下降 促使HSO3 电离生成SO32 且Na 进入阴极室 吸收液得以再生 非金属及其化合物专题 第三讲硫及其化合物 2 考试说明解读 考点2 硫酸 1 掌握稀硫酸的重要性质及应用 2 掌握浓硫酸的重要特性及应用 3 掌握的SO42 检验方法 1 请你观察下列化学实验原理示意图 有何现象 用电离方程式或离子方程式解释原因 铝片 稀硫酸具有酸的通性 H2SO4 2H SO42 酸的通性 二元强酸 溶液变红 2Al 6H 2Al3 3H2 FeO 2H Fe2 H2O 铝片 H OH H2O溶液退色 CO32 2H CO2 H2O 不反应 活动顺序表氢后金属不能置换酸中氢 铝片 2 今有两瓶失去标签的无色液体 只知其中一瓶是浓硫酸 一瓶是稀硫酸 你有哪些办法确认它们 请你思考 方法一 观察状态 粘稠油状的液体是浓硫酸 方法二 根据密度 等体积的液体较重的是浓硫酸 方法三 溶于水 放出大量热的是浓硫酸 方法四 在两个大烧杯中分别加入一定量的两种液体 将充满水蒸气的两个小烧杯倒扣其中 水蒸气很快消失的是浓硫酸 方法五 加入胆矾晶体 由蓝色变成白色的是浓硫酸 无现象的是稀硫酸 方法六 各取少许加入蔗糖中 能使蔗糖碳化变黑的是浓硫酸 方法七 加入铜片并加热 产生气体的是浓硫酸 无现象的是稀硫酸 方法八 加入铁钉 使之钝化的是浓硫酸 有气体生成的是稀硫酸 方法九 能蓝色石蕊试纸先变红后变黑的是浓硫酸 只变红的是稀硫酸 浓硫酸 稀硫酸 H2SO4 自身特性 吸水性 脱水性 强氧化性 3 浓硫酸的强氧化性 常温下 Fe Al遇浓硫酸发生 钝化 与绝大多数金属反应 除Au Pt 与非金属单质反应 与还原性化合物反应 2HBr H2SO4 浓 Br2 SO2 2H2O2FeO 4H2SO4 浓 Fe2 SO4 3 SO2 4H2O 一定量的浓硫酸与足量不活泼金属反应时 硫酸不能完全反应 因为随着反应的进行 硫酸浓度变低不能再与金属反应 一定量的浓硫酸与足量活泼金属发生反应时 首先生成二氧化硫 然后生成氢气 特别提醒 3 有三位学生设计了三个方案 并都认为 如果观察到的现象和自己设计的方案一致 即可证明试液中有SO42 试评述下述三种方案是否严谨 并说明理由 请你思考 方案甲 试液白色沉淀沉淀不溶解方案乙 试液无沉淀白色沉淀方案丙 试液无沉淀白色沉淀 BaCl2溶液 足量稀盐酸 BaCl2溶液 足量稀盐酸 Ba NO3 2溶液 足量稀硝酸 三 有关离子的检验 常常先用盐酸把溶液酸化 以排除CO32 SO32 Ag 等可能造成的干扰 再加入BaCl2溶液 根据是否有白色沉淀出现来说明原溶液中是否有SO42 存在 SO42 的检验 注意 不能用HNO3酸化 钡盐不能用Ba NO3 2溶液 因为在酸性条件下 SO32 HSO3 SO2等会被溶液中NO3 氧化 SO32 的检验 方法1 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 SO32 2H H2O SO2 SO32 的检验 方法2 加入BaCl2溶液生成白色沉淀 加入盐酸 沉淀溶解并产生有刺激性气味的气体 例4 在下图所示的实验装置中 实验开始一段时间后 观察到的现象不正确的是 高考链接 A 苹果块会干瘪B 胆矾晶体表面有 白斑 C 小试管内有晶体析出D pH试纸变红 答案 D 答案 D 解析 浓硫酸具有吸水性 会吸收试管内空气中的水蒸气 造成空气中水分减少 苹果块 胆矾晶体 饱和硝酸钾溶液均会失水 导致苹果块干瘪 胆矾晶体表面有 白斑 小试管内有晶体析出 浓硫酸具有脱水性会使pH试纸碳化变黑 例5 用如图12 3所示实验装置 夹持仪器已略去 探究铜丝与过量浓硫酸的反应 下列实验不合理的是 A 上下移动 中铜丝可控制SO2的量B 中选用品红溶液验证SO2的生成C 中选用NaOH溶液吸收多余的SO2D 为确认CuSO4生成 向 中加水 观察颜色 答案D 解析 该装置的设计具有环保并且能随时控制反应的进行与停止 A C项正确 本装置利用二氧化硫的漂白性检验其生成 B项正确 D项忽视浓硫酸的稀释要将浓硫酸注入水中 该项错误 答案D 观察近几年高考试题可以发现 对浓H2SO4性质的考查具有一定的隐含性 主要表现在以下几个方面 如本题隐含了浓硫酸稀释的操作 隐含条件对反应的影响 如浓H2SO4与不活泼金属 非金属在不加热的条件下不反应 在加热的条件下与Fe Al发生剧烈反应 隐含浓H2SO4与金属反应时 反应过程中浓度的减小对反应的影响 启示 非金属及其化合物专题 第三讲硫及其化合物 3 考试说明解读 考点3 硫酸的工业生产 1 了解硫酸的工业制备原理 2 了解SO2对环境的影响 3 了解多步反应的计算原理 