重庆市人教版高中化学必修一学案-4.3硫和氮的氧化物

第三节
硫和氮的氧化物
第一课时
【考纲要求】1、了解硫和氮的氧化物的物理、化学性质；
2、了解硫和氮的氧化物对环境的影响，及消除污染的方法。
【自主学习】
一、硫单质的性质
（1）物理性质：______色晶体（俗称__________），质______，_____溶于水，_____溶于酒精，_____溶于CS2（二硫化碳）。
（2）化学性质：硫燃烧的现象及方程式：
二、二氧化硫
1．物理性质：____色______气味的_____体，密度比空气____，____液化，____溶于水。
2．化学性质
（1）
SO2是一种_____性氧化物
①与碱反应
②与碱性氧化物反应
③与水反应
a、SO2对应酸叫做______，该酸具有__
___性，但其酸性比碳酸_____。
SO2是
的酸酐。
b、该酸还具有______
______性，容易分解为_____
_______和____
________
c、实验室通常用Na2SO3
(粉末)和较浓H2SO4反应来制备SO2
：
反应方程式为：
请设计简单的制备SO2的实验装置：
你认为：SO2的性质与CO2的性质相似吗？推测澄清石灰水中
不断通入SO2后的现象和反应：__________________________
______
_____
_____
______________
（2）SO2中的硫元素呈+4价，是硫元素的中间价态，既有__
___性，又有__
__性。
①SO2的还原性
a.SO2的催化氧化
SO2与O2反应的方程式是____________________
____
b.SO2能使卤水（氯水、溴水、碘水）褪色，
例如：SO2
+
Cl2
+
H2O
——______
_______
c.SO2能使紫色KMnO4溶液褪色——______
_______
d.能被硝酸氧化成硫酸根离子——______
_______例如：将SO2通入硝酸酸化的BaCl2溶液，可以生成白色沉淀。
【思考】已知还原性SO2>Fe2+，推测把SO2
通入到FeCl3
溶液中，现象？
离子方程式为：_________________
______
②SO2的氧化性：
SO2
在常温下能氧化H2S气体：
SO2
+2H2S
=3S+2H2O
【思考】如把SO2
、H2S这两种气体同时通入一个干燥的集气瓶中，充分反应后现象是
（3）SO2具有漂白性
溶有二氧化硫的溶液中滴入品红溶液后现象是______________________，因此，我们经常把SO2用作_______剂，其漂白原理是
；当加热试管时，现象______________；故鉴别SO2常用______溶液。
能用澄清石灰水鉴别SO2和CO2吗？
鉴别两者的方法：
②你学过的具有漂白作用的物质有哪些？其漂白原理是否相同？
③依漂白原理的差异，推测Cl2通入品红溶液中，然后再加热溶液，你看到的现象是：__________________________，与SO2的_____（相同、不同）。SO2和Cl2均能漂白湿润的有色布条，那么把SO2和Cl2按物质的量之比为1︰1，同时通入到有色溶液中，漂白效果是否更好？原因（用离子方程式表示）_________________________________
④依漂白原理的差异，把SO2和Cl2分别通入紫色石蕊试液中现象分别是：
⑤将SO2通入KMnO4酸性溶液中，溶液的颜色褪去，这是其漂白性的体现吗？
三、三氧化硫
1．物理性质：00C时是无色晶体。熔沸点都较低，熔点是16.8
0C，沸点是44.80C
思考：标况下1molSO3是22.4L吗？
2．化学性质
（1）三氧化硫为酸性氧化物：
SO3
+
H2O=
是____________的酸酐,SO3
还可与碱性氧化物、碱反应。
思考：
SO3、SO2分别通入BaCl2溶液中现象一样吗？
（2）SO3中的S元素为+6价，能表现较强
性。
四、二氧化硫对环境的污染
1、二氧化硫有毒，它对人体的直接危害是引起___________________________;
2、二氧化硫对大气污染的后果是形成_________，正常雨水的pH约为_______，呈______性，这是因为溶解了________的缘故，而酸雨的pH小于________.
