氧硫及其化合物学案.docx

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氧硫及其化合物学案

氧、硫及其化合物

一、氧及其化合物

（一）臭氧

1．与O2互为同素异形体

2．臭氧化学性质

（1）极强氧化性（使润湿的淀粉KI试纸变蓝）；

（2）不稳定性。

（3）漂白、消毒和毒性

3．臭氧层

（二）过氧化氢

1．结构：

电子式，结构式，化学键类型。

2．化学性质

（1）氧化性

①氧化I-；

②酸性条件下氧化Fe2+；

③酸性条件下溶解Cu；

④氧化SO32-；（应用）

⑤应用：

杀菌消毒、漂白

（讨论含酚酞的NaOH溶液）

（2）还原性（被酸性KMnO4氧化）：

离子方程式：

；

（3）不稳定性：

；（应用）

（4）酸性（电离方程式）；

（三）H2O的作用

1．氧化性

①Na；

②Mg；

③Al；

④Fe；

⑤C；

2．还原性：

；

3．既有氧化性又有还原性：

；

4．既不显氧化性又不显还原性

①Cl2＋H2O；

②NO2＋H2O；

③Na2O2＋H2O；

④盐的水解；

⑤CaC2的水解；

⑥卤代烃的水解；

⑦酯的水解；

⑧二糖、多糖的水解

；

二、硫及其化合物

（一）硫元素的特点——多变价（-2；0；+4；+6）

（二）硫单质

1．物理性质

2．化学性质

（1）弱氧化性

①Na；

②Fe；

③Cu；

④Ag；

⑤Hg；

⑥H2；

（2）还原性

①O2；

②浓硝酸；

③浓硫酸；

（3）既有氧化性，又有还原性

NaOH（浓）＋S；

（三）二氧化硫

1．物理性质；

2．化学性质

（1）酸性氧化物通性

①与OH-、NH3·H2O反应

、；

、；

②与水反应；

③与盐反应（NaHCO3）（应用）

、；

（2）弱氧化性（氧化H2S）；

规律；

（3）还原性

①O2；

②X2；

③Fe3+；

④HNO3；

⑤酸性KMnO4；

（4）漂白性：

品红（应用）

检验方法；

（5）实验室制法：

；

（6）工业制法；

SO2的化学性质小结__________________________________。

几种漂白剂的比较：

漂白剂

HClO

Na2O2（H2O2）

SO2

活性炭

漂白原理

品红溶液

紫色石蕊

漂白后物质的稳定性

思考：

SO2能使溴水、KMnO4溶液褪色与SO2使品红褪色，实质相同吗?

