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密度比空气大,收集SO2用向上排空气法。
2.化学性质
(1)酸性氧化物的通性:
①与水反应
SO2溶于水时生成亚硫酸(H2SO3)溶液显酸性。
亚硫酸不稳定,容易分解成水和二氧化硫,因此该反应是一个可逆反应,用“
”表示。
SO2+H2O
H2SO3。
SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
②与碱反应,如SO2与NaOH
SO2+NaOH===NaHSO3
SO2+Ca(OH)2==CaSO3+H2O
③与碱性氧化物反应,如SO2+CaO==CaSO3+H2O
(2)SO2既有氧化性又有还原性:
SO2中硫元素为+4价(处于中间价态),所以SO2既有氧化性又有还原性,一般表现为还原性。
①弱氧化性:
将SO2通入到氢硫酸(H2S)溶液中:
SO2+2H2S===3S+2H2O;
②较强的还原性:
例如:
A.在催化剂作用下,SO2被O2氧化成SO3:
2SO2+O2
2SO3
B.SO2的水溶液能被X2(Cl2、Br2、I2)氧化,如SO2能使氯水褪色,反应的化学方程
式为:
SO2+Cl2+H2O===H2SO4+2HCl
C.使酸性KMnO4溶液的紫红色褪去。
因此常用KMnO4来除去CO2中的SO2。
(3)漂白性:
SO2可使品红或其他有色物质褪色,其褪色原理主要是SO2能与某些有色物质生成不稳定的无色物质,这种无色物质容易分解,加热或日久又会诙复原来的颜色。
SO2不能漂白酸碱指示剂。
常用此性质鉴别SO2和Cl2。
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※大气中二氧化硫的来源:
煤的燃烧、含硫金属矿石的冶炼、石油的燃烧、硫酸生产中的尾气等,煤和石油的燃烧所产生的二氧化硫是大气中二氧化硫最主要的来源。
三.三氧化硫:
SO3的熔点为16.8℃,沸点为44.8℃(标况下是体),SO3也是一种酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,如:
1.与水反应:
SO3+H2O==H2SO4(硫酸生产原理之一)
2.与碱性氧化物反应生成硫酸盐:
SO3+CaO==CaSO4。
3.与碱反应生成硫酸盐:
SO3+Ca(OH)2==CaSO4+H2O。
【课后作业】
1.常温常压下,下列几种气体在水中的溶解度由大到小的是------------------------------------(A)
①HCl②Cl2③SO2④H2
A.①③②④B.①②③④C.①④②③D.④②③①
2.SO2溶于水后所得溶液的性质是---------------------------------------------------------------------------(B)
A.有氧化性,无还原性,无酸性B.有氧化性,有还原性,有酸性
C.有还原性,无氧化性,无酸性D.有还原性,无氧化性,有酸性
3.下列反应属于可逆反应的是-----------------------------------------------------------------------(CD)
A.H2+S
H2S B.2H2+O2
2H2O
C.SO2+H2O
H2SO3D.2SO2+O2
2SO3
4.下列物质均有漂白性,其中一种与另外三种的漂白原理是不同的。
这种物质是--------(C)
A.HClOB.Na2O2C.SO2D.NaClO
5.下列反应中,SO2起还原剂作用的是--------------------------------------------------------------(BD)
A.2H2S+SO2
3S↓+2H2OB.2SO2+O2
C.SO2+2NaOH
Na2SO3+H2OD.SO2+Br2+2H2O
2HBr+H2SO4
6.全社会都在倡导诚信,然而总是有一部分不法商贩却在背道而驰。
如有些商贩为了使银耳增白,就用硫磺(燃烧硫磺)对银耳进行熏制,用这种方法制取的洁白的银耳对人体是有害的。
这些不法商贩所制取银耳利用的是-----------------------------------------------(C)
A.S的漂白性B.S的还原性C.SO2的漂白性D.SO2的还原性
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7.有关SO2说法错误的是-----------------------------------------------------------------------------(BD)