3、空气中___的氧化物和_____的氧化物随雨水降下就形成了酸雨，因此酸雨中的酸主要是______和_______。
五、工业消除二氧化硫常用的方法
1、“固硫”
法：
将生石灰跟煤均匀混合，煤燃烧时放出的SO2跟生石灰反应生成CaSO3，CaSO3再被空气氧化成CaSO4，而被固化，从而减少向大气的排放。其反应方程式为：
__________________
和__________________________________
2、吸收法：可以用氨水吸收二氧化硫______
_______
【考点突破】
例1.
下图是实验室制SO2并验证SO2某些性质的装置
图。请填写下列空白：
⑴⑥中发生化学反应方程式为_________________________________________。
⑵①中的实验现象为_________________，此实验证明SO2是___________气体。
⑶②中的品红溶液______________________，证明SO2有_______________。
⑷③中的实验现象是____________________，证明SO2有______________性。
⑸④中的实验现象是____________________，证明SO2有______________性.
⑹⑤的作用是_________________，反应的化学方程式有___________________。
答案:
(1)
Na2SO3+
H2SO4=
Na2SO4↑+
SO2+H2O
(2)石蕊溶液变红
酸性
（3）红色褪去
漂白性（4）产生黄色沉淀
氧化性
（5）黄色退去
还原性
（6）尾气吸收防止SO2污染空气
2
NaOH+
SO2=
NaSO3+H2O
例2.香烟烟雾中含有CO、CO2、SO2、H2O等气体，用①
无水CuSO4
②
澄清石灰水
③红热CuO
④
生石灰
⑤
品红溶液
⑥
酸性高锰酸钾溶液等药品可将其一一检出，检测时香烟烟雾通入药品的正确顺序是（
）
A．①——⑤——②——⑥——④——③
B．①——⑤——⑥——②——④——③
C．③——④——②——⑥——⑤——①
D．②——⑤——①——④——③——⑥
答案:B
反馈训练:
1．下列实验中能证明某气体为SO2的是（
）
①使澄清石灰水变浑浊
②使湿润的蓝色石蕊试纸变红
③使品红溶液褪色
④通入足量NaOH溶液中，再滴加BaC12溶液，有白色沉淀生成，该沉淀溶液于稀盐酸
⑤通入溴水中，能使溴水退色，再滴加Ba（NO 3）2溶液有白色沉淀产生
A．都能证明
B．都不能证明
C．③④⑤均能证明
D．只有⑤能证明
2．下列有关SO2的性质的探究实验报告记录的实验现象正确的是（
）
【考点巩固】
1．下列物质中，既能与硫化氢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
A．①②③
B．①②④⑤⑥
C．③④⑤⑥
D．②④⑥
2．一定物质的量的SO2与NaOH溶液反应，所得溶液中含Na2SO3和NaHSO3，若两者物质的量之比为3﹕5，则参加反应的SO2与NaOH的物质的量之比为（
）
A．3﹕5
B．1﹕2
C．18﹕8
D．8﹕11
3．除去CO2中混有的少量SO2气体，最好选用的试剂是（
）
A．澄清石灰水
B．品红溶液
C．溴水
D．饱和NaHCO3溶液
4．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．BaSO4
B．FeS
C．BaSO3
D．S
5．在无色透明强酸性溶液中，能大量共存的离子组是
（
）
A．K+、Cu2+、NO3-、SO32--
B．K+、Na+、Cl-、SiO32-
C．Al3+、NH4+、NO3-、Cl-
D．K+、Na+、AlO2-、Cl-
6．工业上测量SO2、N2、O2混合气体中SO2含量的装置如图：反应管中装有碘的淀粉溶液。SO2和I2发生的反应为（N2、O2不与I2反应）：
SO2+
I2+2H2O=
H2SO4+2HI
混合气体进入反应管后，量气管内增加的水的体积等于_________的体积（填写气体的分子式）。
反应管内溶液蓝色消失后，没有及时停止通气，则测得的SO2含量_____（偏高、偏低、不受影响）。
反应管内的碘的淀粉溶液也可以用
代替。
若碘溶液体积为VamL，浓度为Cmol/L，N2与O2的体积为VbmL(已折算为标准状况下的体积)。用C、Va、Vb表示SO2的体积百分含量为