一 硫酸的工业制法 1 三种原料 硫或含硫矿石 空气 H2O 2 三套设备 沸腾炉 接触室 吸收塔 3 三反应 沸腾炉 1 造气反应 沸腾炉 炉气 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 燃烧充分 燃烧反应快 原料利用率高 接触室 2 接触氧化反应 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 吸收塔 3 吸收反应 SO3 H2O H2SO4 实际生产时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 H2SO4 SO3 SO2 S 4 工业流程 硫酸工业生产流程自制动画 沸腾炉 接触室 吸收塔 净化 冷却 硫酸工业生产的主要流程 请您思考 硫酸厂的尾气能不能直接排入大气 1 尾气的组成 SO2 O2 N2 5 硫酸厂的尾气处理 2 SO2的危害 SO2是大气主要污染物 直接危害人类身体健康 引起呼吸道疾病 严重时会使人死亡 酸雨为SO2产生的二次污染物 酸雨的危害更广 饮用酸化的地下水危害人类 腐蚀建筑物和工业设备 破坏土壤成分使农作物减产甚至死亡 损坏植物叶面导致森林死亡 破坏露天文物古迹 使湖泊中鱼虾死亡 3 酸雨的危害 纯碱法 Na2CO3 SO2 Na2SO3 CO2 氨酸法 2NH3 H2O SO2 NH4 2SO3 H2O 3 硫酸工业废物的处理 废气处理 NH4 2SO3 H2SO4 NH4 2SO4 SO2 H2O 得到的SO2含量较高 可返回用作原料 废水处理 一般用熟石灰中和酸性废水 废渣的利用 三 多步反应的解题技巧 关系式法 1 关系式的含义 化工生产中及科学实验时 往往涉及多步反应 通过找出起始物质和最终生成物质的量的关系 并依比例式进行计算 这种解题的方法 称为关系式法 2 建立关系式的常用方法 1 核心元素守恒法 如 FeS2 2SO2 2SO3 2H2SO4 所以 FeS2 2H2SO4 氨氧化法制硝酸 NH3 NO NO2 HNO3 所以 NH3 HNO3 例如合成氨中 C H2O H2 CO CO H2O CO2 H2 2 化学方程式加合法 将 删除CO得到 C 2H2O CO2 2H2 N2 3H22NH3 将 x3 x2得到关系3C 6H2O 2N2 3CO2 4NH3 理论上 3C 4NH3 例6 在硫酸的工业制法中 下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都是正确的是 A 硫铁矿燃烧前需要粉碎 因为大块的硫铁矿不能在空气中燃烧B 从沸腾炉出来的炉气需净化 因为炉气中SO2会与杂质反应 高考链接 例6 在硫酸的工业制法中 下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都是正确的是 C SO2氧化为SO 时需使用催化剂 这样可以提高SO2的转化率D SO 用98 3 的浓H2SO4吸收 目的是防止形成酸雾 以便使SO3吸收完全 D 例7 下列陈述 正确 且有因果关系的是 D 将所选的仪器按连接顺序由上至下依次填入下表 并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用 北 京 欢 迎 您 分别代表五种不同颜色的单质 它们之间相互交叉形成了下图所示的奥运五环 旗 A B C D E F G H是由相交叉的两环元素组成的化合物 跟踪训练 已知 蓝色的 北 是液态O2 红色的 欢 是固态非金属单质 1molG可与1mol 您 恰好反应生成1molH F的溶液可与A反应生成酸M 酸N和E的溶液 C高温煅烧可制得A 此反应是工业上制取酸M的基础反应 请回答下列问题 1 京 是 欢 的同素异形体是 酸N为 写名称 2 写出F的溶液与A反应生成酸M 酸N和E的溶液的化学方程式 铁 白磷 盐酸 2FeCl3 SO2 2H2O H2SO4 2HCl 2FeCl2 解析 结合 迎 的颜色知道 迎 为硫单质 则A B分别为SO2 SO3中的一种 再由题中信息 C高温煅烧可制得A 此反应是工业上制取酸M的基础反应 可知A为SO2 则B为SO3 京 为铁 C是FeS2 D为FeS M为硫酸 N为盐酸 利用 您 的颜色知道 您 是Cl2 利用 信息 F的溶液可与SO2反应生成酸M 酸N和E的溶液可知 F为FeCl3 E则为FeCl2 又因为红色的 欢 是固态非金属单质 1molG可与1molCl2恰好反应生成1molH可知 欢 是红磷 G是PCl3 H是PCl5 此时 1 2 可顺利解答