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硫及其化合物 考纲要求:常见非金属元素(H C N O Si S Cl) 1、了解硫单质及其重要化合物的重要性质及应用
2、了解硫单质及其重要化合物的重要性质对环境质量的影响 3、硫单质及其重要化合物相互转化的条件和方法 4、了解硫酸根离子检验方法
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【总结】知识网络 FeS2 11 3 2 4 7 H2S S SO2 SO3 H2SO4 8 6 1 5 12 10 9 Na2SO3
BaSO4
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一、硫、二氧化硫 (1)物理性质: 硫单质在常温下是一种淡黄色晶体, 熔沸点较低,不溶于水,微溶于酒精, 易溶于CS2等非极性溶剂。
硫的性质 (1)物理性质: 硫单质在常温下是一种淡黄色晶体, 熔沸点较低,不溶于水,微溶于酒精, 易溶于CS2等非极性溶剂。
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(2)化学性质 硫的氧化性较弱,与Cu、Fe等 变价金属反应时生成低价的硫化物。 Fe+S FeS , 2Cu+ S Cu2S
H2+S H2S , S+O SO2 Fe+S FeS , 2Cu+ S Cu2S +2 +1 Hg+S=HgS(用于除去有毒的汞) 3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O
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【训练】 答案 A 1.下列有关二氧化硫的说法中,错误的是 ( ) A.二氧化硫能漂白某些物质,说明它具有氧化性
1.下列有关二氧化硫的说法中,错误的是 ( ) A.二氧化硫能漂白某些物质,说明它具有氧化性 B.二氧化硫的水溶液能使紫色石蕊试液变红, 说明它能和水反应生成H2SO3 C.将足量二氧化硫通入酸性高锰酸钾试液中, 溶液褪色,说明二氧化硫具有还原性 D.实验室可用浓硫酸干燥二氧化硫 答案 A
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【训练】 2.图l0装置可用于收集SO2并验证其 某些化学性质,下列说法正确的是 答案:B 选项 试剂 现象 结论 A 酸性KMnO4溶液
溶液褪色 SO2有氧化性 B 品红溶液 SO2有漂白性 C NaOH溶液 无明显现象 SO2与NaOH溶液不反应 D 紫色石蕊试液 溶液变红后不褪色 SO2有酸性、没有漂白性 答案:B
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【思考1】 请根据下列反应现象, 说明SO2在反应中表现的性质。 溶液 SO2 性质 反应方程式 ①使橙色溶液 褪色 ②使紫红色溶 液褪色
溶质化学式或名称 SO2 性质 反应方程式 ①使橙色溶液 褪色 ②使紫红色溶 液褪色 ③使蓝色溶液 ④使紫色溶液 变红色 ⑤使红色溶液 SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr 2MnO4—+5SO2+2H2O= 2Mn2++5SO42—+4H+ SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI SO2+H2O H2SO3 溴水 还原性 离子方程式: KMnO4 还原性 碘+淀粉 还原性 石蕊试液 酸酐 品红 漂白性
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⑥使浅黄绿色 溶液褪色 ⑦使黄色溶液 变浅绿色 ⑧使无色溶液 变浅黄色浑浊 ⑨使无色溶液出现白色浑浊 氯水 还原性
SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl 2Fe3++ SO2+2H2O= 2Fe2++SO42—+4H+ 2H2S+ SO2=3S↓+2H2O Ca(OH)2+ SO2=CaSO3↓+H2O CaSO3 + SO2+H2O= Ca(HSO3 )2 Na2SiO3+SO2+H2O=H2SiO3↓+Na2SO3 C6H5ONa+SO2 +H2O C6H5OH ↓ + NaHSO3 离子方程式: Fe3+ 还原性 H2S 氧化性 再通入SO2又溶解 Ca(OH)2 酸酐 Na2SiO3 再通入SO2不溶解 酸酐 C6H5ONa 酸酐 还原性 Ba(NO3)2 3Ba2++2NO3—+3 SO2+2H2O =3BaSO4↓+2NO↑+4H+
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总结:二氧化硫的性质 ⑴ SO2物理性质 无色、有刺激性气味的有毒气体,
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⑵ SO2化学性质 酸性氧化物的通性(亚硫酐) 还原性(能被KMnO4、Fe3+、O2、Cl2等氧化)
SO2+X2+2H2O =H2SO4+2HX(X=Cl、Br、I) SO2+KMnO4+H2O= 弱氧化性:SO2+2H2S=3S+2H2O 漂白性:
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【思考2】 设计实验鉴别气体CO2和SO2
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【思考3】 D 前者仅变红,后者先变红、后褪色。 1. 将SO2通到显红色的酚酞试液中,发现红色消失,主要是因为SO2( )
A、有漂白性 B、有还原性 C、有氧化性 D、溶于水后显酸性 D SO2和Cl2分别通入石蕊试液中, 现象有何不同? 前者仅变红,后者先变红、后褪色。
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【小结】漂白原理的比较 类型 物质 特点 氧化型 加合型 吸附型 强氧化性,彻底,不可逆 SO2 较大的表面积,吸附一些有色物质
HClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2、 浓HNO3、O3 强氧化性,彻底,不可逆 加成反应,可逆、不彻底 SO2 不能漂白酸碱指示剂 较大的表面积,吸附一些有色物质 活性炭、胶体
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【思考4】 将一定量的SO2混合通入BaCl2溶液中,有没有沉淀产生?若有是什么沉淀;若没有沉淀,采取什么措施才能产生沉淀?
