常見無機物及其應用氧硫及其化合物

關于常見無機物及其應用氧硫及其化合物第1頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三一、氧氣1、存在：氧在宇宙中的含量僅次于氫和氦，在地殼中，氧則是含量最豐富的元素。氧不僅占了水質量的88%，也占了空氣體積的20.9%。2、物理性質:無色無嗅氣體。不易溶于水。在壓強為101kPa時，氧氣在-183℃時變?yōu)樗{色液體，在-218℃時會變成淡藍色雪花狀的固體。3、化學性質：強氧化劑、能支持呼吸并助燃與單質：Na、Mg、Al、Fe、Cu、N2、C、P、S與化合物：燃燒、催化氧化、直接氧化氧和氧的化合物第2頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三氧氣制備一般實驗室制造氧氣使用的方法是：1.加熱高錳酸鉀：

2KMnO4===K2MnO4+MnO2+O2↑

2.用催化劑MnO2并加熱氯酸鉀為:2KClO3===2KCl+3O2↑3.雙氧水（過氧化氫）在催化劑MnO2（或紅磚粉末，土豆，水泥，鐵銹等）中，生成O2和H2O:2H2O2===2H2O+O2↑△△MnO2MnO2第3頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三1.壓縮冷卻空氣2.核潛艇中制氧氣的方法:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2

此方法的優(yōu)點：常溫下進行，使氧氣和二氧化碳形成循環(huán)過氧化鈉（Na2O2和水反應，生成氫氧化鈉和氧氣將氯酸鉀加熱生成氯化鉀和氧氣氧化物熱分解電解水3.物理制氧：通過富氧膜制氧，讓空氣震蕩，根據(jù)氮氣與氧氣的活動速度不同，通過富氧膜提取足夠濃度的氧氣。注：濃度百分之三十的氧氣含量是對身體最好的濃度，稱為富氧狀態(tài)氧氣制備（工業(yè)）：第4頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三測定空氣中氧氣體積分數(shù)原理：4P+5O2==2P2O5現(xiàn)象：紅磷發(fā)出黃色火焰，有白煙，放出熱量水沿導管進入集氣瓶中至約五分之一處停止結論：氧氣約占空氣體積的五分之一（原理）（氧氣難溶于水，氮氣不可燃不助燃）藥品的選擇：選擇能與空氣中的氧氣反應，而不跟氮氣及其他氣體起反應的固體，且反應后的生成物為固體，這樣使密閉容器中氣體的量減少。藥品的替代品：若可燃物用硫或碳代替磷，則燒杯內的水須用NaOH溶液代替，也可起到相同的效果成功關鍵：氣密性良好，否則結果偏小

紅磷量要足，否則結果偏小

等到裝置完全冷卻再打開止水夾，否則結果偏小點燃第5頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三二、臭氧：和氧氣互為同素異形體1.臭氧分子式:O32.臭氧的物理性質:特殊臭味的淡藍色氣體,密度比空氣大,比氧氣易溶于水,液態(tài)呈深藍色,固態(tài)呈紫黑色,熔沸點比空氣、氧氣高.3.臭氧的化學性質:(1).2O3==3O2

(2).極強的氧化性,可氧化Ag,Hg等，還可用于漂白,消毒.4.空氣中的臭氧與臭氧層：3O2放電2O3氧和氧的化合物第6頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三類別活性炭氯水臭氧過氧化鈉過氧化氫二氧化硫漂白原理品紅溶液紫色石蕊幾種漂白性物質的比較吸附漂白物理過程氧化漂白化學過程氧化漂白化學過程氧化漂白化學過程氧化漂白化學過程化合漂白化學過程褪色褪色褪色褪色褪色褪色加熱復色褪色褪色褪色變紅后褪色變蘭后褪色變紅不褪色第7頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三硫在自然界的存在化合態(tài)游離態(tài)石膏黃銅礦黃鐵礦化石燃料:煤和石油中含有硫的化合物.CuFeS2

第8頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三硫的性質一種淡黃色固體，俗稱硫磺。它的密度大約是水的兩倍。硫很脆，容易研成粉末，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。硫易熔化。化學性質：（1）氧化性（2）還原性Fe＋SFeSCu＋SCu2SNa＋S＝Na2SHg＋S＝HgSH2＋SH2SS+O2SO2點燃物理性質：現(xiàn)象：在空氣中發(fā)出淡蘭色火焰，在純氧中發(fā)出明亮的藍紫色火焰，生成有刺激性氣味的氣體。第9頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三

