高一化學(xué)必修一專題四-硫、氮和可持續(xù)發(fā)展復(fù)習(xí)提綱

專題四硫、氮和可持續(xù)發(fā)展一、含硫化合物的性質(zhì)和應(yīng)用：1、2的性質(zhì)與其應(yīng)用：（1）物理性質(zhì)：通常為無(wú)色、有毒氣體，具有刺激性氣味，密度比空氣大，易溶于水（常溫常壓下一體積水能溶解40體積2），易液化（沸點(diǎn)為-10℃）。是備注：大氣污染物通常包括：2、、氮的氧化物、烴、固體顆粒物（飄塵）等。（2）化學(xué)性質(zhì)：①2是酸性氧化物：②還原性：2中S為+4價(jià)，可與強(qiáng)氧化劑（如氧氣等）反應(yīng)生成+6價(jià)的S：1）2）能使溴水褪色：2+2+2H2O24+23）與H2O2反應(yīng)：2+H2O2H244）2在水溶液中能被4（）、2、3+、3等氧化，歸納如下（都在通常條件下進(jìn)行）：③氧化性：2中S為+4價(jià)，可以降低，表現(xiàn)出氧化性，但氧化性很弱：2+2H2S3S↓+2H2O④漂白性：2可與某些有色物質(zhì)反應(yīng)，生成不穩(wěn)定的無(wú)色物質(zhì)，加熱時(shí)這些無(wú)色物質(zhì)又會(huì)發(fā)生分解，從而復(fù)原原來(lái)的顏色，即漂白作用是可逆的。常用于試驗(yàn)室對(duì)2氣體的檢驗(yàn)備注：漂白原理類型：①吸附型：活性炭漂白——活性炭吸附色素（包括膠體）②強(qiáng)氧化型：、O3、H2、2O2等強(qiáng)氧化劑漂白——將有色物質(zhì)氧化，不行逆③化合型：2漂白——與有色物質(zhì)化合，可逆（3）酸雨——硫酸型酸雨：1）硫酸型酸雨的形成：值小于5.6的雨水叫酸雨。含硫酸的酸雨稱硫酸型酸雨；含硝酸的酸雨稱硝酸型酸雨。硫酸型酸雨的形成途徑：①空氣中的二氧化硫，在光照、煙塵中的金屬氧化物等作用下，和氧氣生成三氧化硫，溶于水后形成硫酸：②空氣中的二氧化硫干脆溶于水并生成亞硫酸，亞硫酸具有較強(qiáng)的還原性，在空氣中的氧氣作用下生成硫酸：2+H2OH232H23+O22H242）空氣中二氧化硫的來(lái)源：主要是化石燃料的燃燒。另外還來(lái)源于含硫金屬礦石的冶煉、硫酸工廠釋放的尾氣等。3）脫硫措施：①石灰石-石膏法脫硫（鈣基固硫法）：+2＝3，2+()2＝3+H2O，23+O2＝24②氨水脫硫：2+232O＝(4)23，2(4)23+O2＝2(4)24上述方法既可除去二氧化硫，還可以得到副產(chǎn)品石膏（4·2H2O）和硫酸銨（一種化肥）2、硫酸的制備和性質(zhì)：（1）硫酸的工業(yè)制法：接觸法制硫酸三原料、三階段、三反應(yīng)、三設(shè)備：熱交換器的作用：預(yù)熱2和O2，降低3的溫度，便于被汲取。98.3%濃硫酸的作用：假如干脆用水汲取3，3與水反應(yīng)放熱，會(huì)形成酸霧，不利于3的汲取。