第三节 硫和氮的氧化物
(第1课时 二氧化硫和三氧化硫)【明确学习目标】
1、了解单质硫和二氧化硫的物理性质;了解可逆反应的概念。
2、掌握二氧化硫的主要化学性质;了解三氧化硫的化学性质。(学习重点)
【预学能掌握的内容】
一、二氧化硫和三氧化硫
1、单质硫:硫(俗称 硫磺 ): 黄色 色固体(晶体), 不 溶于水, 微 溶于酒精, 易 溶于二硫化碳(CS2)。硫在自然界以 游离 态和 化合 态存在。硫的化学性质:硫与氧气反应的方程式: S+O2==== SO2 。
2、二氧化硫的物理性质(一无二有二易)
SO2是 无 色、有刺激性的有 毒 气体,容易 液化 ,易 溶于 于水(1体积水可溶解40体积)。密度比空气 大 ,收集SO2用 向上排空气的 方法。
3、二氧化硫的化学性质:写出下列反应的化学方程式。
SO2 与 H2O 的反应 SO2+H2O H2SO3
SO2 与 O2 的反应 2SO2+O2 2SO3
SO2 与 NaOH 的反应SO2+NaOH === Na2SO3 +H2O(少) ; SO2+NaOH === NaHSO3 (过量)
4、三氧化硫
(1)物理性质:标准状况下为无色、易挥发的晶体,熔点16.8℃,沸点44.8℃。
(2)化学性质:属于 酸性氧化物 (填物质类别)
SO3 + H2O ——H2SO3 SO3 + CaO ——CaSO4
SO3 + Ca(OH)2 ——CaSO4 + H2O
5、可逆反应:在同一条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应。SO2溶于水生成亚硫酸(亚硫酸是中强酸,酸性比碳酸强),亚硫酸不稳定,同时可以分解为SO2和H2O,所以SO2溶于水是一个可逆反应,用“”表示。反应物和生成物同时存在于同一反应体系中。
又如CO2与水的反应CO2+H2O H2CO3,Cl2与水的反应Cl2+H2O HCl+HClO均为可逆反应。
6、SO2的用途:①漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等;②用于杀菌消毒。
[合作探究]
〖实验探究1〗
(1)完成课本P90“实验4-7”,思考交流课本P91“学与问”。
(2)由实验思考问题——SO2的性质:
实验操作 实验现象 结论
SO2的水溶性 ( http: / / www.21cnjy.com ) 试管中液面 上升 SO2 易 溶于水
酸性氧化物的性质 ( http: / / www.21cnjy.com ) 溶液颜色 变红但 不褪色 SO2的水溶液显 酸性 性
SO2的漂白性 ( http: / / www.21cnjy.com ) 溶液先 变红 ,振荡后 褪色 ,再加热后,溶液颜色 变红 SO2具有 漂白 性,但生成的化合物不稳定
〖合作探究2〗
(1)SO2具有漂白性,比较其与活性碳、Cl2漂白性的不同:
物质 漂白原理 漂白特点
物理变化 活性碳 利用其吸附性,吸附一些有色物质,而使其褪色,称吸附型漂白剂 部分吸附剂可重复利用
化学变化 Cl2 漂白剂本身是强氧化剂,利用其氧化性氧化有色物质,使之褪色,称氧化型漂白剂 不可逆
SO2 漂白剂与有色物质结合生成新的无色物质,是有机色质失去原有的颜色,又称加合型漂白剂 可逆
(2)SO2和CO2一样,是一种酸性氧化物,所以CO2能够参加的反应SO2基本也可以。
①SO2与水的反应:___ SO2 + H2O H2SO3 ___________________。
②SO2与碱性氧化物反应: SO2 + CaO = CaSO3
SO2与碱溶液反应: SO2 + Ca(OH)2 =CaSO3 ↓+ H2O
③SO2与某些盐溶液反应: SO2 + Na2CO3=Na2SO3+ CO2
(3)还原性。由于SO2的硫元素的化合价为 +4 ,属于中间价态,所以SO2既有 氧化性 又有 还原性 。一般表现为还原性,可被多种氧化剂(O2﹑Cl2﹑KMnO4等)氧化为 +6 价的硫。
①SO2可以被氧气氧化成三氧化硫,三氧化硫溶于水生成硫酸,工业上利用这一原理生产硫酸。反应方程式:
SO2+O2 SO3 ; SO3+H2O =H2SO4 。
②SO2可以使氯水、KMnO4溶液褪色。SO2 +Cl2 +2H2O= H2SO4 + 2HCl (生成两种强酸)。
〖思考交流〗
(1)H2燃烧生成水,而水电解又生成H2和O2,这个反应是不是可逆反应?
(2)应用什么性质可以检验SO2?能使澄清石灰水变浑浊吗?
(3)SO2和Cl2都具有漂白性,二者混合在一起,漂白性会更强吗?
