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_第1頁(yè)
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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

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