2009届高三毕业班化学总复习 硫及其化合物 氧族元素
一、H2S 实验室可用下图所示装置来制取硫化氢气体 实验室是采用硫化亚铁和稀硫酸反应来制取硫化氢的,写出反应的化学方程式: FeS + H2SO4 == FeSO4 + H2S↑ 反应的离子方程式是: FeS + 2H +== Fe 2+ + H2S↑
无色,有臭鸡蛋气味气体,微溶于水,密度比空气大,有剧毒。 硫化氢的物理性质 无色,有臭鸡蛋气味气体,微溶于水,密度比空气大,有剧毒。
就下面有关H2S的实验,回答问题
(一)、写出实验中装置A~E可能观察到的现象,并写出反应的化学方程式(是离子反应的还需写出离子方程式) 有黑色沉淀产生,溶液蓝色变浅。 反应的离子方程式是: H2S + Cu2+ == CuS ↓+ 2H+ 2、B中的现象是: 溶液由紫红色变无色。 反应的离子方程式是: 5H2S + 2MnO4- + 6H+ == 5S ↓+2Mn2+ + 8H2O
3、C中的现象是: 溶液由棕黄色变浅绿色;并有浅黄色沉淀生成。 反应的离子方程式是: H2S + 2Fe3+ == 2Fe2+ + S ↓+ 2H+ 4、D中的现象是: 溴水变为无色,溶液变浑浊。 反应的离子方程式是: H2S + Br2 == 2Br- + S ↓+ 2H+
5、E中的现象是: 溶液变浑浊。 反应的离子方程式是: 2H2S + SO2 == 3S ↓+ 2H2O 6、F是用于吸收尾气的装置, 则F中所装的溶液是: NaOH 反应的离子方程式是: H2S + 2OH- == S2-+ 2H2O
知识链接: H2S 的主要化学性质 (1)可燃性: 2H2S + O2 = 2S + 2H2O (不完全燃烧) 点燃 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O (完全燃烧) 点燃 (2)还原性: 2H2S + SO2 == 2H2O + 3S↓ H2S + 2Fe3+ == 2Fe2+ + S↓+ 2H+
二、硫(S)的性质 (一)、物理性质 硫俗称硫磺,是一种淡黄色固体,密度比水大,难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。 不同温度硫分子含硫原子数不同、常温是S8、高温蒸气主要是S2。 (二)、在自然界的存在: 游离态(单质):硫磺存在于火山口附近,硫磺矿。 化合态(化合物):硫铁矿(黄铁矿)FeS2、黄铜矿 CuFeS2、 芒硝 Na2SO4·10H2O
常识介绍 热NaOH溶液 CS2 熔过硫的试管可用 或 洗涤。 3S + 6NaOH == 2Na2S + Na2SO3 +3H2O △
(三)硫的化学性质 1、硫在氧气中燃烧: 现象:发出明亮的蓝紫色火焰。 反应方程式: 点燃 S + O2 === SO2
2、硫与金属单质的反应: 写出下列各个反应的化学方程式: (1)金属钠与硫磺混合 (2)铁粉与硫粉混合共热 (3)加热的铜丝插入硫蒸汽中 2Na + S == Na2S
三、SO2的性质 (一)、物理性质 无色、有刺激性的有毒气体,密度比空气大 ,易液化、易溶于水。 (二)、实验室制取SO2的方法 1、Na2SO3固体和浓H2SO4反应 Na2SO3 + H2SO4 == Na2SO4 + SO2↑ + H2O 2、铜和浓硫酸反应 Cu + 2H2SO4(浓)== CuSO4 + 2H2O + SO2↑
(三)SO2的化学性质 根据下列实验回答问题
1、试验中A可以观察到的现象是: 反应后取A中的液体进行加热,又可以观察到什么现象? 实验室可以用品红试液来鉴别二氧化硫气体,所进行的试验操作是: 品红试液褪色 液体由无色变为红色 将待检气体通入红色品红试液中,若品红褪色,再加热溶液,又由无色变为红色,则说明该气体是二氧化硫。
2、B中能观察到的实验现象是: 反应的离子方程式是: 紫色高锰酸钾溶液变为无色 5SO2+2MnO4-+ 2H2O= 2Mn2++5SO42-+4H+
3、C中的反应现象是 溶液由棕黄色变为浅黄绿色。 反应的离子方程式是 SO2+2Fe3++2H2O= SO42-+2Fe2++4H+
4、D中溴水由橙色褪为无色 反应的离子方程式是: SO2+Br2+2H2O= 2Br-+SO42-+4H+