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【拓展】 (1)三氧化硫的性质 ① 无色易挥发的晶体,熔点为16.8℃,沸点为44.8℃。
②SO3能强烈吸水,在空气中发“烟”,放出大量热。 (SO3+H2O=H2SO4) ③SO3具有酸性氧化物的通性、较强的氧化性。
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【拓展】(2)H2S和氢硫酸 ①硫化氢是一种没有颜色、有臭鸡蛋气味的气体,剧毒。 ②水溶液的弱酸性(氢硫酸)
H2S H++HS- , HS - H++S2- ③还原性:H2S能被SO2、O2、Cl2、Fe3+等氧化 2FeCl3+H2S==2FeCl2+S↓+2HCl 氧化产物一般是S,相邻价态变化!
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练习: 下列物质,既能跟H2S反应,又能使溴水褪色的是( ) ①硫化钾溶液 ②二氧化硫 ③硫酸铜溶液 ④硝酸银溶液 ⑤小苏打溶液 ⑥烧碱溶液
①硫化钾溶液 ②二氧化硫 ③硫酸铜溶液 ④硝酸银溶液 ⑤小苏打溶液 ⑥烧碱溶液 A ①②③ B、①②④⑥ C、 ③④⑤⑥ D、②④⑥ 答案:B
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【拓展】(3)亚硫酸的性质 ①弱酸性 H2SO3 H++HSO3- ②还原性:能被O2、Cl2、Br2、I2等氧化剂氧化
HSO3- H++SO32- 酸性强弱: H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3 ②还原性:能被O2、Cl2、Br2、I2等氧化剂氧化 2H2SO3+O2=2H2SO4(酸雨的酸性增强) ③弱氧化性:H2SO3+2H2S=3S↓+3H2O
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实验题 《优化设计》 P42-43
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【思考4】 某报曾刊出下列新闻:某日凌晨,一辆载有27吨浓硫酸的罐车在某境内侧翻。从车内流出来的硫酸漫延到山下,山下一段300多米长、2米多宽的土路路面杂草等被腐蚀成黑色,上面泛起黑色的泡沫;空气中到处弥漫着刺鼻的气味。事发后,消防部门和环保部门的工作人员迅速赶到现场进行清理,由于罐车里还残留有五六吨浓硫酸,工作人员事先向硫酸罐里充了氮气(以免硫酸罐里进入氧气后,发生爆炸),然后用焊枪将硫酸罐顶部割开两个口子,将残留的一部分硫酸抽到另外一辆车上运走。消防战士又向罐车投放了250公斤左右固体碱和500公斤左右的石灰粉。中和时,形成的白色烟雾从罐切割口和裂缝处喷射出来,并伴有“砰、砰”轰鸣声,场面惊心动魄。 请用化学知识解释下列问题:
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(1)“山下一段300多米长、2米多宽的路面杂草被腐蚀成黑色”其原因是 。
(2)浓硫酸为不挥发性强酸,为什么说“到处弥漫着刺鼻的气味” 。 (3)该运载硫酸的车罐可能是用 制造的。为什么说硫酸罐里进入氧气后可能发生爆炸? 。 (4)中和时为什么“形成白色烟雾从罐切割口和裂缝处喷射出来,并伴有“砰、砰”轰鸣声” 。 浓硫酸将土壤、杂草中的有机物脱水炭化 浓硫酸具有强化性,与还原性物质发生氧化还原反应,被还原成SO2 铁或铝; 残留浓硫酸吸收空气中水分变稀,可能与运输罐反应生成了部分氢气,在焊接时遇见明火发生爆炸 碱和浓硫酸中和时放出大量的热
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二、硫酸的性质 (1)物理性质 硫酸是具有 、 的二元强酸。纯净的硫酸为 色、 状液体,密度比水大,可以任意比例溶于水,溶解过程中伴随有 现象。因此,浓硫酸稀释时,只能 ,并不断 。 不挥发性 高沸点 无 油 放热 将浓H2SO4沿玻璃棒注入水中 搅拌散热
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(2)浓硫酸的特性 ①高沸点性(用于制挥发性酸) ②强酸性(用于强酸制弱酸) ③吸水性(做干燥剂)
NaCl+ H2SO4 NaHSO4+HCl↑ ②强酸性(用于强酸制弱酸) ③吸水性(做干燥剂) 干燥:O2、H2、CO2、Cl2、HCl、 SO2、CO、CH4、C2H4、C2H2等气体。