所以用98.3%的濃硫酸汲取3，得到發(fā)煙硫酸。尾氣中2的處理：用氨水處理后，再用硫酸處理：2+232O＝(4)23，2+32O＝43（2）硫酸的物理性質(zhì)：無(wú)色、黏稠、油狀液體。硫酸易溶于水，溶解時(shí)放出大量的熱。98.3%的濃硫酸沸點(diǎn)為338℃，屬于典型的難揮發(fā)性酸，密度為1.84g·濃硫酸難揮發(fā)，故可以制取易揮發(fā)性酸，如：稀硫酸的化學(xué)性質(zhì)：具有酸的通性：使指示劑變色、與堿、堿性氧化物、活潑金屬、鹽都能反應(yīng)。如：2O3+3H24＝2(4)3+3H2O可用于酸洗除銹濃硫酸的特性：熱點(diǎn)鏈接：如何稀釋濃H24在稀釋濃H24時(shí),,應(yīng)將濃H24沿玻璃棒緩緩地倒入燒杯的水中,并不斷攪拌,使產(chǎn)生的熱量快速地?cái)U(kuò)散.(若將水倒入濃H24中,濃H24密度比水大,溶解時(shí)的放熱作用使水沸騰而使H24濺出)。①吸水性：濃硫酸具有吸水性，通常可用作中性氣體和酸性氣體的干燥劑，如H2、O2、2、2、等。還可以?shī)Z取結(jié)晶水合物中的水。備注：濃硫酸不能干燥堿性氣體（如氨氣）和還原性氣體（如H2S、H2、等）。②脫水性：濃硫酸能將有機(jī)物中H、O根據(jù)2∶1的比例脫出，生成水，是有機(jī)物變黑。濃硫酸可用作很多有機(jī)反應(yīng)的脫水劑和催化劑。C12H22O1112C+11H2O③強(qiáng)氧化性：1）濃硫酸可以將很多金屬氧化（鋁、鐵、鉑、金除外）：金屬+濃硫酸→硫酸鹽+2↑+H2O濃硫酸的氧化性比稀硫酸強(qiáng)：其強(qiáng)氧化性由+6價(jià)的S引起，而稀硫酸的氧化性由引起（故只能氧化金屬活動(dòng)依次表中H前面的金屬）。備注：上述反應(yīng)中，是還原劑，H24是氧化劑。H24既表現(xiàn)了氧化性，又表現(xiàn)了酸性，表現(xiàn)氧化性和酸性H24的分子格式比為1:1。隨著反應(yīng)進(jìn)行濃硫酸變?yōu)橄×蛩岷蠓磻?yīng)就停止。2）濃硫酸在肯定條件下，也可以和一些非金屬反應(yīng)，如C、S、P等。濃H24的還原產(chǎn)物通常為2。正是由于濃H24的氧化性，所以濃H24與金屬反應(yīng)均沒(méi)有H2產(chǎn)生，也不能用濃H24制備（或干燥）一些還原性氣體，如：、H2S等。3）與低價(jià)非金屬元素的化合物反應(yīng)：H2S+H24(濃)↓+2↑+2H2O2+H24(濃)2↓+2↑+2H2O2+H24(濃)2+2↑+2H2O（5）幾種重要的硫酸鹽：（6）濃硫酸和稀硫酸的鑒別方法：1）:取等重量的樣品，放置在天平兩端，并暴露在空氣中，下沉一端為濃硫酸。因?yàn)闈饬蛩峋哂形裕橙】諝庵械乃?/p>

