二氧化硫
1、 硫——俗称硫磺
(1)、硫元素的存在:
游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里,火山喷出物中有大量含硫化合物,如硫化氢(H2S)、二氧化硫和三氧化硫等。
化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在,如硫铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)、石膏(CaSO4·2H2O)和芒硝(Na2SO4·10H2O)等。煤、石油和天然气中经常含硫。
(2)、硫的物理性质:黄色晶体,质脆,易研成粉末。不溶于水,可溶于酒精,易溶于CS2 ,熔沸点都很低。
(3)、 硫的化学性质
① 氧化性:与绝大多数金属反应
与非金属反应:H2+SH2S
② 还原性:与氧气发生反应
③ 自身氧化还原反应 3S+6NaOH===2Na2S+Na2SO3 +3H2O
2、 二氧化硫(SO2)
(1)、物理性质:二氧化硫是一种无色、有刺激性气味、有毒、比空气重、容易液化、易溶于水的气体。
(2)、化学性质
可逆反应:在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫可逆反应。
ⅰ酸性氧化物------亚硫酐
① 二氧化硫与水反应 :SO2+ H2O
H2SO3 (亚硫酸)
② 二氧化硫与碱的反应
SO2 + 2 NaOH == Na2SO3 + H2O ;SO2 + NaOH == NaHSO3
[SO2 + 2 NaOH == Na2SO3 + H2O;Na2SO3 + H2O + SO2 == 2NaHSO3 ]
③ 与碱性氧化物反应 SO2+CaO==CaSO3
ⅱ 二氧化硫的氧化性:SO2+2H2S === 3S↓ + 2H2O
ⅲ 二氧化硫的还原性
① 与卤素单质反应:
SO2 + Br2 + 2 H2O = H2SO4 + 2HBr
SO2 + Cl2 + 2 H2O = H2SO4 + 2HCl
② 与某些强氧化剂的反应:
2KMnO4 + 2H2O+ 5SO2 === K2SO4 +2MnSO4 + 2H2SO4
③ SO2的催化氧化 2SO2+O2 2SO3
ⅳ 漂白性:使品红溶液褪色(加热又变回红色)。
SO2与某些有色物质生成不稳定的无色物质,这种无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色。
常见具有漂白剂有那些?原理有何区别?
①与有机色素结合成不稳定的无色物质。
SO2漂白性的实质,是SO2与水反应生成的H2SO3跟有机色素结合成了不稳定的无色化合物,该化合物见光、遇热或长久放置又能恢复为原来的颜色。SO2漂白原理属于非氧化—还原反应。
②氧化性漂白:漂白剂具有氧化性,将有机色素氧化成稳定的无色物质。
氯水、Ca(ClO)2的漂白性:干燥的氯气不能使红布条褪色,而能使湿润的红布条褪色,证明起漂白作用的不是Cl2,而是HClO。氯气也能使品红溶液褪色,但加热不能复原,其实质为氧化还原反应。Ca(ClO)2在水中极易发生水解,或与CO2反应生成HClO,从而表现出漂白性。
H2O2、Na2O2的漂白性:过氧化氢在常温下能自动分解:2H2O2=2H2O+O2↑,因此它是一种强氧化剂,纺织工业常用它作漂白剂,就是利用它的氧化性。Na2O2是一种淡黄色晶体,与水或者稀酸作用时,生成过氧化氢,并猛烈放热。生成的H2O2在受热情况下立即分解放出氧气,表现出强氧化性:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。因此,Na2O2是一种重要的工业漂白剂。
臭氧的漂白性:O3分子是不稳定的,氧化能力远比O2强,且在水溶液中具有强氧化性。所以,当有水存在时,O3是一种强力漂白剂,还用于水和空气的消毒。
③吸附性漂白:木炭、活性炭具有疏松多孔的结构,形成较大的表面积,具有很强的吸附性。
(3)、用途:制H2SO4 (将SO2催化氧化的产物SO3溶于水);作漂白剂;杀菌,消毒
(4)、SO2的实验室制法
① 反应原理:Na2SO3 + H2SO4=== Na2SO4 +SO2↑+H2O
② 制备装置:固体和液体不加热制备气体的装置
净化干燥装置:盛放浓硫酸的洗气瓶
收集方法:向上排空气法
检验:湿润的蓝色石蕊试纸---变红 湿润的品红试纸---褪色
尾气处理:用NaOH溶液
3、 三氧化硫(SO3)
(1)、 物理性质:又名硫酸酐,是一种无色易挥发的晶体,溶沸点都很低。
(2)、 化学性质:具有酸的氧化物的通性,与水反应放出大量的热,具有较强的氧化性。
①与碱性氧化物反应: SO3 + CaO = CaSO4
②与碱反应: SO3 + Ca(OH)2 = CaSO4 + H2O
4、 硫化氢(H2S)
(1)、H2S的物理性质:无色、有臭鸡蛋气味的气体,密度比空气大,能溶于水,有剧毒。
(2)、实验室制法:
由强酸制弱酸的原理
FeS + H2SO4 == FeSO4 + H2S ↑
FeS + 2HCl == FeCl2 + H2S ↑
FeS + 2H+== Fe2++ H2S ↑
用湿润的Pb(CH3COO)2试纸
Pb(CH3COO)2 + H2S == PbS↓ + 2CH3COOH 试纸变
(3)、化学性质
①可燃性
2H2S + 3O2 2H2O + 2SO2 2H2S + O2 2H2O +S
② 还原性:H2S + X2 ==2HX +S↓ (X=Cl、Br、I)
③ H2S气体的水溶液----氢硫酸
④ 不稳定性:H2S H2↑+S
考点2:一氧化氮和二氧化氮
1.氮气
(1)物理性质:无色,无味,难溶于水,密度与空气密度很接近的气体。
(2)化学性质:通常情况下,性质稳定。
放电条件下,N2+O2 放电或高温 2NO2.一氧化氮
2.一氧化碳
(1)物理性质:无色,无味,不溶于水的气体。
(2)化学性质:常温下,易与氧气化合,2NO+O2==2NO2
3.二氧化氮
(1)物理性质:红棕色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气的大,易液化,易溶于水。
(2)化学性质:与水反应 3NO2+H2O==2HNO3+NO 工业上生产硝酸原理
(3)对环境的影响:大气污染物;危害人体健康;形成酸雨的主要气体。
4.氮的氧化物溶于水的计算
①请写出NO2气体溶于水的反应,分析产生的NO气体与通入的NO2气体的体积关系。
②若把NO2与O2的混合气体同时通入水中时反应原理是什么?剩余气体的情况哪?若是NO和O2的混合气体呢?
解析:①3NO2+H2O===2HNO3+NO,产生NO是通入NO2的。
②3NO2+H2O===2HNO3+NO,2NO+O2===2NO2,剩余气体可能是O2,也可能是NO。
2NO+O2===2NO2,3NO2+H2O===2HNO3+NO
剩余气体可能是O2或NO。
解题方法:
方程式法
反应原理
3NO2+H2O===2HNO3+NO①
2NO+O2===2NO2②
反应①×2+②⇒4NO2+O2+2H2O===4HNO3③
反应①×2+②×3⇒4NO+3O2+2H2O===4HNO3④
考点3:二氧化硫及二氧化氮对大气的污染