5、E装置是用于吸收尾气的一般 是用NaOH溶液来吸收SO2 (1)如果尾气含二氧化硫比较少,写出反应的化学方程式和离子方程式 SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O SO2+2OH-=SO32-+H2O (2)如果尾气含二氧化硫比较多,NaOH比较少,写出反应的化学方程式和离子方程式 SO2+ NaOH=NaHSO3 SO2+ OH-=HSO32-
知识链接:酸雨的形成及其危害 酸雨是指pH<5. 65的降水. 有关酸雨内容选自百度百科 酸雨的成因 酸雨的成因是一种复杂的大气化学和大气物理的现象。酸雨中含有多种无机酸和有机酸,绝大部分是硫酸和硝酸。工业生产、民用生活燃烧煤炭排放出来的二氧化硫,燃烧石油以及汽车尾气排放出来的氮氧化物,经过“云内成雨过程”,即水汽凝结在硫酸根、硝酸根等凝结核上,发生液相氧化反应,形成硫酸雨滴和硝酸雨滴;又经过“云下冲刷过程”,即含酸雨滴在下降过程中不断合并吸附、冲刷其他含酸雨滴和含酸气体,形成较大雨滴,最后降落在地面上,形成了酸雨。我国的酸雨是硫酸型酸雨。
酸雨多成于化石燃料的燃烧: ⑴S→H2SO4 S+O2(点燃)→SO2 SO2+H2O→H2SO3(亚硫酸) 2H2SO3+O2→2H2SO4(硫酸) ⑵氮的氧化物溶于水形成酸: a.NO→HNO3(硝酸) 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO 总的化学反应方程式: 4NO+2H2O+3O2=4HNO3 b.NO2→HNO3 总的化学反应方程式: 4NO2+2H2O+O2→4HNO3
酸雨的危害 硫和氮是营养元素。弱酸性降水可溶解地面中矿物质,供植物吸收。如酸度过高,pH值降到5.6以下时,就会产生严重危害。它可以直接使大片森林死亡,农作物枯萎;也会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定,淋洗与土壤离子结合的钙、镁、钾等营养元素,使土壤贫瘠化;还可使湖泊、河流酸化,并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中,毒害鱼类;加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程;可能危及人体健康。
酸雨的治理措施 控制酸雨的根本措施是减少二氧化硫和氮氧化物的排放. 目前世界上减少二 氧化硫排放量的主要措施有: 1、原煤脱硫技术,可以除去燃煤中大约40%一60%的无机硫。 2、优先使用低硫燃料,如含硫较低的低硫煤和天然气等。 3、改进燃煤技术,减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如,液态化燃煤技术是受到各国欢迎的新技术之一。它主要是利用加进石灰石和白云石,与二氧化硫发生反应,生成硫酸钙随灰渣排出。 4、对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。目前主要用石灰法,可以除去烟气中85%一90%的二氧化硫气体。不过,脱硫效果虽好但十分费钱。例如,在火力发电厂安装烟气脱硫装置的费用,要达电厂总投资的25%之多。这也是治理酸雨的主要困难之一。 5.开发新能源,如太阳能,风能,核能,可燃冰等,但是目前技术不够成熟,如果使用会造成新污染,且消耗费用十分高.
四、硫 酸 H2SO4 (回忆巩固). 酸的通性 指示剂 紫色石蕊试液 金属Fe 金属氧化物 CuO 碱 氢氧化铜 盐(BaCl2)
(一)、硫酸的物理性质 无色黏稠油状 纯硫酸是 液体,常用的浓硫酸中H2SO4的质量分数是 ,其密度为1.84g·cm3,物质的量浓度为 ,沸点是 。 硫酸是一种 挥发的强酸, 溶于水,能与水以 比例互溶,溶于水放出大量的热。 98.3% 18.4mol/L 3380C 难 易 任意
知识链接:浓硫酸的稀释: 将浓硫酸沿器壁(广口容器)慢慢加入水中,边加边搅拌。
(二)、浓硫酸的特性: 1、吸水性: 应用:常用作干燥剂 游离水 是指浓硫酸所具有的吸收 的性质。 是指浓硫酸所具有的吸收 的性质。 H2SO4+nH2O=H2SO4·nH2O 应用:常用作干燥剂 中学化学中常用浓硫酸干燥的气体有: H2 O2 CO CO2 CH4 HCl SO2 Cl2 中学化学中不能用浓硫酸干燥的气体有: a.碱性气体: NH3 b.还原性气体: H2S HBr HI