A.单质硫在空气中燃烧可生成SO2
B.SO2能使品红溶液褪色是因为它具氧化性,加热可恢复原本红色
C.SO2能使加酚酞的NaOH溶液褪色是因为它能与NaOH反应
D.SO2和Cl2都具有漂白作用,所以将两种气体同时作用于潮湿有色物,可大大增强漂白作用
8.某同学在NaOH和酚酞的混合液、品红溶液中均通入二氧化硫气体,溶液红色均退去,对于该现象的解释,下列说法正确的是----------------------------------------------------------(C)
A.都是因为二氧化硫溶于水溶液呈酸性
B.都是因为二氧化硫的漂白作用
C.前者是因为二氧化硫溶于水生成酸,中和了NaOH;
后者是因为二氧化硫的漂白作用
D.前者是因为二氧化硫的漂白作用;
后者是因为二氧化硫溶于水生成酸,中和了NaOH
9.能鉴别SO2和CO2的试剂是-------------------------------------------------------------------------(C)
A.湿润的蓝色石蕊试纸B.澄清石灰水C.品红试液D.氯化钡溶液
10.下列物质中,能使品红溶液褪色的是--------------------------------------------------------------(D)
干燥的Cl2
Na2O2
NaClO
活性碳
HClO
SO2
A.除
以外B.除
以外C.
D.全部可以
11.Cl2和SO2都具有漂白作用,能使品红溶液褪色。
若将等物质的量的Cl2、SO2混合后,再通、
入品红与BaCl2的混合溶液,能观察到的现象是----------------------------------------------(C)
溶液很快褪色
溶液不褪色
出现沉淀
不出现沉淀
A.
B.
C.
D.
12.将SO2分别通入下列溶液,填表
编号
溶液
现象
加热煮沸
后现象
化学方程式
SO2表现
的性质
(1)
品红
褪色
又变红色
漂白性
(2)
石蕊
试液
变红色
不变
SO2+H2O
H2SO3
酸性
(3)
NaOH+
酚酞
红色溶液
褪色
SO2+2NaOH=Na2SO3+
H2O
(4)
溴水
SO2+Br2+H2O==H2SO4+
2HBr
还原性
(5)
KMnO4
(H+)
(6)
H2S
变浑浊
SO2+2H2S===3S+2H2O
氧化性
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第二课时二氧化氮和一氧化氮
【课前导引】
放电
1.氮气是一种无色无味的气体,占空气体积的4/5左右。
在一定条件下,N2
和O2反应的化学方程式为:
N2+2O2===2NO2。
【探究新知】
一、一氧化氮和二氧化氮
1.一氧化氮
(1)物理性质:
NO是无色有毒难溶于水的气体。
(2)化学性质:
NO易与O2化合,所以不能与O2共存。
与O2反应的方程式为:
2NO+O2===2NO2。
所以实验室收集NO只能用排水法收集,而不能用排空气法法收集。
2.二氧化氮
NO2是红棕色,有刺激性气味的有毒气体。
密度比空气大,易液化易溶于水且与水反应。
在闪电时,大气中有少量NO2生成,并随雨水落下。
NO2易与水反应,化学方程式为:
3NO2+H2O===2HNO3+NO。
所以实验室收集NO2只能用向上排空气法收集,而不能用排水法收集。
【思考】雷雨为什么对农作物有利?
答:
雷雨天闪电时,空气中的氮气与氧气反应生成NO,NO继续被空气中的氧气氧化成NO2,NO2溶于雨水生成硝酸降落到地面,与土壤中的矿物质反应生成硝酸盐是一种氮肥,所以对农作物有利。
反应:
①N2+2O2===2NO2;
②2NO+O2===2NO2;
③3NO2+H2O===2HNO3+NO。
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【科学探究】现有一试管二氧化氮,其他药品和仪器自选
1.请你设计实验,要求尽可能多地使二氧化氮被水吸收。
实验步骤
实验结论
将充满NO2的试管倒立于水槽中,并不断振荡
试管内的气体颜色由红棕色慢慢变为无色,最后剩余气体为原气体体积的1/3;
液体进入试管中,并占试管总体积的2/3
NO2易溶于水并与H2O发生反应:
3NO2+H2O===2HNO3+
NO
生成的NO不溶于水。
通过导管通入少量的氧
气
气体迅速由无色变为红棕
色,液面上升,气体最后又变为无色。
NO易与氧气发生反应:
2NO+O2===2NO2,生成的NO2又与水反应生成硝酸和NO。
重复上述操作几次
重复出现第二步骤中的现象,最终液体充满试管。
4NO2+O2+2H2O==4HNO3
2.你的设计对工业上生产硝酸有什么启示?