（四）三氧化硫；

（五）硫酸

1．物理性质：

；

2．浓硫酸稀释：

；

3．浓硫酸特性

（1）吸水性（应用）

思考：

不能用浓硫酸来干燥____________________________气体。

（2）脱水性（属于变化）

（3）强氧化性

①钝化；

②Cu；（注意）

③C；（注意）

④浓硫酸与铜反应的方程式及现象：

；

碳和浓硫酸反应产物的验证实验

各试剂的作用_________________________________________________。

思考：

实验室用无水乙醇和浓硫酸加热制乙烯时，若温度高于180℃，除了生成乙烯和水以外，还会有副产物SO2生成。

请设计实验验证实验中是否有这三种产物生成。

；

思考：

浓硫酸和稀硫酸用哪些方法可以鉴别？

；

（3）浓硫酸在有机反应中的作用：

催化剂脱水剂

；

（六）SO42-与SO32-检验

1．分别检验两种离子的方法

2．两种离子的混合溶液的检验方法

（七）硫酸的工业制法──接触法：

三阶段

SO2制取和净化

SO2转化为SO3

SO3吸收和H2SO4的生成

三方程

4FeS2（s）＋11O2（g）＝

2Fe2O3（s）＋8SO2（g）

△H＝-3412kJ/mol

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）

△H＝-196.6kJ/mol

SO3（g）＋H2O（l）＝H2SO4（l）

△H＝-130.3kJ/mol

三设备

沸腾炉

接触室

吸收塔

有关

原理

矿石粉碎，以增大矿石与空气的接触面，加快反应速率。

逆流原理（热交换器）目的：

冷热气体流向相反，冷的SO2、O2、N2被预热，而热的SO3、SO2、O2、N2被冷却。

逆流原理（98.3%的浓硫酸从塔顶淋下，气体由下往上，流向相反，充分接触，吸收更完全）

设备中

排出的

气体

炉气：

SO2、N2、O2。

矿尘（除尘，砷硒化合物（洗涤）。

H2O气（干燥）。

净化气：

SO2、N2、O2

SO2、O2、N2、SO3

尾气：

SO2及N2、O2

不能直接排入大气中。

说明

矿尘、杂质：

易使催化剂“中毒”。

H2O气：

腐蚀设备、影响生产

反应条件：

（1）理论需要：

低温、高压、催化剂

（2）实际应用：

400℃～500℃、常压、催化剂

实际用98.3%的浓硫酸吸收SO3，以免形成酸雾不利于气体三氧化硫被进一步吸收。

尾气处理：

氨水（NH4）2SO3（NH4）2SO4+SO2

或NH4HSO3

反馈练习题：

1．（2009重庆）下列叙述正确的是（）

A．SO2具有还原性，故可作漂白剂

B．Na的金属活性比Mg强，故可用Na与MgCl2溶液反应制Mg

C．浓硝酸中的HNO3见光会分解，故有时在实验室看到的浓硝酸呈黄色

D．Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3，故在与其它非金属反应的产物中的Fe也显+3价

2．一定量的锌与100mL18.5mol·L-1的浓H2SO4充分反应后，锌完全溶解，同时生成标准状况下的气体33.6L。

将反应后的溶液稀释至1L，测得溶液中c（H+）＝0.1mol·L－1。

则生成的气体中SO2和H2的体积比为（）

A．1︰2　　B．2︰1C．1︰4D．4︰1

3．向FeCl3和BaCl2的酸性混合溶液中通入SO2气体，有白色沉淀生成，此沉淀是（）

A．BaSO4B．FeSC．BaSO3D．S

4．检验未知溶液中是否含有SO42-，下列操作中最合理的是（）

A．加入硝酸酸化的硝酸钡溶液B．先加硝酸酸化，再加入硝酸钡溶液

C．加盐酸酸化了的BaCl2溶液D．先加盐酸酸化，再加入BaCl2溶液

5．向BaCl2溶液中通入SO2至饱和，此过程看不到明显变化。

再向溶液中加入一种物质，溶液变混浊。

加入的这种物质不可能是（）

A．FeCl3溶液B．AlCl3溶液C．Na2S溶液D．AgNO3溶液

6．将SO2气体通入BaCl2溶液至饱和，未见沉淀生成，继续通入另一种气体仍无沉淀产生，则通入的气体可能是（）

A．CO2B．NH3C．NO2D．Cl2

7．臭氧（O3）可使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，其反应方程式为：

KI+O3+H2O→KOH+I2+O2（未配平）。

由此得出的结论正确的是（）

A．臭氧在反应中被氧化为O2

B．H2O是氧化剂