将上述装置改为简易实验装置，除导管外，还需选用的仪器为：___________a烧杯
b试管
c广口瓶
d容量瓶
e量筒
f单孔塞
g双孔塞
7．某化学学习小组为探究SO2的性质进行了如下实验：向BaCl2溶液中通入SO2气体，无明显现象，将溶有SO2的BaCl2溶液分成两等份。其中一份加入NaOH溶液，出现白色沉淀A；另一份通入少量Cl2，产生白色沉淀B。试回答下列问题：
(1)若不考虑SO2与水的反应向BaCl2溶液中通入SO2无明显现象，“无明显现象”可能是“不反应”，也可能是“反应但无现象”。此处应为_____________________________。
原因是___________________________________。
(2)沉淀A的化学式为________，该沉淀能否溶于稀盐酸？________。
(3)写出生成沉淀B的离子方程式：________________________________________________________________________。
(4)生成2.33
g沉淀B，需消耗标准状况下的Cl2______mL。
第二课时
【考纲要求】1、了解氮的氧化物的物理、化学性质；
2、了解氮的氧化物对环境的影响，及消除污染的方法。
【自主学习】
一、一氧化氮和二氧化氮
氮有多种化合价：-3、0、+1、+2、+3、+4、+5，五种正价可形成六种氧化物：_____、______、______、______、______、______。氮的氧化物都是大气污染物。
1．一氧化氮
（1）NO的生成：________________________________
（2）物理性质：NO是一种______色、______溶于水的气体。
（3）化学性质：在常温下，NO很__________,与空气中的O2反应，生成NO2
化学方程式：__________________________________________
2．二氧化氮
（1）物理性质
NO2是一种_____________色、有_____________气味的有毒气体，密度比空气______，______液化，______溶于水。
（2）化学性质
与水反应：___________________________________________
“雷雨发庄稼”的意思是：雷雨过后，土壤中的养分增多了，有利于植物的生长。原因是什么？
思考：将一支装满NO2气体的试管倒扣在水槽中一段时间后，试管内会发生什么变化？
所得溶液的浓度是多少
〖小结〗工业制硝酸、硫酸的基本原理
硫酸
硝酸
基本原理
3．说明：
a．NO、NO2等氮的氧化物污染空气，是形成酸雨的主要原因之一，工业上常用碱液吸收，有关反应方程式为
2NO2
+
2NaOH
==
NaNO2
+
NaNO3
+
H2O
NO
+
NO2
+
2NaOH
==
2NaNO2
+
H2O。
b．2NO2
N2O4；
N2O4为无色气体。
c．_______和_____分别是HNO2和HNO3的酸酐
二、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
【考点突破】
例1.地球外层空间存在微量臭氧（O3）分子和氧原子，该臭氧层能吸收阻挡太阳强烈有害的紫外线辐射，可是人为的大气污染物会破坏臭氧层，如超音速飞机排放物中的氮氧化物（NO和NO2），它们与O3、O发生如下反应：O3+NO=NO2+O2，
NO2+O=NO+O2这两个反应反复循环，其总反应式为
，由此可见氮氧化物在破坏臭氧层过程中起了
的作用。
【答案】
O3+O=2O2
催化剂
例2．NO分子因污染空气而臭名昭著。近年来发现少量的NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、免疫、增强记忆的功能，而成为当前生命科学的研究热点，NO也被称为“明星分子”。回答以下问题：
（1）NO的危害在于（
）
（A）破坏臭氧层（B）高温下使一些金属被氧化（C）造成酸雨（D）与人体血红蛋白结合
（2）在含有Cu+离子的酶的活性中心中，亚硝酸根离子（NO2-）可以转化为NO，写出两者在酸性环境下反应的离子方程式：