(从原料的充分利用、减少污染物的排放等方面考虑)
答:
工业上生产硝酸的最后一步反应是在吸收塔中将NO2被水吸收制硝酸:
3NO2+H2O==2HNO3+NO,此反应中NO2的转化率只有2/3,生成的NO是大气污染物,为了减少污染物的排放、使原料得到充分利用,在工业上,向吸收塔中补充空气,使NO
再氧化、再吸收,实现对原料的循环利用。
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【跟踪练习】
1.下列有关NO与NO2的叙述正确的是-----------------------------------------------------------(C)
A.NO是无色气体,可用排空气法收集
B.常温下,氮气与氧气混合就可迅速产生NO
C.常温下NO很容易与空气中的O2化合生成NO2
D.NO2溶于水,与水反应生成HNO3
2.一定温度、压强下,一盛满NO2的试管倒置于盛足量水的水槽里,试管中水的体积占试管容积的2/3。
3.一定条件下,将等体积的O2和NO混合气体充满试管,倒置于盛足量水的水槽里,充分反应后,剩余气体的体积为原总体积的1/8。
4.一定条件下,将等体积的O2和NO2混合气体充满试管,倒置于盛足量水的水槽里,充分反应后,剩余气体的体积为原总体积的3/8。
二、氮的氧化物溶于水的计算
(1)有关化学反应方程式①3NO2+H2O
2HNO3+NO②4NO2+O2+2H2O
4HNO3
③4NO+3O2+2H2O
4HNO3④2NO+O2
2NO2
(2)不同情况及剩余气体的体积
序号
气体
反应
剩余气体
剩余气体的量
Ⅰ
NO2
①
NO
1/3V(NO2)
Ⅱ
NO2+NO
1/3V(NO2)+V(NO)
Ⅲ
NO2+O2
V(NO2)∕V(O2)
4∶1
②
无
<4∶1
O2
V(O2)-V(NO2)/4
>4∶1
①②
NO
[[V(NO2-4V(O2)/3
Ⅳ
NO+O2
V(NO)/V(O2)=
4∶3
③
V(NO)/V(O2)
>4∶3
V(NO)-4/3V(O2)
V(NO)/V(O2)<4:
3
V(O2)-3V(NO)/4
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姓名班级
1.我国已经成功发射了“神舟”五号宇宙载人飞船。
发射飞船的运载火箭,其推进剂引燃后发生剧烈反应,产生大量高温气体从火箭尾部喷出。
引燃后的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO,这些气体均为无色,但在卫星发射现场看到火箭尾部喷出大量红烟,原因是(B)
A.高温下,N2遇空气生成NO2 B.NO遇空气生成NO2
C.CO2与NO反应生成NO2D.NO与H2O反应生成NO2
2.NO气体中混有少量NO2,除去的正确操作是(D)
A.通过盛有浓硫酸的洗气瓶 B.通过盛无水氯化钙的干燥管
C.先通过盛有浓硫酸的洗气瓶,再通过盛有水的洗气瓶
D.先通过盛有水的洗气瓶,再通过盛有浓硫酸的洗气瓶
3.试管中盛装红棕色气体,当倒扣在盛有水的水槽中时,试管内水面上升,但不能充满试管,当向试管内鼓入O2后,可以观察到试管中水柱继续上升,经多次反复后,试管内完全被水充满,原来试管中可能是什么气体(B)
A.可能是N2和NO2混合气 B.可能是O2和NO2混合气
C.可能是NO气体 D.只可能是NO2一种气体
4.已知NO2能被水吸收,反应为3NO2+H2O
2HNO3+NO,在NO2被水吸收的反应中,发生还原反应和氧化反应的物质的质量比为(C)
A.3∶1B.1∶3C.1∶2D.2∶1
5.在标准状况下,将一充满NO2的干燥烧瓶倒立于水槽里的水中,使其充分反应则最后烧瓶内所得溶液的物质的量浓度约为-(A)
A.>
1/22.4mol·
L-1B.<
L-1C.=1/22.4mol·
L-1D.无法确定