C．1molO3在反应中得2mol电子

D．氧化产物O2与还原产物I2的物质的量之比为1∶1

8．（2007全国）下列关于环境问题的说法正确的是（）

A．燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中的SO2

B．臭氧的体积分数超过10-5％的空气有利于人体的健康

C．pH在5.6~7.0之间的降水通常称为酸雨

D．含磷合成洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水污染

9．（2008西城一模）为保障人体健康，必须严格限制用量的是（）

A．用SO2漂白食品B．用小苏打制作糕点

C．用食醋清洗热水瓶胆内壁附着的水垢D．用O3对游泳池中的水进行消毒

10．某化学小组用下列实验装置，测定工业原料气（含SO2、N2、O2）中SO2的含量。

（1）原料气从左向右时，上述装置组装连接的顺序是：

原料气→。

（填a、b、c、d、e）

（2）装置②中发生反应的离子方程式为：

_______。

当装置②中出现现象时，立即停止通气。

（3）若碘溶液的浓度为0.05mol/L、体积为20mL，收集到N2和O2的体积为297.6mL（已折算为标准状况下的体积）。

则原料气中SO2的体积分数为。

11．（2007东城一模）某校活动小组用下图所示装置及所给药品（图中夹持仪器已略去）探究工业制硫酸接触室中的反应，并测定此条件下二氧化硫的转化率。

已知C中的浓硫酸含溶质mmol，假设气体进入C和D时分别被完全吸收，且忽略装置内空气中的CO2。

请回答下列问题：

（1）检查完装置的气密性，加入药品开始实验，此时首先应进行的操作是

。

（2）实验时A中氧气导管冒出的气泡与二氧化硫导管冒出的气泡速率相近，其目的是

；装置C中浓硫酸的作用为；装置D中盛放的溶液是足量的（选填字母）。

a．BaCl2溶液b．NaOH溶液c．NaHSO3饱和溶液

（3）停止通入SO2，熄灭酒精灯后，为使残留在装置中的SO2、SO3被充分吸收，操作方法是。

（4）实验结束，稀释装置C中的溶液稀释，并向其中加入足量的BaCl2溶液，得到的沉淀质量为wg。

若装置D增加的质量为ag，则此条件下二氧化硫的转化率是___________________（用含字母的代数式表示，结果可不化简）。

12．（2008东城二模）火力发电厂燃煤排烟，释放出大量的氮氧化物、二氧化硫和二氧化碳等气体。

北京某热电厂同时具有烟气脱硝、脱硫、二氧化碳捕集（脱碳）设施，成为高效、节能、绿色环保燃煤电厂。

请回答：

（1）脱硫方法：

碳酸钙（CaCO3）作吸收剂与水配制成浆液，在吸收塔中洗涤烟气并吸收SO2，得到产品石膏（CaSO4•2H2O），生产流程是：

SO2→H2SO3→CaSO3→CaSO4→CaSO4•2H2O，其中属于复分解反应的化学方程式是：

；属于氧化还原反应的方程式是。

（2）脱碳方法：

①二氧化碳转化为甲醇。

反应的化学方程式是CO2＋3H2CH3OH＋H2O。

上图是改变温度时化学反应速率随时间的变化示意图，则反应的正反应方向是

（填“吸热”或“放热”）反应。

②二氧化碳转化为其它能源物质。

一定条件下，将1LCO2与4LH2混合，恰好完全反应生成某种烃，反应的化学方程式是。

③烟气喷氨脱碳技术。

喷淋氨水吸收过量的二氧化碳所得产物的名称，该产物与过量的NaOH溶液共热产生的气体可循环使用，其离子反应方程式是

。

（3）脱硝方法：

催化还原法，用CO（NH2）2（尿素）作还原剂，在加热条件下催化还原氮氧化物，1molCO（NH2）2反应时失去6mol电子，尿素与二氧化氮反应的化学方程式是。

13．（2008通州一模）已知B是常见的金属单质，E为常见的气态非金属单质，H常温下为无色液体，C的浓溶液在加热时才与D反应。

根据下列框图所示，试回答：

（1）L的化学式为；F的电子式为；所含化学键为。

（2）反应①的离子方程式为；该反应前后溶液的pH（填：

“变大”；“变小”；“不变”）。

（3）每生成1molK，反应放出98.3kJ的热量，该反应的热化学方程式为：

；

（4）反应②的化学方程式为。

（5）化合物F与Na2S溶液反应，生成NaOH和S单质，试写出该反应的离子方程式为

。

14．（2009宣武高三期末）原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W，四种元素的原子序数之和为32，在周期表中X是原子半径最小的元素，Y、Z左右相邻，Z、W位于同主族。

