1 第三節(jié) 氧 、 硫及其化合物 2 基礎(chǔ)知識回顧 一 、 硫 硫是一種淡黃色不溶于水的固體 ， 俗稱 硫黃 。 它有氧化性 ， 如： H2+S=H2S,Fe+S=FeS; 也有還原性，如： S+O2=SO2。是重要的 化工原料，制硫酸、農(nóng)藥、火藥、藥品等。 點燃 3 二 、 二氧化硫的性質(zhì)和應(yīng)用 1.物理性質(zhì)顏色：無色 ， 氣味：有刺激 性氣味 ， 毒性：有毒 ， 密度：比空氣大 ， 溶 解性：易溶于水 。 2.化學(xué)性質(zhì) (1)酸性氧化物通性 與 H2O反應(yīng)： SO2+H2O H2SO3。 與堿性氧化物反應(yīng)： 與 CaO的反應(yīng)為 CaO+SO2=CaSO3。 4 與堿反應(yīng) 與足量 NaOH溶液的反應(yīng)為 與某些弱酸鹽溶液反應(yīng)： 與 Na2CO3溶液反應(yīng)： NaOH+SO2=NaHSO3 Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2 與少量 NaOH溶液的反應(yīng) : 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O。 5 (2)還原性 SO2 能被 O2 、 X2 （ Cl2 、 Br2 、 I2)、 KMnO4（ H+） 溶液等氧化劑氧化 。 與 O2反應(yīng)： SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX . , 該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。 與 X2反應(yīng)： . 。 2SO2+O2 2SO3 催化劑 6 (3)氧化性 與 H2S反應(yīng)： 2H2S+SO2=3S+2H2O (4)漂白性原理： SO2可與某些有色物質(zhì) 生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)而起漂白作用 ， 見光 、 加熱或長時間放置 ， 不穩(wěn)定物質(zhì)又分解為原 有色物質(zhì)和 SO2。 3.實驗室制法 Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2+H2O Cu+2H2SO4(濃 )= CuSO4+SO2+2H2O 7 4.酸雨的形成 （ 1） 形成過程：化石燃料 的燃燒 、 含硫金屬礦石的冶煉和硫酸的生產(chǎn) 等過程中產(chǎn)生的二氧化硫 ， 在光照 、 煙塵中 的金屬氧化物等作用下 ， 與氧氣反應(yīng)生成三 氧化硫 ， 三氧化硫溶于雨水后形成硫酸 。 反 應(yīng)方程式： SO3+H2O=H2SO4 2H2SO3+O2=2H2SO4 2SO2+O2 2SO3 催化劑 SO2+H2O H2SO3 . 、 . 。 . 、 . 、 8 (2)主要危害： 使水體 、 土壤酸化 ， 影響魚類 、 農(nóng)作物及樹木生長 。 腐蝕建筑 物 、 雕塑等 。 (3)防治方法： 從消除污染源入手 ， 研發(fā)新能源 ， 如太陽能 、 氫能 、 核能等 。 對含硫燃料進行脫硫處理；對工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn) 生的 SO2進行處理或回收利用 。 9 三 、 硫酸的制備和性質(zhì) 1.硫酸的制備 接觸法制 H2SO4是目前工業(yè)上采用的主 要方法 ， 包含三個步驟： (1)硫黃 （ 或含硫礦石如 FeS2)在沸騰爐 中燃燒 ， 化學(xué)方程式為 : (2)SO2的催化氧化： S+O2 = SO2 高溫 （或 4FeS2+11O2 = 2Fe2O3+8SO2） 高溫 2SO2+O2 2SO3 催化劑 . 。 . 。 . . 10 (3)SO3的吸 收： 。 SO3+H2O=H2SO4 硫酸的工業(yè)生產(chǎn)原理： 含硫礦物 硫 用空氣 使燃燒 SO 2 O2、催化劑 SO3 H2O H 2SO4 11 2.H2SO4的性質(zhì) (1)物理性質(zhì) H2SO4是具有不揮發(fā)性 、 高沸點的二元 強酸 。 純凈的硫酸為無色 、 油狀液體 ， 密度 比水大 （ 98%濃 H2SO4密度為 184 g/cm3)， 可以任意比例溶于水 ， 溶解過程中伴隨著放 熱現(xiàn)象 。 因此 ， 濃 H2SO4稀釋時 ， 只能將濃 H2SO4沿器壁注入水中 ， 并不斷攪拌散熱 。 12 (2)化學(xué)性質(zhì) 硫酸是強電解質(zhì) ， 在水溶液中發(fā)生電離的 方程式為 H2SO4=2H+SO42-， 其具有酸的通性 ， 能與 、 、 、 、 A .等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng) 。 指示劑 金屬 堿性氧化物 堿 鹽 13 濃硫酸具有的特性有： 強氧化性 常溫下 ， Fe、 Al遇濃硫酸會發(fā)生鈍化現(xiàn) 象 。 但熱的濃硫酸能氧化大多數(shù)金屬 （ 除金 、 鉑外 ） 、 非金屬單質(zhì)及一些還原性化合物 。 例如： 在這些氧化還原反應(yīng)中，硫酸的還原產(chǎn) 物一般為 SO2。 