6.将充满N2和NO2共45mL的试管,倒立于水槽中,过一段时间气体的体积为35mL,则原混合气体中N2和NO2的体积比是-(D)
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A.7∶2B.2∶7C.1∶2D.2∶1
7.将盛有12mLNO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中,充分反应后,还剩余2mL无色气体,则原混合气体中O2的体积是(AD)
A.1.2mLB.2.4mLC.3.6mLD.4mL
8.一定条件下,将m体积NO和n体积O2同时通入倒立水中且盛满水的容器内,充分反应后,容器内残留m/2体积的气体。
该气体接触空气则变为红棕色,则m与n的比值为(C)
A.3∶2B.2∶3C.8∶3D.3∶8
9.已知氮的氧化物跟NaOH溶液发生的化学反应如下:
3NO2+2NaOH
2NaNO3+NO+H2O NO2+NO+2NaOH
2NaNO2+H2O
现有mmolNO2和nmolNO组成的混合气体,要用NaOH溶液使其完全吸收无剩余气体,现用浓度为amol/L的NaOH溶液,则需此NaOH溶液的体积是(D)
A.a/mLB.2m/3aLC.2(m+n)/3aLD.m+n/aL
10.把3体积的NO2气体,依次通过下列3个分别装有①NaHCO3饱和溶液②浓H2SO4③Na2O2的装置后,用排水法把残留气体收集到集气瓶中,集气瓶内气体应是(同温同压下测定-(D)
A.1体积NOB.2体积NO2和0.5体积O2C.2体积O2D.0.25体积O2
11.将装有50mLNO2、NO混合气体的量筒倒立于水槽中,反应后气体体积缩小为30mL,则原混合气体中NO2和NO的体积比是(C)
A.5∶3B.3∶5C.3∶2D.2∶3
12.在标准状况下,将O2和NO2按1∶4的体积比充满干燥烧瓶,把烧瓶倒置于水中,瓶内液体逐渐上升,假设烧瓶内溶液不扩散,最终烧瓶内溶质的物质的量浓度-(C)
A.1/14mol/LB.4/5mol/LC.1/28mol/LD.1/42mol/L
13.有容积相同的4个集气瓶,分别装满下列各气体,倒扣在盛满水的水槽中,经充分反应后,集气瓶进水最多的是-(D)
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A.NO和N2体积各占50%B.NO2和N2体积各占50%
C.NO2和O2体积各占50%D.NO和O2体积各占50%
14.下列气体溶解于水,没有发生氧化还原反应的是-(AC)
A.SO2溶解于水B.NO2溶解于水 C.CO2溶解于水D.Cl2溶解于水15.常温下不能共存的一组混合气体是(A)
A.一氧化氮、氧气、氮气B.二氧化氮、氧气、氮气
C.二氧化硫、氧气、氢气D.氮气、氧气、水蒸气
16.将VmLNO和NO2的混合气体通过足量的水,充分反应后,得到一定体积的无色气体A。
将此无色气体A与等体积的氧气混合,充分反应后,再通过足量的水,充分反应后还能收集到5mL无色气体(以上气体体积均在相同状况下测定)。
试回答:
(1)A是NO,其体积为20mL。
(2)计算确定V的取值范围:
60mL>
V>
20mL。
17.硝酸工业尾气中的氮的氧化物(NO、NO2)是大气的主要污染物之一,其常用的治理方法中有以下两种:
①NaOH吸收法,反应原理如下:
2NO2+2NaOH
NaNO2+NaNO3+H2O NO+NO2+2NaOH
②氨催化还原法,反应原理是:
NOx+NH3
N2+H2O
现有一定量的含NO2和NO的硝酸工业尾气(不含其他气体),若用过量的NaOH溶液吸收后,溶液中NaNO3与NaNO2的物质的量之比恰好与尾气中NO和NO2的物质的量之比相等。
(1)若用NOx表示该尾气中氮的氧化物的平均组成,试求x的值。
(2)将1体积的该尾气用氨催化还原法处理,至少消耗多少体积相同状况下的氨气?