2）：取樣，將樣品倒入水中，并插入溫度計(jì)，升溫的一個(gè)是濃硫酸。

3）：插入鐵片，沒(méi)什么現(xiàn)象的是濃硫酸，持續(xù)冒氣泡的是稀硫酸。因?yàn)闈饬蛩嵊袕?qiáng)氧化性，使鐵鈍化，阻擋兩者反應(yīng)，稀硫酸則不能。所以可用鐵器裝濃硫酸。

4）：放入炭塊，膨脹的是濃硫酸，沒(méi)反應(yīng)的是稀硫酸。因?yàn)闈饬蛩峋哂形浴?/p>

5）：插入銅片，反應(yīng)并生成刺激性氣味的是濃硫酸，沒(méi)反應(yīng)的是稀硫酸。同樣因?yàn)闈饬蛩嵊袕?qiáng)氧化性。

6）：取等體積樣平，密封放在天平兩端，重的是濃硫酸。因?yàn)闈饬蛩崦芏容^大。

7）：晃動(dòng)視察，稠的是濃硫酸，透亮均一的是稀硫酸。

8）：放入5水硫酸銅，顏色退去的是濃硫酸，沒(méi)反應(yīng)的是稀硫酸。同樣因?yàn)闈饬蛩峋哂形浴?、硫和含硫化合物的相互轉(zhuǎn)化：（1）硫的存在與物理性質(zhì)：硫以游離態(tài)（火山口旁邊或地殼的巖層里）和化合態(tài)（硫化物和硫酸鹽）存在。硫是淡黃色松脆的晶體，俗名硫磺，熔點(diǎn)112.8℃，沸點(diǎn)444.6（2）不同價(jià)態(tài)的硫的化合物-2價(jià)：H2S、2S、；+4價(jià)：2、H23、23+6價(jià)：3、H24、24、4、4、4（3）通過(guò)氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)含不同價(jià)態(tài)硫元素的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化反應(yīng)舉例：1）-2價(jià)硫到0價(jià)硫硫化氫不完全燃燒：硫化氫通入鹵水中：H2S+X2↓+2（X代表、、I）現(xiàn)象：鹵水溶液褪色，產(chǎn)生淡黃色沉淀。向2S溶液中通入氯氣：2S+22↓2）0價(jià)硫到-2價(jià)硫與金屬反應(yīng)：S+22S，將S和混合，研磨可爆炸。S+在常溫下進(jìn)行，常用于除去撒落的汞，且汞顯高價(jià)。與非金屬反應(yīng)：3）0價(jià)硫到+4價(jià)硫：4）+4價(jià)硫到0價(jià)硫：2+H2S3S↓+2H2O5）+4價(jià)硫到+6價(jià)硫：22+H2OH24+2（（X代表、、I）2H2222H24（酸雨的酸性由弱變強(qiáng)的緣由）6）+6價(jià)硫到+4價(jià)硫：濃硫酸被還原，一般生成2?？偨Y(jié)：硫和含硫化合物相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律：鄰位轉(zhuǎn)化規(guī)律：-2價(jià)S<>0價(jià)S<>+4價(jià)S<>+6價(jià)S越位轉(zhuǎn)化的特例：相鄰價(jià)態(tài)不發(fā)生氧化還原反應(yīng)：如二氧化硫與濃硫酸不反應(yīng)，故試驗(yàn)室可用濃硫酸干燥二氧化硫氣體。歸中反應(yīng)規(guī)律：（4）含硫化合物間通過(guò)非氧化還原反應(yīng)相互轉(zhuǎn)化：①+H24（?。?+H2S↑，+22++H2S↑試驗(yàn)室制備H2S氣體，采納固-液反應(yīng)不加熱制氣體裝置或啟普發(fā)生器）。H2S有毒，有臭雞蛋氣味，易溶于水，其水溶液叫氫硫酸。②H2S+222H2O試驗(yàn)室中常用溶液汲取多余的H2S氣體，防止空氣污染。③23+H24（濃）24+2↑+H2O試驗(yàn)室或工業(yè)上制取2的原理。④23+H24（稀）24+2↑+H2O不用稀硫酸制取2的緣由是2在稀硫酸中溶解度較大。二、生產(chǎn)生活中的含氮化合物：1、氮氧化物的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)化（1）氮?dú)猓捍嬖冢旱獨(dú)饧s占空氣總體積的78%。物理性質(zhì)：純凈的氮?dú)馐菬o(wú)色無(wú)味的氣體，密度比空氣稍小，難溶于水?；瘜W(xué)性質(zhì)：N2分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，化學(xué)性質(zhì)不活潑，但在特定條件下會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：所以雷雨會(huì)生成。氮?dú)庵饕幸韵氯矫娴膽?yīng)用：化工原料（合成氨、制硝酸等）；愛(ài)護(hù)氣（填充燈泡、保鮮水果、糧食的保存等）；冷凍劑（超低溫手術(shù)、超導(dǎo)材料的低溫環(huán)境等）。（2）氮氧化物：①：無(wú)色無(wú)味的有毒氣體（中毒原理與相同），密度略小于空氣，微溶于水。