（1）X元素是。

（2）X与W组成的化合物电子式为。

（3）由X、Y、Z、W四种元素中的三种组成的一种强酸，该强酸的稀溶液能与铜反应，离子方程式为。

（4）由X、Y、Z、W四种元素组成的一种离子化合物A

①已知1molA能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8L气体。

写出加热条件下A与NaOH溶液反应的离子方程式：

。

②又知A既能与盐酸反应，又能与氯水反应，写出A与氯水反应的离子方程式：

。

（5）由X、Y、Z、W和Fe五种元素组成的式量为392的化合物B，1molB中含有6mol结晶H2O。

对化合物B进行如下实验：

a．取B的溶液加入过量浓NaOH溶液并加热，产生白色沉淀和无色刺激性气味气体。

过一段时间白色沉淀变为灰绿色，最终变为红褐色；

b．另取B的溶液，加入过量BaCl2溶液产生白色沉淀，加盐酸沉淀不溶解。

①B的化学式为：

。

②已知1mol/L100mLB的溶液能与1mol/L20mLKMnO4溶液（硫酸酸化）恰好反应。

写出反应的离子方程式。

15．（2009东城一模）

（1）下列事实中，能证明亚硫酸的酸性强于氢硫酸（H2S的水溶液）的是（填字母）。

a．亚硫酸受热时易分解

b．相同条件下，亚硫酸的导电能力强于氢硫酸

c．亚硫酸溶液可使品红溶液褪色，而氢硫酸不能

d．常温下，浓度均为0.1mol·L-1的H2SO3和H2S溶液的pH分别为2.1和4.5

（2）工业上除去高压锅炉用水中溶解的氧气常用的试剂有Na2SO3和N2H4（肼）。

①已知16g液态的肼与氧气反应得到氮气和液态水时，放热354.87kJ，该反应的热化学方程式是。

②除去等质量的O2，所耗Na2SO3和N2H4的质量比是（填最简整数比）。

（3）向Na2SO3和Na2S的混合溶液中加入稀盐酸，溶液中会产生大量淡黄色沉淀。

则该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是。

（4）向Na2SO3溶液中滴入少量氯水后，用充分混合后的溶液证明二者发生了氧化还原反应的方法是（写出操作、试剂、现象、结论）

。

（5）已知Na2SO3在高温下发生分解，得到两种产物。

某同学称取25.2g纯净的Na2SO3·7H2O（摩尔质量252g·mol-1）晶体在高温下隔绝空气加热至恒重，冷却后称得固体为12.6g，将其完全溶于水配成1L溶液，并测溶液的pH。

①测得溶液的pH大于0.1mol·L-1Na2SO3溶液的pH，原因是（结合离子方程式说明）

②Na2SO3高温分解的化学方程式是。

16．（2009西城一模）X、Y、Z为周期表中前20号主族元素，原子序数递增，X、Y原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，Z是人体含量最高的金属元素。

（1）下列含氧酸根化学式书写不正确的是（填序号）。

a.

b.

c.

d.

（2）Y的最高价含氧酸是重要的化工产品。

①已知YO2被空气氧化，每生成1mol气态YO3，放出98.3kJ热量，该反应的热化学方程式是。

②实验测得相同条件下一定量的Y单质分别在空气和在氧气中充分燃烧后产物的成分（体积分数）如表。

Y在纯氧中燃烧产物里YO3含量比空气中少的原因是

。

YO2

YO3

空气

94%～95%

5%～6%

氧气

97%～98%

2%～3%

③天然ZYO4既可用于制备Y的氧化物又可用于制水泥。

ZYO4与X单质在高温下反应，得到两种常见气体。

每消耗1molX单质，有4mol电子转移，该反应的化学方程式是。

（3）为了测定某水泥样品成分，称取10.0g样品，将其中的Z元素转化为ZX2O4沉淀，将沉淀用稀酸处理得H2X2O4溶液，取该溶液体积的1/100，用KMnO4溶液滴定（氧化产物为XO2，还原产物为Mn2+），结果用去0.0200mol•L－1的KMnO4溶液24.00mL。

该样品中Z的氧化物的质量分数是。

17．某校学生活动小组设计如图所示装置探究工业制硫酸接触室中反应产物，并测定此条件下二氧化硫的转化率。

实验时，装置D锥形瓶中溶液产生白色沉淀，装置E中溶液褪色。

（1）装置B的三个作用是①；②；③。

（2）实验过程中，当V2O5表面红热后，应将酒精灯移开一会儿后再继续加热，其原因是。

（3）D中锥形瓶盛放的溶液可以是（选填序号）。

①澄清石灰水②小苏打溶液③氯化钡溶液④硝酸钡溶液

反应停止后，要通过装置D锥形瓶中产生的白色沉淀的量，测定已被氧化的二氧化硫的量时，在滤出沉淀前必须进行的一步实验操作是（简述过程）

__________。

（4）若从锥形瓶溶液中得到的沉淀质量为mg，要测定该条件下二氧化硫的转化率，实验时还需要测定的数据是（选填序号）____，二氧化硫的转化率是

______（用含有m、a、b、c、d中的一种或几种字母的代数式表示）。

①装置F增加的质量ag②装置A中亚硫酸钠减少的质量bg

③装置B增加的质量cg④装置E增加的质量dg