（3）在常温下把NO气体压缩到100个大气压，在一个体积固定的容器中加热到50℃，发现气体的压力迅速降低，压力降低到略小于原压力的2/3就不再发生变化，已知其中一种产物是N2O，写出上述反应的化学方程式：
。
（4）说明（3）中最后的气体的总压力小于原压力的2/3的原因是
【答案】（1）ACD
（2）Cu++NO2-+2H+=NO↑+
Cu2++H2O
（3）3NO=N2O+NO2
（4）有少量NO2转化为N2O4
反馈训练:
1．下列元素在自然界中只能以化合态形式存在的是（
）
A．N
B．O
C．Si
D．S
2．下列氧化物不是酸酐的是（
B
）
A．N2O5
B．NO2
C．N2O3
D．SO2
3．(双选)下列关于NO的说法错误的是
（
）
A．NO是酸性氧化物
B．NO是汽车尾气的有害成分之一
C．NO可以在大气中稳定存在
D．NO能够与人体血红蛋白结合，造成人体缺氧中毒
4．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．二氧化碳
B．氮氧化物
C．二氧化硫
D．悬浮颗粒
5．向倒扣在水槽中盛有NO的试管中缓慢通入35mLO2，反应完成后，若试管内的液面仍保持在原来的位置，则试管中原NO的体积是
（
A
）
A．20mL
B．15mL
C．10mL
D．5mL
6．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（
）
A．3 1
B．1 3
C．1 2
D．2 1
7．(双选)下列酸的酸酐中，不能由单质和氧气直接反应制得的是（
）
A．HNO3
B．H2CO3
C．H2SO4
D．H2SO3
8．(双选)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（
）
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．可能是NO与NO2的混和气体
D．只可能是NO2一种气体
9．如图所示：挤压胶头滴管（装有液体）a，将液体加入到广口瓶（装有另一种物质）中，两装置中的气球（干瘪）b都有明显地胀大（忽略液体体积对气球影响，以及外界和广口瓶间热量的传递影响）。则所用试剂不可能是（
）
A
甲：H2O和CaO（固体）；
乙：H2O和NH4NO3（固体）
B、甲：盐酸和Na2O2（固体）；
乙：亚硫酸钠溶液和氯气
C、甲：NaOH溶液和CO2；
乙：盐酸和NaHCO3溶液
D、甲：稀盐酸和大理石粉末（固体）；
乙：H2O和NO2【考点突破】1．(双选)下列各组物质中,通入的气体既作氧化剂又作还原剂的是（
）
A．NO2通入水中
B．SO2通入水中
C．CO2通入Na2O2中
D．Cl2通入石灰水中
2．在反应KNO2K2O＋NO↑＋O2↑（未配平）中，当生成33.6LNO（标准状况）时，被氧化的氧原子的物质的量为（
）
A．3mol
B．1.5mol
C．0.75mol
D．0.6mol
3．下列说法错误的是（
）
A．将少量SO2气体通入Ba(OH)2溶液中，有白色沉淀生成
B．将SO2气体通入BaCl2溶液中，有白色沉淀生成
C．将SO2气体通入用硝酸酸化过的BaCl2溶液中，有白色沉淀生成
D．将硝酸酸化的BaCl2溶液加入某溶液中有白色沉淀产生,不能判断该溶液中一定存在SO42-
4．(双选)某混合气体中可能含有Cl2
、O2
、SO2
、NO
、NO2
中的两种或多种气体。现将此无色透明的混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，把剩余气体排入空气中，很快变为红棕色。对于原混合气体成分的判断中正确的是
（
）
A．肯定有SO2
和NO
B．肯定没有Cl2
、O2和NO2
C．可能有Cl2和O2
D．肯定只有NO
5、在标准状况下，将O2与NO按3：4的体积比充满一个干燥烧瓶，将烧瓶倒置于水中，瓶内液面逐渐上升后，最后烧瓶内溶液的物质的量浓度为（
）
A．0.045mol·L－1
B．0.036mol·L－1
C．0.026mol·L－1
D．0.030mol·L－1
6．工业废气中氮氧化合物是造成大气污染的主要物质。为了治理污染，工业上通常通入NH3与废气发生下列反应；NOx
+
NH3
→
N2
+
H2O
。现有3L由NO和NO2组成的混合气体，可用同温同压下3.5
L
NH3恰好使其完全转化为N2。则原混合气体中NO和NO2的物质的量之比为（
）
A.