2、脱水性: 有机 H、O 是指浓硫酸将许多 化合物中的 按照 水分子中的 个数比夺取出来的性质。 例如:HCOOH CO↑+H2O 是指浓硫酸将许多 化合物中的 按照 水分子中的 个数比夺取出来的性质。 例如:HCOOH CO↑+H2O C2H5OH CH2=CH2↑+H2O 浓硫酸 1700C
3、强氧化性: Fe、Al ⑴常温下, 遇浓硫酸发生“钝化”。 ⑵与金属反应(除Au、Pt): ⑴常温下, 遇浓硫酸发生“钝化”。 能用铝槽车盛放、运输浓硫酸 ⑵与金属反应(除Au、Pt): Cu+2H2SO4(浓) = CuSO4 + SO2 ↑+ 2H2O 2Fe(少)+6H2SO4(浓) = Fe2 (SO4)3+ 3SO2↑+ 6H2O
2HBr+H2SO4 (浓) = Br2+SO2↑+2H2O C+2H2SO4(浓)=CO2↑ + 2SO2↑+ 2H2O 2P+5H2SO4(浓)=2H3PO4+5SO2↑ +2H2O ⑶与非金属单质反应: ⑷与还原性化合物反应: 2HBr+H2SO4 (浓) = Br2+SO2↑+2H2O 2FeO+4H2SO4(浓)= Fe2(SO4)3+SO2↑+4H2O
问题探究 某学习小组在做浓硫酸和蔗糖反应的实验时,发现把浓硫酸滴加到放在烧杯中的蔗糖后,用玻棒搅拌过程中蔗糖慢慢变黑,蓬松(体积增大),用手摸烧杯外壁,烫手,同时还闻到有刺激性气味的气体。 (1)、蔗糖变黑是发生了炭化,说明浓硫酸具有 性。用方程式表示该过程 脱水性
(2)为了探究无色刺激性气味气体的成分,该小组同学设计了下面实验
在分液漏斗中装浓硫酸,平底烧瓶中放适量蔗糖,实验开始时,往烧瓶中滴加浓硫酸。 从该小组设计的实验装置来看,他们是判断生成的气体中有: 水蒸气、二氧化碳、二氧化硫 生成这三种气体的反应方程式是:
证明这三种产物的顺序和现象分别是: (1)、要证明有水蒸气产生的现象是: (2)、要证明有二氧化硫产生的现象是: (3)、要证明有二氧化碳产生的现象是: 装置(2)中无水CuSO4变蓝色 装置(3)中品红溶液变无色 装置(5)中品红溶液不褪色,装置(6)中澄清石灰水变浑浊。
该装置中设置(4)的目的是: 除去二氧化硫气体,避免它对二氧化碳鉴别的干扰。
硫酸的工业制法---接触法
S SO2 SO3 H2SO4 SO3 + H2O===H2SO4 2SO2+O2===2SO3 S+O2===SO2 (一)、接触法制造硫酸的反应原理 S SO2 SO3 H2SO4 硫化物 如 FeS2 SO3 + H2O===H2SO4 2SO2+O2===2SO3 催化剂 △ S+O2===SO2 点燃 4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2 高温
SO3 H2SO4 SO2 S (二)、接触法制造硫酸的生产过程 硫化物 如 FeS2 2 二氧化硫转化成三氧化硫 2 二氧化硫转化成三氧化硫 3 三氧化硫的吸收和硫酸的生成 1 二氧化硫的制取和净化
除尘 洗涤 干燥 1. 二氧化硫的制取和净化 4FeS2(固)+11O2(气)===2Fe2O3(固)+8SO2(气)+Q 沸腾炉 原料 1. 二氧化硫的制取和净化 4FeS2(固)+11O2(气)===2Fe2O3(固)+8SO2(气)+Q 高温 原料 沸腾炉 SO2、O2、N2、水蒸气以及一些杂质,如As、Se等的化合物和矿尘等等。 炉气 粉碎 除尘 洗涤 干燥 氧气
2. 二氧化硫氧化成三氧化硫 2SO2+O2===2SO3+196.6kJ 沸腾炉 沸腾炉 接触室 催化剂 热交换器 V2O5 4500C 2. 二氧化硫氧化成三氧化硫 2SO2+O2===2SO3+196.6kJ V2O5 4500C 沸腾炉 沸腾炉 接触室 4500C 催化剂 8500C 5000C 热交换器 <600C 5000C
3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成 SO3 + H2O===H2SO4+79.5kJ 沸腾炉 接触室 吸收塔 热交换 1450C 尾气