〖合作探究3〗
尝试设计一实验方案,验证一混合气体既含有SO2,又含有CO2,请在下面画出实验装置图。
〖课堂练习〗
1、下列说法中不正确的是(D )
A.硫是一种淡黄色的不溶于水的晶体
B.硫的化合物常存在与火山喷出的气体中和矿泉水中
C.硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫
D.硫在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫
2、下列关于SO2和SO3的叙述正确的是( D )
A.通常条件下,都是无色气体,都易溶于水B ( http: / / www.21cnjy.com ).都是酸性氧化物,其水溶液都是强酸C.都可使品红溶液褪色,加热时红色又能再现 D.都能跟碱溶液反应
3、下列4种物质都具有漂白性,其中一种的漂白原理与另外3种不同的是( D )
A.HClO B.O3 C.Na2O2 D.SO2
【基础达标】
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 ①HCl②Cl2 ③SO2
④H2 ( A )A.①③②④ B.①②③④ C.①④②③ D.④②③①
2、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
3、能鉴别SO2和CO2的试剂是( A D )(多选)
A.品红溶液 B.澄清石灰水 C.紫色石蕊试液 D.高锰酸钾溶液
4、二氧化硫具有酸性氧化物的通性,试完成下列反应的化学方程式:
(1)与水反应 __________ SO2+H2O H2SO3________________________________
(2)与足量氢氧化钠溶液反应 __ SO2+NaOH === NaHSO3
(3)与生石灰反应 __ SO2 + CaO =CaSO3
(4)与足量碳酸钠溶液反应 _ SO2 + Na2CO3 == Na2SO3 + CO2
1、SO2少量时:SO2 + Na2CO3 ( http: / / www.21cnjy.com ) == Na2SO3 + CO2
2、SO2过量时:2SO2 + Na2CO3 + H2O == 2NaHSO3 + + CO2
【能力提升】
5、检验SO2气体中是否混有CO2气体,可采用的方法是(D )
A.通过品红溶液B.通过澄请石灰水
C.先通过NaOH溶液,再通过澄请石灰水
D.先通过酸性高锰酸钾,再通过澄请石灰水
6、飘尘是物质燃烧时产生的 ( http: / / www.21cnjy.com )粒状漂浮物,颗粒很小,不易沉降。它与空气中的SO2和O2接触时,部分SO2会转化为SO3,使空气中的酸度增加,环境污染更为严重。其中飘尘所起的作用可能是( C )
A.氧化剂 B.还原剂 C.催化剂 D.载体
7、将SO2气体通入显红色的酚酞试液中,发现红色消失,主要是因为SO2( D )
A.有漂白性 B.有还原性 C.有氧化性 D.溶于水后显酸性
8、Cl2和SO2都具有漂白作用,能使 ( http: / / www.21cnjy.com )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 )(提示:SO2不与BaCl2反应。)
①溶液很快褪色 ②溶液不褪色 ③出现沉淀 ④不出现沉淀
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
点燃
催化剂
加热
点燃
催化剂第三节 硫和氮的氧化物(第2课时 二氧化氮和一氧化氮)【明确学习目标】
1、掌握一氧化氮和二氧化氮的重要性质,初步学会有关氮氧化物的计算。(学习重点)
2、了解氮氧化物、二氧化硫等污染物的来源、危害及防治,增强环保意识。
【预学能掌握的内容】①3NO2+H2O=2HNO3+NO ②2NO+O2=2NO2
③4NO+3O2+2H2O=4HNO3 ④4NO2+O2+2H2O=4HNO3
二、二氧化氮和一氧化氮
1、氮气是一种 无色无味的 ( http: / / www.21cnjy.com )不 溶于水的气体,约占空气体的 五分之四。通常情况下氮气的化学性质稳定,与酸、碱、氧气等不反应。但在一定条件下,N2和O2可反应,化学方程为: 。
2、一氧化氮和二氧化氮。红棕色
NO NO2
物理性质 颜色、状态 无色无味有毒气体 [来源:Zx红棕色有毒气体
气味 无味 刺激性
水溶性 不溶 与水反应
密度(比空气) 与空气相当 比空气大
主要化学性质(相互转化) 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO
收集方法 排水法 向上排空气法
三、二氧化硫和二氧化氮的对大气的污染
1、SO2、NO2主要来源
(1)SO2主要来源:煤、石油的燃烧,某些含 的金属矿物的冶炼。
(2)NO2主要来源:汽车尾气中含__ ( http: / / www.21cnjy.com )______________,除此之外,还含有_______、_________________________、____________________和______________等。
2、二氧化硫和二氧化氮都是大气污染物,其危害性主要表现为:
①直接危害人体健康,引起 疾病,严重时会使人死亡。
② 大气中的NO2和SO2溶于水后形成 性溶液,随雨水降下,
成为 。正常雨水由于溶解了 ( http: / / www.21cnjy.com ) ,pH为 ,而酸雨的pH< 。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 ,还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信、电缆的 。③ 是造成光化学烟雾的主要因素。
3、二氧化硫和二氧化氮都是有 ( http: / / www.21cnjy.com )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 ,防止NO2和SO2等污染大气,并充分利用原料。
二、二氧化氮和一氧化氮
〖合作探究1〗
(1)根据课前预习了解的知识,请你预测:把一充满NO2气体的大试管倒置于盛水的水槽中,会发生什么现象?若再向试管中不断通入O2,又会发生什么变化?