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④脱水性 C12H22O11 12C+11H2O C2H5OH C2H4↑+H2O ⑤强氧化性 冷的浓H2SO4,如遇铁、铝等金属产生钝化作用 Cu+2 H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O C+2 H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O
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小结: ⑴ 与氢以前的金属反应:当金属足量时,随着反应的进行,浓硫酸变成稀硫酸,气体产物由SO2变成H2。
浓硫酸与金属反应可分成两种情况: ⑴ 与氢以前的金属反应:当金属足量时,随着反应的进行,浓硫酸变成稀硫酸,气体产物由SO2变成H2。 ⑵ 与氢以后的金属反应:随着反应的进行,浓硫酸变成稀硫酸,反应停止。
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课堂练习 A 1、向50mL 18mol·L-1H2SO4溶液中加入足量的Cu片并加热。充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量为( )
A.小于0.45mol B.等于0.45mol C.在0.45mol 和0.9mol之间 D.大于0.9mol A
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CD 2、将过量的金属锌投入到含.200molH2SO4的热浓硫酸中,下列判断正确的是 A.因发生“钝化”而不反应
B.产生的SO2为0.100mol C.产生的SO2少于0.100mol D.除SO2外还会有H2产生 CD
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A 3、关于浓硫酸的说法正确的是( ) A、若洒在皮肤上应立即用纱布拭去浓硫酸,再用大量水冲洗。
3、关于浓硫酸的说法正确的是( ) A、若洒在皮肤上应立即用纱布拭去浓硫酸,再用大量水冲洗。 B、稀释时要用水沿器壁慢慢倒入浓硫酸中,并用玻璃棒不断搅拌 C、欲除去C2H2气体中混有的H2S、水蒸气,可让混合气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶 D、浓硫酸不分解,不挥发,所以能敞口放置在空气中
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3. 把12.8g的铜片放入装有含硫酸0.2mol的浓硫酸的试管中,加热。反应完全后,产生的SO2的体积是( )
A L B L C L D. 以上答案都不对 D
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(3) 硫酸根离子的检验 被检液 取清液 有无白色沉淀(有无SO42-) ① 用盐酸酸化防止Ag+、CO32-、SO32-、PO43-干扰;
足量 稀盐酸 BaCl2溶液 取清液 有无白色沉淀(有无SO42-) ① 用盐酸酸化防止Ag+、CO32-、SO32-、PO43-干扰; ②不能选择使用HNO3酸化的BaCl2或 Ba(NO3)2溶液, 防止SO32-、HSO3-干扰。
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(4)硫酸盐 (1)重要的硫酸盐 结晶水的硫酸盐 一些含 叫做矾。 胆矾 ,绿矾 , 皓矾 ,明矾 , 生石膏 ,熟石膏 , 重晶石 。
一些含 叫做矾。 胆矾 ,绿矾 , 皓矾 ,明矾 , 生石膏 ,熟石膏 , 重晶石 。 CuSO4·5H2O FeSO4·7H2O ZnSO4·7H2O KAl(SO4)2·12H2O CaSO4·2H2O 2CaSO4·H2O BaSO4
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S SO2 SO3 H2SO4 SO3 + H2O===H2SO4 2SO2+O2===2SO3 S+O2===SO2 三、硫酸的工业制法
(1)三个反应原理 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 (早期生产) 高温