1：1
B.
2：1
C.
1：3
D.
1：4
7．（1）请将5种物质：N2O、FeSO4、Fe(NO3)3、HNO3和Fe2(SO4)3分别填入下面对应的横线上，组成一个未配平的化学方程式。
________+_________→_________+_________+_________+H2O
(2)反应物中发生氧化反应的物质__________，被还原的元素是_________。
(3)反应中1
mol氧化剂_______(填“得到”或“失去”)___________
mol电子。
8．实验室常用饱和NaNO2和NH4Cl溶液反应制取纯净的氮气。反应为：NaNO2
+NH4Cl
=
NaCl+N2↑+2H2O↑；
实验装置如图所示，试回答：
（1）装置中A部分的分液漏斗与蒸馏烧瓶之
间连接的导管所起的作用是：（
）
A.防止NaNO2饱和溶液蒸发
B.保证实验装置不漏气
C.使NaNO2饱和溶液容易滴下
（2）B部分的作用是：（
）
A.冷凝
B.冷却氮气
C.缓冲氮气流
（3）
加热前必须进行一个操作步骤是：____
_____；加热片刻后，即应移去酒精灯以防反应物冲出，其原因是：__________________________________________
（4）收集N2前必须进行的步骤是：____
收集N2最适宜的方法是（
）
A.用排气法收集在集气瓶中
B.用排水法收集在集气瓶中
C.直接收集在球胆或塑料袋中
9．氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾，因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。
(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：
2NO2＋2NO＋4NaOH===4NaNO2＋2H2O
①
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
②
在反应①中，氧化剂是________；还原剂是________。在反应②中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为
________________________________________________________________________。
(2)汽车尾气中含有CO和NO，消除这两种物质对大气的污染的方法是安装催化转化器，使它们发生反应生成N2和CO2，该反应的化学方程式为
第三节
硫和氮的氧化物
第一课时
反馈训练：1.D
2.C
【考点巩固】1.B
2.D
3.D
4.A
5.C
6.
（1）N2、O2的体积;（2）偏低;（3）酸性高锰酸钾溶液或溴水
（4）VSO2％＝22.4CVa/（22.4CVa＋Vb）×100%
（5）b、c、e、g或b、e、g或c、e、g。
7.解析：
加入NaOH溶液发生的反应为：
Ba2＋＋SO2＋2OH－===BaSO3↓＋H2O①
通入Cl2发生的反应为：
Ba2＋＋SO2＋Cl2＋2H2O===BaSO4↓＋2Cl－＋4H＋②
由方程式②：BaSO4↓　　～　　Cl2
233
g
22
400
mL
2.33
g
V(Cl2)
解得V(Cl2)＝224
mL。
答案：(1)不反应　弱酸不能制强酸
(2)BaSO3　能　
(3)Ba2＋＋SO2＋Cl2＋2H2O===BaSO4↓＋2Cl－＋4H＋
(4)224
第二课时
反馈训练：1.C
2.B
3.AC
4.D
5.A
6.C
7.AC
8.BC
9.C
【考点巩固】1.AD
2.C
3.B
4.AB
5.C
6.C
7.
（1）FeSO4+HNO3Fe(NO3)3+Fe2(SO4)3+N2O+
H2O
(2)FeSO4
N
(3)得到
4
8.
(1)
C
(2)
A
(3)检查气密性
反应放热
（4）排尽空气
C
9
.NO2　NO　1∶1
2CO＋2NON2＋2CO2