2NH3·H2O+SO2===(NH4)2SO3+H2O 4.尾气处理 尾气的组成:SO2,O2,N2 (1)碱法: Na2CO3 Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2 (2)氨酸法: NH3·H2O 2NH3·H2O+SO2===(NH4)2SO3+H2O
五、臭氧(O3) 1.物理性质:在常温、常压下,臭氧是一种有特殊臭味的淡蓝色气体,它的密度比氧气大。 2.化学性质 (1)极强的氧化性:O3+2KI+H2O====2KOH+I2+O2 (使湿润的淀粉—KI试纸变蓝) (2) 不稳定性:2O3====3O2 (升温分解速率加快) (3). 漂白和消毒:有些染料受到臭氧的强烈氧化作用会褪色,臭氧还可以杀死许多细菌,因此臭氧是一种很好的褪色剂和消毒剂。 (4).产生方式:3O2 2O3 (高压放电)
六、过氧化氢(H2O2) O为-1价 无色黏稠状液体,水溶液俗称双氧水,呈弱酸性。 3% 医用消毒杀菌剂 常用浓度: 工业上所用漂白剂 10% 市售双氧水 30% 化学性质: 弱酸性 不稳定性:2H2O2 2H2O+O2↑ MnO2 强氧化性:可用作氧化剂、漂白剂、 消毒剂、脱氯剂等。 还原性
能够氧化Fe2+、I-等,本身被还原为H2O。如:SO2+H2O2====H2SO4, H2O2和H2O比较 H2O2 H2O 分子结构 物理 性质 无色黏稠液体,水溶液俗称双氧水,具弱酸性 无色、无味、透明液体,呈中性 化学性质 不稳定 很稳定 氧化性 能够氧化Fe2+、I-等,本身被还原为H2O。如:SO2+H2O2====H2SO4, 2Fe2++H2O2+2H+====2Fe3++2H2O 2Na+2H2O==== 2NaOH+H2↑ 还原性 能被强氧化剂如KMnO4(H+)等所氧化:2MnO-+5H2O2+6H+====2Mn2++5O2↑+8H2O,H2O2的氧化产物为O2 2F2+2H2O==== 4HF+O2 ↑ 贮存 置于棕色瓶内避光阴凉处保存 ------ 用途 可用作氧化剂、漂白剂、清毒剂、脱氯剂、火箭燃料等 常用极性溶剂
硫元素的转化 完成下列变化的化学方程式 CuS FeS FeS2 BaSO4 H2S S SO2 SO3 H2SO4 Na2S Na2SO3 HgS
练习 1:①在H2S水溶液中通入过量的O2 。 ②在H2S水溶液中通入过量的SO2 ,PH怎样变化,作出图像。 PH O2 ① SO2 ② 7 ① SO2 ②
练习 2:常温常压下,点燃100 ml H2S和O2的混合气体,充分反应恢复到原状况,气体的体积变为58ml,这58ml气体的成分可能是( ) A. H2S B. SO2 、 C.SO2、 O2 D. SO2 、H2S A.C 2H2S + O2 = 2S + 2H2O △n 2 1 3 28 14 100-58=42 ①76 14 ②28 72 ② S + O2 = SO2 28 72-14
练 习 3.浓硫酸和2mol/L的稀硫酸,在实验室中敞口放置。它们的质量和放置天数的关系如图,分析a、b曲线变化的原因是( ) 练 习 3.浓硫酸和2mol/L的稀硫酸,在实验室中敞口放置。它们的质量和放置天数的关系如图,分析a、b曲线变化的原因是( ) A、a升华、b冷凝 B、a挥发、b吸水 C、a蒸发、b潮解 D、a冷凝、b吸水 B 质量 放置天数 a b
练 习 用干布擦去 用大量水冲洗 NaHCO3 4.皮肤上一旦沾有浓硫酸,先 , 再 ,最后再涂上 溶液。 (浓硫酸具有很强的腐蚀性) 练 习 用干布擦去 用大量水冲洗 NaHCO3 4.皮肤上一旦沾有浓硫酸,先 , 再 ,最后再涂上 溶液。 (浓硫酸具有很强的腐蚀性) 5.浓硫酸使蓝色石蕊试纸先变 色,后变 色。 红 黑
练 习 6.甲、乙、丙三位同学各设计一个方案制备CuSO4, 甲用铜片和浓硫酸共热: Cu+2H2SO4(浓) = CuSO4 + SO2 ↑+ 2H2O ; 乙设计的思路是, 2Cu+O2 =2CuO;CuO+H2SO4=CuSO4+H2O; 丙根据电化学原理设计一个电解装置: Cu+H2SO4= CuSO4 + H2↑。 试比较三个方案中哪个方案最佳,并说出理由。 通电
谢谢大家! 谢谢大家!