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四、生产中三废的处理 1、尾气吸收 SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O
CaSO3 + H2SO4= CaSO4 +SO2↑ +H2O 得到的SO2含量较高,可返回用作原料。 2、污水处理 一般用熟石灰中和酸性废水。 3、废渣的利用 炼铁的原料 提炼贵重有色金属 制造水泥、造砖 炉渣、矿灰
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环境污染 大气污染 水污染 土壤污染 食品污染 SO2 CO NO,NO2 噪 声 污 染 烃 粉 尘 放射线污染 固体废弃物污染 煤 烟
噪 声 污 染 烃 粉 尘 放射线污染 固体废弃物污染 煤 烟 35
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SO2是大气的主要污染物 酸雨: 酸雨的危害: pH < 5.6的降水 成因 SO3 + H2O = H2SO4
主要来源于煤和石油等含硫物质的燃烧,金属矿物的冶炼 ⑴ 使人发生呼吸道疾病 ⑵ 会使植物枯死 ⑶ 形成酸雨 酸雨: pH < 5.6的降水 成因 SO3 + H2O = H2SO4 SO2 + H2O = H2SO3 酸雨的危害: 1.湖泊水质酸化,毒害水中生物。 2.使土壤酸化,破坏农田、损害农作物、森林。 3.腐蚀建筑物、金属制品、名胜古迹。
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D 在硫酸的工业制法中,下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都是正确的是 ( )
( ) A.硫铁矿燃烧前需要粉碎,因为大块的硫铁矿不能在空气中燃烧 B.从沸腾炉出来的炉气需净化,因为炉气中SO2会与杂质反应 C.SO2氧化为SO3时需使用催化剂,这样可以提高 SO2的转化率 D.SO3用98.3%的浓H2SO4吸收,目的是防止形成酸雾,以便使SO3吸收完全 D
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D 接触法生产H2SO4的过程中,对“废气、废水、废渣、废热”的处理正确的是( ) ①尾气用石灰水处理 ②污水用石灰乳处理
①尾气用石灰水处理 ②污水用石灰乳处理 ③废渣用来造水泥、炼铁 ④设置“废热”锅炉产生蒸汽、供热或发电 A.只有①② B.只有①③④ C.只有①②③ D.①②③④ D
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小 结 三方程 三设备 三阶段 4FeS2 +11O2 2Fe2O3 + 8SO2 2SO2 +O2 2SO3 △
小 结 1 .二氧化硫的的制取和净化 三阶段 2 .二氧化硫氧化成三氧化硫 3 .三氧化硫的吸收和硫酸的生成 4FeS2 +11O Fe2O3 + 8SO2 高温 三方程 2SO2 +O SO3 V2O5 △ SO3 +H2O H2SO4 沸腾炉 三设备 接触室 吸收塔
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〖例〗下图虚线框中的装置可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有气体产物,填写下列空白。
(1)如果将装置中①、②、③三部分仪器的连接顺序变为②、①、③,则可以检出的物质是_____;不能检出的物质是_____。 (2)如果将仪器的连接顺序变为①、③、②,则可以检出的物质是_____;不能检出的物质是_______。 (3)如果将仪器的连接顺序变为②、③、①,则可以检出的物质是_______;不能检出的物质是_________。
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A、B两种盐均为无色晶体.其中A的焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃)A的水溶液pH大于7.下面是A、B两种盐所进行的实验记录其中H、G均为不溶于酸的白色沉淀.
(1)写出A、B两种盐的化学式A_____;B______. (2)写出A、B反应的离子方程式__________. (3)写出F+E+H2O反应的化学方程式___________. (4)电解C的无色溶液.阴、阳两极所得气体的体积比理论值为1∶1.而实际收集到的气体的体积比却大于1∶1.简单解释原因__________.