在通常狀況下易被氧氣氧化為2：2+O222②2：紅棕色的具有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，能溶于水。氧化性較強(qiáng)，易與水、堿等反應(yīng)：3222322+23+2+H2O2+22+22（能使潮濕的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)）22N2O4(2和N2O4之間可相互轉(zhuǎn)化，故通常測(cè)得2的相對(duì)分子質(zhì)量大于其實(shí)際值。)氮氧化物有：N2O，,N2O3，2，N2O4，N2O5，其中N2O3是2（亞硝酸）的酸酐，N2O5是3的酸酐。（3）硝酸型酸雨：①形成原理：32223+2222主要來(lái)源：氮肥的生產(chǎn)、金屬冶煉、汽車尾氣等。②防治措施：為汽車安裝尾氣轉(zhuǎn)換裝置，將汽車尾氣中的和轉(zhuǎn)化成N2和2：對(duì)生產(chǎn)氮肥、硝酸的工廠尾氣處理：22+23+2+H2O+2+222+H2O2、氮肥的生產(chǎn)和運(yùn)用（1）氨氣的物理性質(zhì)：常態(tài)下是無(wú)色、有刺激性氣味的氣體，極易溶于水（1:700），溶于水顯堿性，能使潮濕的紅色石蕊試紙變藍(lán)。易揮發(fā)，易液化，液化時(shí)放出大量的熱。液態(tài)氨汽化時(shí)汲取大量的熱，使其四周物質(zhì)的溫度急劇下降，故液氨常用作制冷劑。氨水應(yīng)在陰涼處保存。雨天、烈日下不宜施用氨態(tài)氮肥。（2）氨氣的化學(xué)性質(zhì)：①與水反應(yīng)：323·H24＋＋－噴泉試驗(yàn)：在干燥的燒瓶?jī)?nèi)充溢氨氣，塞上待遇玻璃管和膠頭滴管的膠塞，玻璃管的下端插入滴有酚酞的水溶液中，打開(kāi)橡皮管上的止水夾，擠壓膠頭滴管?，F(xiàn)象：燒杯中的水快速進(jìn)入燒瓶?jī)?nèi)，形成紅色噴泉，最終燒瓶?jī)?nèi)充溢紅色液體。結(jié)論：氨氣在水中溶解又多又快，使燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)小于外界大氣壓，從而形成噴泉；酚酞試液顯紅色說(shuō)明氨氣的水溶液顯堿性。②與酸反應(yīng)：34（產(chǎn)生白煙，是4固體小顆粒，這可以檢驗(yàn)氨氣的存在。）2324(4)24③具有還原性：制備硝酸：23+322+6（3少量）83+322+64（3過(guò)量）（3）氨水的成分與性質(zhì)：氨水所含的微粒有：H2O，3，3·H2O，以與少量的3·H2O電離出的4+和，少量水電離出的和氨水易揮發(fā)逸出氨氣，可用于檢驗(yàn)濃鹽酸、濃硝酸等揮發(fā)性酸，反應(yīng)是形成白煙。（4）3的制備：①工業(yè)上合成氨：②試驗(yàn)室制取氨氣：化學(xué)藥品：氯化銨晶體，熟石灰固體。集氣方法：向下排空氣法驗(yàn)滿：1）將潮濕的紅色石蕊試紙放在試管口，試紙變藍(lán)。2）將蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口，產(chǎn)生白煙。干燥方法：可用堿石灰、生石灰、硅膠等干燥劑；氨氣溶于水顯堿性，不能用濃硫酸、五氧化二磷等干燥。（2）銨鹽：①物理性質(zhì)：易溶于水，大多數(shù)是無(wú)色晶體。②化學(xué)性質(zhì)：A、銨鹽受熱易分解為氨氣和對(duì)應(yīng)的酸，故應(yīng)保存在陰涼處：1）若該酸不穩(wěn)定，則接著分解，如：該反應(yīng)式可用于4的提純.2）如生成的酸為氧化性酸，則該酸不會(huì)與氨氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，如43受熱分解較困難：（4）2423↑24B、銨鹽與堿反應(yīng)放出氨氣，可利用該性質(zhì)檢驗(yàn)銨根離子4+的存在。銨鹽屬于銨態(tài)氮肥，在施用銨態(tài)氮肥時(shí)，要避開(kāi)與堿性肥料混合施用。③4+的檢驗(yàn)：溶液法：待檢物為固體液體均可。取少量待檢樣品配成水溶液，向其中加入足量溶液，用酒精燈微熱，如產(chǎn)生刺激性氣味的其他或能使潮濕的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，則為銨鹽。堿石灰法：待檢物必需為固體取少量待檢樣品固體與堿石灰混合，在研缽中研磨，若產(chǎn)生刺激性氣味的其他或能使潮濕的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，則為銨鹽。三、硝酸的性質(zhì)：1、物理性質(zhì)：無(wú)色，具有揮發(fā)性的液體，沸點(diǎn)83℃，有刺激性氣味，易溶于水?！鞍l(fā)煙硝酸”是指含3質(zhì)量分?jǐn)?shù)在98%以上的濃硝酸，揮發(fā)出的32.化學(xué)性質(zhì)：（1）是一種強(qiáng)氧化性