解:
X==4/77/6体积氨气
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题号
答案
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
第三课时二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
1.空气中二氧化硫和二氧化氮的来源
(1)煤、石油和某些金属矿物中含硫或流的化合物,因此燃烧或冶炼时,往往会产生SO2。
(2)在燃料燃烧产生的高温条件下,空气中的氮气往往也参与反应,生成NO,在
空气中又迅速被氧化为NO2。
(3)汽车排放的尾气中也含有NO,在空气中也转化为NO2。
2.二氧化硫和二氧化氮的危害性
二氧化硫和二氧化氮都是有刺激性气味、有毒的气体,其危害性主要表现为:
(1)直接危害人体健康,引起呼吸道疾病,严重时会使人死亡。
(2)大气中的SO2和NO2溶于水后形成酸性溶液,随雨水降下,成为酸雨。
正常雨水由于溶解了二氧化碳,pH为5.6,而酸雨的pH<
5.6。
酸雨有很大的危害,能直接破坏农作物、森林、草原,使土壤、湖泊酸化,还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信、电缆的腐蚀。
(3)NO2是造成光化学烟雾的主要因素。
3.汽车尾气的成分
汽车尾气中除含有氮氧化物外,还含有CO,未燃烧碳氢化合物、含铅化合物(如使用含铅汽油)和颗粒物等严重污染大气。
4.二氧化硫和二氧化氮的回收利用:
二氧化硫和二氧化氮都是有用的化工原料,但当它们分散到大气中时,就形成了难以处理的污染物。
因此,工业废气排放到大气中以前,必须净化处理,防止NO2和SO2等污染大气,并充分利用原料。
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5.防治酸雨的措施
(1)调整能源结构,发展清洁能源,优化能源质量,提高能源利用率,减少燃煤产生的二氧化硫和氮的氧化物等。
(2)加强环境管理,强化环保执法,严格控制二氧化硫的排放量。
(3)研究、开发适合我国国情的二氧化硫治理技术和设备:
①原煤脱硫技术,可以除去燃煤中大约40%~60%的无机硫。
②改进燃烧技术,减少煤燃烧过程中二氧化硫和氮的氧化物的排放量。
③对煤燃烧后形成的烟气脱硫。
目前主要用石灰法,脱硫效果较好,可以除去烟气中85%~90%的二氧化硫,但是成本较高。
1.飘尘是物质燃烧时产生的粒状飘浮物,颗粒很小,不易沉降,它与空气中的SO2、O2接触会使SO2部分转化为SO3,使空气的酸度增加,飘尘所起的作用可能是(C)
A.氧化剂B.还原剂C.催化剂D.干燥剂
2.(2006·
四川理综·
6)下列物质中,属于“城市空气质量日报”报道的污染物是(BD)
A.N2B.SO2C.CO2D.CO
3.现有以下几种措施:
①对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理,②少用原煤做燃料,③燃煤时鼓入足量空气,④开发清洁能源。
其中能减少酸雨产生的措施是(C)
A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④
4.造成大气污染的SO2主要来自(C)
A.汽车尾气B.火山爆发
C.含硫的煤及石油的燃烧D.含硫物质长时间暴露在空气中
5.导致下列现象的主要原因与排放SO2有关的是(A)
A.酸雨B.光化学烟雾C.臭氧层空