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氧族元素的原子结构及性质 名称: 氧 硫 硒 碲 钋 符号: O S Se Te Po
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补充 氧族元素综述 1.氧族元素单质的物理性质 O S Se Te 状 态 颜 色 溶解性 导电性 熔沸点 密 度 气态 固态 固态 固态
元素符号 O S Se Te 状 态 颜 色 溶解性 导电性 熔沸点 密 度 气态 固态 固态 固态 银白色 O2无O3淡蓝 淡黄色 灰色 难溶 难溶 难溶 难溶 不导电 不导电 半导体 导体 逐 渐 升 高 逐 渐 增 大 43
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2.氧族元素的化学性质 元素 氧(O) 硫(S) 硒(Se) 碲(Te) 核电荷数 8 16 34 52 最外层电子数 6 电子层数 2 3
化合价 -2,-1,0 -2,0,+4,+6 原子半径 密度 与H2 化合难易 氢化物稳定性 氧化物化学式 对应水化物 最高价氧化物的水化物酸性 元素非金属性 逐渐( ) 增大 逐渐( ) 增大 点燃剧烈反应 加热时化合 较高温时化合 不直接化合 逐渐( ) 减弱 SO2 ,SO3 SeO2 ,SeO3 TeO2,TeO3 H2SO3,H2SO4 H2SeO3,H2SeO4 H2TeO3,H2TeO4 逐渐( ) 减弱 逐渐( ) 减弱
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1.对氧、硫、硒、碲四种元素,下列说法中不正确的是( )
(A)最外层电子数相等 (B)原子半径依次增大 (C)由于核电荷数增大,核对最外层电子引力也依次增大 (D)阴离子的还原性依次增大 2.下列关于硒的叙述中,不正确的是( ) (A)硒可以跟钠组成化合物Na2Se (B)硒化氢的水溶液呈强酸性 (C)亚硒酸是一种中强酸 (D)硒化氢在空气中燃烧生成二氧化硒 C B 3.钋是原子序数最大的氧族元素,推测钋及钋的化合物最不可能具有的性质是( )。 A.钋是能导电的固体 B.钋的氧化物的水化物至少有两种 C.钋与氢气不能直接化合 D.钋的氢化物很稳定 D
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练习、下列事实中能用来说明氯的非金属性比硫强的是( ) ①与Fe反应:2Fe +3Cl2 ==== FeCl3 Fe +S ==== FeS
练习、下列事实中能用来说明氯的非金属性比硫强的是( ) ①与Fe反应:2Fe +3Cl2 ==== FeCl3 Fe +S ==== FeS ②稳定性:HCl>H2S ③酸性:HClO4>H2SO4 ④酸性:HCl>H2S ⑤Cl2通入H2S溶液中的反应: Cl2+H2S=2HCl+S↓ A、全部 B、②③ C、①②③ D、除④外 D 点燃 △
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O3与O2的对比 O2 臭氧的性质 特殊臭味 名 称 臭 氧 氧 气 化学式 O3 O2 两者关系 颜 色 气 味 氧化性比较 用 途
臭 氧 氧 气 化学式 O3 O2 两者关系 颜 色 气 味 氧化性比较 用 途 O2 同 素 异 形 体. 淡蓝色 无色 特殊臭味 无味 氧化性臭氧比氧气强 脱色剂、消毒剂 供给呼吸、支持燃烧
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臭氧的化学性质和用途 漂白剂:O3能使有色物质褪色 (其褪色原理与HClO类似) 如将O3通入石蕊试液中,溶液变为无色。
放电、高温、紫外线或催化剂MnO2 分解 吸收太阳紫外线 (2)强氧化性 脱色剂、消毒剂 ① O3能与Ag、Hg等不活泼金属反应,产生O2 ② O3+2KI+H2SO4 =I2+2KOH+H2O+K2SO4 漂白剂:O3能使有色物质褪色 (其褪色原理与HClO类似) 如将O3通入石蕊试液中,溶液变为无色。
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H2O2的性质 1、弱酸性: 2H2O2==2H2O+O2↑ 2、不稳定性 3、氧化性: 杀菌、消毒
MnO2 2H2O2==2H2O+O2↑ 2、不稳定性 (二氧化锰作催化剂) 保存在棕色瓶中,放置在阴凉处 3、氧化性: 杀菌、消毒 H2O2+2KI+ H2SO4 =I2+H2O+K2SO4 H2O2作氧化剂 还原产物为H2O ,不会引入新杂质 4、还原性: H2O2→ O2 2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=2MnSO4+5O2↑+8H2O+K2SO4
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