2HI+H2SO4(濃 )=I2+SO2+2H2O C+2H2SO4(濃 ) =CO2+2SO2+2H2O Cu+2H2SO4(濃 )= CuSO4+SO2+2H2O 14 吸水性 濃硫酸能吸附物質(zhì)中存在的水分 。 H2SO4(濃 )+nH2O=H2SO4nH2O 利用此性質(zhì)可用濃硫酸作干燥劑 ， 干燥 一些不與硫酸反應(yīng)的氣體 ， 通常用洗氣裝置 。 如可用濃硫酸干燥 O2、 H2、 CO2、 Cl2、 HCl、 SO2、 CO、 CH4、 C2H2等氣體 。 15 脫水性： 指濃硫酸將有機物里的氫 、 氧原子按 2 1的個數(shù)比例脫去 ， 生成水的性質(zhì) 。 如： CH3CH2OH CH2CH2+H2O 濃硫酸 170 C12H22O11 12C+11H2O 濃硫酸 四 、 硫酸根離子的檢驗檢驗 SO42-時要避 免 Ag+、 CO32-、 SO32-等離子的干擾 。 被檢液 加足量鹽酸酸化取清液滴加 BaCl2溶液有無白 色沉淀 （ 有無 SO42-） 16 五 、 幾種重要的硫酸鹽 結(jié)晶水合物 俗稱 色態(tài) 主要用途 硫酸 鈣 CaSO42H2O 生石膏 、石膏 白色 固體 制粉筆 、 模型 、 石膏繃 帶 、 調(diào)節(jié)水 泥凝固時間 2CaSO4H 2O 熟石膏 白色 固體 硫酸 鋇 BaSO4 重晶石 白色 固體 白色顏料 、 醫(yī)用 “ 鋇餐 ” 硫酸 銅 CuSO45H2O 膽礬 、 藍(lán)礬 藍(lán)色 晶體 制農(nóng)藥 玻爾多液 硫酸 鋁鉀 KAl(SO4)212 H2O 明礬 無色 晶體凈水劑 17 重點知識歸納 一 、 SO2和 CO2的比較 SO2 CO2 物 理 性 質(zhì) 氣味 有刺激性氣味 無味 毒性 有毒 無毒 溶解性 易溶 可溶 化 學(xué) 性 質(zhì) 與水的 反應(yīng) SO2+H2O H2SO3 CO2+H2O H2CO3 18 SO2 CO2 化 學(xué) 性 質(zhì) 與 堿 的 反 應(yīng) SO2氣體通入澄清的 石灰水中 ， 先生成沉 淀 ， 當(dāng)氣體過量時沉 淀又溶解： Ca(OH)2+SO2= CaSO3+H2O CaSO3+SO2+H2O= Ca(HSO3)2 CO2氣體通入澄清石灰水 中 ， 先生成沉淀 ， 當(dāng)氣 體過量時沉淀又溶解： Ca(OH)2+CO2= CaCO3+H2O CaCO3+CO2+H2O= Ca(HCO3)2 弱 氧 化 性 SO2+2H2S=3S+2H2 O CO2+C = 2CO 19 SO2 CO2 化 學(xué) 性 質(zhì) 還 原 性 二氧化硫能被酸性高錳酸鉀 、 氯 水 、 溴水 、 碘水等氧化劑氧化： X2+SO2+2H2O=H2SO4+2HX （ X=Cl， Br,I) 無 漂 白 性 有 ， 不穩(wěn)定 無 催化劑 2SO 2+O2 2SO3 20 二 、 漂白性 SO2能和某些有色物質(zhì)化合生成不穩(wěn)定 的無色物質(zhì) ， SO2和 Cl2雖都有漂白性 ， 但漂 白原理和現(xiàn)象不同：氯氣的漂白原理是由于 溶于水生成次氯酸具有強氧化性 ， 將有色物 質(zhì)氧化成無色物質(zhì) ， 褪色后不能恢復(fù)原來的 顏色；而 SO2由于形成不穩(wěn)定的無色化合物 ， 褪色后在一定的條件下又能恢復(fù)原來的顏色 。 如： 21 品紅溶液 通入 Cl2 通入 SO2 褪 色 加熱 紅色 褪色 加熱 不顯紅色 紫色石蕊試液 通入 SO2 很快變成紅色 通入 Cl2 立即變紅隨即變?yōu)闊o色 22 三 、 氧氣和臭氧 氧氣 、 臭氧互為同素異形體 ， 它們的差異 ： 氧氣 (O2) 臭氧 (O3) 物理性質(zhì) (色 、 態(tài) 、 味 ) 無色 無味氣體 無色特殊臭 味氣體 化學(xué)性質(zhì) 較強的氧化劑 強氧化劑 制取方法 3O2 2O3 用途 供給呼吸 ， 化工原料 氧化劑 、 消毒 、 漂白等 2KClO3 2KCl+3O2 MnO2 放電 2H2O2 2H2O+O2 MnO2 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 23 （ 考查環(huán)境污染和環(huán)境保護知 識 ） 導(dǎo)致下列現(xiàn)象的主要原因與排放 SO2有 關(guān)的是 ( ) A.酸雨 B.光化學(xué)煙霧 C.臭氧空洞 D.溫室效應(yīng) A 24 （ 考查 SO2和亞硫酸鹽的性質(zhì) ） 下列說法錯誤的是 （ ） A.Na2SO3與 BaCl2溶液作用 ， 有白色沉 淀生成 ， 加稀硝酸后沉淀不能完全消失 B.將 SO2氣體通入 Ba（ OH） 2溶液中有 白色沉淀生成 C.將 SO2氣體通入 BaCl2溶液中有白色 沉淀生成 D.將 SO2氣體通入用硝酸化的 BaCl2溶 液中有白色沉淀生成 C 25 (考查硫酸的性質(zhì) )向 50mL18 mol/L的 H2SO4溶液中加入足量的銅片并加熱 。 充分反應(yīng)后 ， 被還原的 H2SO4的物質(zhì)的量 ( ) A.小于 0.45 mol B.等于 0.45 mol C.在 0.45 mol和 0.90 mol之間 D.大于 0.90 mol A