(2)尝试解释为何“雷雨发庄稼”?
自然界有一种“雷雨发庄稼”的现象,即在 ( http: / / www.21cnjy.com )雷雨过后,植物生长得更好.下面一段短文就是叙述雷雨中发生的一系列化学变化过程:①空气中的N2在放电条件下与02直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮气体;②一氧化氮的密度比空气略大.不稳定,常温下就易与空气中的02反应生成红棕色的二氧化氮气体;③二氧化氮气体有毒,易与水反应生成硝酸(HN03)和一氧化氮;④生成的硝酸随雨水淋洒到大地上,同土壤中的矿物相互作用,生成可溶于水的硝酸盐.
〖实验探究〗
(1)观看实验视频:N2和O2放电下反应,解释实验现象。
(2)观看实验视频:NO和NO2的相互转化(NO2溶于水)。讨论:如何检验一瓶无色气体是不是NO?
和氧气相遇气体由无色变为红棕色.
(3)讨论、交流课本P92“科学探究”。
.,
〖合作探究2〗氮的氧化物溶于水的计算
(1)有关化学反应方程式
①3NO2+H2O=2HNO3+NO ②2NO+O2=2NO2
③4NO+3O2+2H2O=4HNO3 ④4NO2+O2+2H2O=4HNO3
(2)若一容器中(假设容积为a L)中 ( http: / / www.21cnjy.com )充满下列不同情况的气体,尝试探究它倒置于盛水的水槽中充分反应后,剩余气体的成分及其体积。(注:气体一列后面的比例为同温同压下混合气体体积比;反应一列中请用上述反应化学方程式前面的序号填写。)
序号 气体 反应 剩余气体 剩余气体的量
Ⅰ NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO NO 1/3 a
Ⅱ NO2+NO =1∶1 3NO2+H2O=2HNO3+NO NO 2/3 a
Ⅲ NO2+O2 =4∶1 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 无
=3∶1 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 O2
=5∶1 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 NO2
Ⅳ NO+O2 =4∶3 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 无
=5∶3 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 NO
=2∶3 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 O2
〖知识拓展〗氮的氧化物共有“五种价态,六种形式”:N2O(笑气)、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。
〖课堂练习〗
1、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
2、如图所示,试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物),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,当向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管中水柱继续上升,经过多次重复后,试管内完全被水充满,原来试管中盛装的可能是什么气体( B )
A.可能是N2与NO2的混和气体 B.可能是O2与NO2的混和气体
C.不可能是NO与NO2的混和气体 D.只可能是NO2一种气体
3、将盛有N2和NO2 的混合气体的试管倒立于水中经过足够时间后,气体体积减少为原来的一半,则原混合气体中N2和NO2 的体积比是 ( C )
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.3∶
【基础达标】
、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.臭氧层空洞 D.温室效应
、环保部门每天通过新闻媒体向社会发布以污染物浓度为标准确定的空气质量信息。在下列各种物质中,不属于空气质量指标的是( A )
A.二氧化碳 B.氮氧化物 C.二氧化硫 D.悬浮颗粒
3、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之比为( C )
A.3∶1 B.1∶3 C.1∶2 D.2∶1
4、在某氮的氧化物中,氮和氧的质量之比是7:12,则该化合物中氮的化合价为( B )
A.+5 B.+3 C.+2 D.+1
【能力提升】
5、一定条件下,将等体积的NO和O2混合 ( http: / / www.21cnjy.com )于一试管中,然后将试管倒立于盛水的水槽中,充分反应后,剩余气体的体积约占原气体总体积的( C )
A.1/4 B.3/4 C.1/8 D.3/8
6、在体积为VL的密闭容器中通入a mol NO和b mol O2,反应后容器中氮原子数和氧原子数之比为( C )
A. B. C. D.
7、(1)我国三峡工程所提供的水电,相当于每年燃烧3000万吨原煤的火力发电站
产生的电能,因此三峡工程有助于控制( AC )
A.温室效应 B.白色污染 C.酸雨产生 D.农药、化肥污染
(2)将CO2、SO2 分别通入Ca(OH)2溶液中至过量,现象如何?能否用Ca(OH)2
溶液鉴别CO2、SO2?列举鉴别CO2和SO2的方法。
(3)某次采集酸雨样品,每隔一段时间测定一次PH,得到如下数据:
时间 开始 8小时 16小时 24小时 32小时 40小时 48小时
PH 5.0 4.8 4.5 4.3 4.2 4.0 4.0
问题:放置时,雨水样品PH变化的主要原因 酸雨中的亚硫酸被氧化为硫酸 酸性增大 。
(4)将盛有12mLNO2和O2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( A D )
A.1.2mL B.2.4mL C.3.6mL D.4mL