狀態(tài)：顏色：氣味：毒性：沸點：密度：溶解度：

氣體無色有刺激性有毒－10℃(易液化)比空氣大易溶于水在常溫、常壓下，1體積水大約能溶解40體積的SO2

。二氧化硫的性質第10頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三二氧化硫的結構SO2的結構是角形的，它的鍵角為120°，S—O鍵長為0.143nm，這表明S原子是sp2雜化態(tài)的，在不成鍵的雜化軌道中有1對孤對電子，2個S—O鍵具有雙鍵的特征。第11頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三三氧化硫的結構SO3在氣態(tài)時是單體，分子形狀呈平面三角形，硫原子居中，鍵角120°；S—O鍵長為0.143nm，顯然具有雙鍵的特征(因S—O單鍵長約為0.155nm)，在其中硫原子也是sp2雜化的。在液態(tài)時，單體和三聚體(SO3)3呈平衡狀態(tài)：3SO3（SO3)3固態(tài)SO3主要以兩種形態(tài)存在，一種是纖維狀的(SO3)n，另一種是冰狀結構的三聚體(SO3)3。第12頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三SO2與H2O反應與堿反應氧化性還原性

酸性氧化物+4價漂白性

特性重視環(huán)境保護，防止酸雨危害環(huán)境！與堿性氧化物反應二氧化硫的性質與水反應成H2SO3，是一種二元酸，易被氧化成硫酸。

與堿反應時：

NaOH比較少，生成NaHSO3；

NaOH比較多，生成Na2SO3。酸性：H2SO3（中強酸）＞H2CO3（弱酸）第13頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三SO2CO2溴水酸性高錳酸鉀品紅澄清石灰水填寫各物質間反應的現(xiàn)象，并寫出二氧化硫與高錳酸鉀、澄清石灰水的有關方程式褪色不褪色褪色不褪色褪色不褪色渾濁渾濁SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓

+H2OCaSO3+SO2+H2O=Ca(HSO3)2第14頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三二氧化硫的用途防腐劑：由于二氧化硫的抗菌性質，它有時用作干果的防腐劑漂白劑：二氧化硫對食品有漂白作用，是食品加工中常用的漂白劑。但必須嚴格按照國家有關范圍和標準使用.中學實驗室中用堿性品紅溶液檢測二氧化硫的存在。二氧化硫可以使品紅試液褪色，從而說明二氧化硫使有機物漂白的性質；而褪色后的溶液經(jīng)過加熱，又恢復為紅色，從而說明了二氧化硫漂白的原理是與有機物生成了“加合物”，而此類加合物不穩(wěn)定，加熱時便分解，又放出二氧化硫。第15頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三二氧化硫的用途硫酸的前體：二氧化硫還用來制備硫酸，首先轉化成三氧化硫，然后再轉化硫酸。

試劑和溶劑：液態(tài)二氧化硫是萬用的惰性溶劑，廣泛用于溶解強氧化性鹽。脫氯：在城市的污水處理中，二氧化硫用來處理排放前的氯化污水。二氧化硫與氯氣反應，氯氣被還原，生成Cl?。第16頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三二氧化硫的危害與治理

危險性類別：三星級

侵入途徑：通過呼吸系統(tǒng)

健康危害：易被濕潤的粘膜表面吸收生成亞硫酸、硫酸。對眼及呼吸道粘膜有強烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水腫、喉水腫、聲帶痙攣而致窒息，甚至死亡。

環(huán)境危害：對大氣可造成嚴重污染，形成酸雨。在大氣中的形成：主要來源于煤和石油的燃燒。防治技術：煙氣脫硫。氧化鈣與二氧化硫反應，生成亞硫酸鈣：然后CaSO3再被空氣氧化成CaSO4（石膏）。大部分在歐洲出售的石膏都是來自煙氣脫硫。第17頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三交流與討論利用下列各裝置組裝一套實驗裝置制取SO2并證明SO2有氧化性、還原性和漂白性。已知2H2S+SO2=3S+2H2O①②③④⑤１、從左到右各裝置的連接順序是。⑤①③④②亞硫酸鈉某酸某酸尾氣第18頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三交流與討論２、制取H2S的裝置中，分液漏斗中盛放的是：制取SO2的裝置中，分液漏斗中盛放的是：

①濃硫酸②鹽酸③硝酸④稀硫酸３、①③裝置中盛放的藥品分別是？分別觀察到何現(xiàn)象？證明了SO2何種性質？⑤①③④②４、觀察到何現(xiàn)象證明SO2具有氧化性？尾氣應如何處理？尾氣某酸①④或酸性高錳酸鉀第19頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三交流與討論５、某同學按照上述裝置實驗，但無法觀察到預期實驗現(xiàn)象（裝置氣密性良好）并發(fā)現(xiàn)①裝置中長導管口幾乎無氣泡，該同學分析可能某些藥品放置時間過長已變質。請問變質的藥品可能是？如何設計實驗驗證？⑤①③④②亞硫酸鈉是否變質：首先加入足量稀鹽酸，在加入氯化鋇溶液，若產(chǎn)生白色沉淀證明已經(jīng)變質。濃硫酸是否變質：將待測藥品用玻璃棒蘸取，點在紙片上，觀察：若紙片不變黑，則濃硫酸已變質。若紙片變黑，則濃硫酸沒變質。第20頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三知識回顧——濃硫酸的性質1.請回顧蔗糖中加入濃硫酸生成“黑面包”的實驗現(xiàn)象，在實驗中體現(xiàn)了濃硫酸的哪些性質？并寫出有關反應方程式2.請設計一套實驗裝置，用來實現(xiàn)濃硫酸與木炭共熱的反應，同時檢驗其生成的產(chǎn)物。請說出所用儀器\藥品\現(xiàn)象\結論第21頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三交流與討論第22頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三在下列用途或反應中,表現(xiàn)出硫酸的什么性質？(1)實驗室制取氫氣：_______________(2)濃硫酸與金屬銅反應：____________(3)干燥二氧化碳氣體：______________(4)濃硫酸與木炭反應：______________(5)濃硫酸可使鐵、鋁金屬鈍化：______________(6)濃硫酸能使蔗糖變黑：______________(7)濃硫酸可使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙先變紅，后變黑：______________；(8)將濃硫酸加到濃鹽酸中產(chǎn)生白霧：______________酸性強氧化性和酸性吸水性強氧化性強氧化性脫水性（強氧化性、吸水性）酸性和脫水性吸水性硫酸的性質第23頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三稀硫酸與濃硫酸的比較金屬稀硫酸濃硫酸氫前金屬鎂(Mg)鋁(Al)鐵(Fe)氫后金屬銅(Cu)銀(Ag)金(Au)鉑(Pt)反應,產(chǎn)生H2反應,產(chǎn)生SO2反應,產(chǎn)生H2常溫鈍化;加熱反應,產(chǎn)生SO2不反應不反應加熱反應,產(chǎn)生SO2不反應第24頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三研究學習為研究銅與濃硫酸的反應，某化學興趣小組進行如下實驗。

實驗I反應產(chǎn)物的定性探究問題：（1）F燒杯中的溶液是：

（2）實驗過程中，能證明濃硫酸中硫元素的氧化性強于氫元素的現(xiàn)象是（3）實驗結束時，撤去所有酒精燈之前必須完成的實驗操作是：（4）實驗結束后，證明A裝置試管中反應所得產(chǎn)物是否含有銅離子的操作方法是：

（5）為說明濃硫酸中的水會否影響B(tài)裝置現(xiàn)象的判斷，還須進行一次實驗。實驗方案為：第25頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三實驗Ⅱ反應產(chǎn)物的定量探究

在銅與濃硫酸反應的過程中，發(fā)現(xiàn)有黑色物質出現(xiàn)，經(jīng)X射線晶體分析表明，銅與濃硫酸反應生成的黑色物質為Cu2S、CuS、Cu7S4中的一種或幾種。為測出硫酸銅的產(chǎn)率，將該反應所得溶液中和后配制成250.00mL溶液，取該溶液25.00mL加入足量KI溶液振蕩，以淀粉溶液為指示劑，用bmol·L-1Na2S2O3溶液滴定生成的I2，3次實驗平均消耗該Na2S2O3溶液VmL。若反應消耗銅的質量為ag，則硫酸銅的產(chǎn)率為

。

（已知：2Cu2++4I－＝2CuI+I2，

2S2O32－+I2＝S4O62－

+2I－第26頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三硫酸的工業(yè)制法：“五個三”1.鐵礦石為什么要粉碎？2.爐氣為什么要凈化？3.催化劑為什么要分開成兩層？4.熱交換器的作用是什么？5.吸收液（濃硫酸）為什么從塔頂噴淋而下？吸收塔里填瓷環(huán)的目的？第27頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三Ｈ２ＳＯ４ＳＯ３ＳＯ２ＦeＳ2Ｓ（礦產(chǎn)、天然氣脫硫后獲得等）催化劑加熱Ｈ２Ｏ(1)造氣ＦeＳ2O２Ｆe２Ｏ３ＳＯ２++41128高溫(2)接觸氧化ＳＯ2（g）

+1/2Ｏ２

（g）(3)三氧化硫的吸收SO3（g）

+H2O（l）

H2SO4（l）

；ＳＯ３

（g）；V2O5400~500°C△H=-98.3kJ/mol△H=-130.3k