4.3.1硫和硫的氧化物
1.从硫元素的化合价态上判断,下列物质中的硫元素不能表现氧化性的是( )
A.S
B.Na2S
C.SO2
D.H2SO4
2.(2016·淄博高一检测)下列说法不正确的是( )
A.从性质的角度分类,SO2属于酸性氧化物
B.从元素化合价的角度分类,SO2既可作氧化剂又可作还原剂
C.从在水中是否发生电离的角度分类,SO2属于电解质
D.从对大气及环境影响的角度分类,SO2是一种大气污染物
3.下列对SO2和SO3的叙述正确的是( )
A.标准状况下,都是无色气体,都易溶于水
B.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.都能跟碱液反应
4.下列实验报告记录的实验现象正确的是( )
5.下列离子方程式正确的是( )
A.向NaOH溶液中通入少量SO2:SO2+OH-===HSO
B.向氯水中通入少量SO2:Cl2+SO2+2H2O===4H++2Cl-+SO
C.将SO2通入到饱和NaHCO3溶液中:2H++CO===H2O+CO2↑
D.将SO2通入到BaCl2溶液中:SO2+H2O+Ba2+===BaSO3↓+2H+
6.(2016·石家庄高一检测)下列溶液:①石灰水,②H2S溶液,③KMnO4溶液,④氯水,⑤品红溶液。能够区别SO2和CO2气体的是( )
A.①②③
B.②③④
C.②③④⑤
D.全部
7.下列说法正确的是( )
A.SO2具有漂白性,能使品红溶液和酸性KMnO4溶液褪色且常作食品的漂白剂
B.活性炭、胶体、H2O2、O3等都有漂白性
C.次氯酸盐只有在酸性环境中才有漂白性
D.Na2O2也有漂白性,其漂白原理和SO2相似
8.CO2气体中含有少量SO2,欲得到干燥纯净的CO2,通过下图所示的洗气瓶,(1)、(2)两瓶中所装的试剂应该是( )
A.(1)NaOH (2)浓H2SO4
B.(1)浓H2SO4 (2)NaOH
C.(1)饱和NaHCO3 (2)浓H2SO4
D.(1)浓H2SO4 (2)Na2CO3
9.某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按下图所示装置进行实验。
试回答:
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是________,其中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________;
(2)实验过程中,装置B、C中发生的现象分别是_______________________________
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________,
这些现象分别说明SO2具有的性质是_____________________________________________________和________________________;装置B中发生反应的离子方程式为________________________________________________;
(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象:________________________________________________________________________;
(4)尾气可采用________________溶液吸收。
10.某无色气体A中可能含有Cl2、SO2、CO2、HCl气体中的一种或几种。
(1)将此气体通入氯水后溶液变得无色透明。
(2)将得到的溶液分为两份:
①其中一份取出少量在试管中加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,出现白色沉淀。
②另一份取出少量加入用硝酸酸化的AgNO3溶液,也得到白色沉淀。
试回答:
(1)气体A中肯定含有的气体是________,理由是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)气体A中肯定不存在的气体是________,理由是___________________________________
________________________________________________________________________。
(3)气体A中不一定存在的气体是________。
能力提升
11.(2016·昆明高一检测)为除去CO2中混有的SO2和O2,下列试剂使用顺序正确的是( )
①饱和的Na2CO3溶液 ②饱和的NaHCO3溶液 ③浓硫酸 ④灼热的铜网 ⑤碱石灰
A.①③④
.②③④
C.②④③
.③④⑤
12.(2016·福州高一检测)如图所示装置可用于收集SO2并验证其某些化学性质,下列说法正确的是( )
13.关于硫的叙述正确的是( )
A.硫的非金属性较强,所以只以化合态存在于自然界
B.由氧气与铁反应生成三氧化二铁可知硫与铁反应生成Fe2S3
C.硫与金属或非金属反应均作为氧化剂
D.1.6
g硫与6.4
g铜反应能得到8.0
g纯净硫化物
14.A、B是两种有刺激性气味的气体。试根据下列实验事实填空。
(1)写出A~F各物质的化学式:
A________,B________,C________,D________,
E________,F________。
(2)写出A、B和水反应的离子方程式:______________________________________________。
15.向BaCl2溶液中通入SO2后,将溶液分置于两支试管中。向一份中加入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,需要消耗标准状况下的Cl2________mL。
参考答案
1.B 硫元素的化合价处于最低价态(如Na2S)时,只具有还原性;处于中间价态(如S、SO2)时,既具有氧化性,又具有还原性;处于最高价态(如H2SO4)时,只具有氧化性。
2.C SO2为非电解质。
3.D 在标准状况下,SO3是无色固体;SO2溶于水得到的是中强酸;SO2能使品红褪色,加热时红色恢复,SO3没有漂白性,不能使品红褪色;SO2和SO3都是酸性氧化物,都能跟碱反应生成盐和水。
4.C a中SO2溶于水生成H2SO3,溶液呈酸性,通入石蕊溶液显红色。b中SO2具有漂白性,通入品红溶液中,品红褪色。c中SO2被氯水氧化为SO,生成硫酸钡白色沉淀,同时因Cl2的消耗,溶液变无色。d中SO2与氢氧化钠反应生成Na2SO3,Na2SO3又与BaCl2生成BaSO3白色沉淀。
5.B SO2与过量NaOH溶液反应生成Na2SO3和水,反应的离子方程式为SO2+2OH-===SO+H2O,A项错误;H2SO3的酸性比H2CO3强,SO2通入饱和NaHCO3溶液中,反应的离子方程式为SO2+HCO===HSO+CO2,C项错误;H2SO3的酸性比盐酸弱,故SO2通入到BaCl2溶液中不反应,D项错误。
6.C SO2和CO2都属于酸性氧化物,它们都能与石灰水反应生成不溶性盐,也就是都会产生沉淀,所以不能利用这一性质来区别SO2和CO2。SO2具有氧化性,能将H2S氧化生成单质硫(有黄色沉淀生成);SO2也具有还原性,能被KMnO4溶液和氯水氧化(溶液褪色);SO2还具有漂白性,能使品红溶液褪色,而CO2没有这些性质。所以可以用②③④⑤来区别SO2和CO2。故正确答案为C。
7.B SO2使酸性KMnO4溶液褪色是因为其还原性而不是漂白性,且SO2有毒,不能用于食品漂白,A错误;活性炭、胶体具有吸附性,能吸附色素,H2O2、O3、Na2O2等有强氧化性,能氧化色素物质,B正确,D错误;次氯酸盐溶液一般显碱性,能与空气中的CO2和水蒸气反应生成HClO而具有漂白性,C错误。
8.C 要得到干燥纯净的CO2,应先净化再干燥。SO2、CO2都与NaOH反应,所以除CO2中的SO2应用饱和NaHCO3溶液。
9.(1)蒸馏烧瓶 Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)溶液由紫红色变为无色 无色溶液中出现黄色浑浊 还原性 氧化性 5SO2+2MnO+2H2O===2Mn2++5SO+4H+
(3)品红溶液褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,溶液恢复为红色
(4)NaOH
10.(1)SO2 气体通入氯水后溶液变得无色透明,且加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,出现白色沉淀
(2)Cl2 Cl2为黄绿色气体 (3)CO2、HCl
解析 无色气体说明气体A中一定不含Cl2;(1)中实验和(2)①中实验均说明气体A中一定含SO2,②中实验说明溶液中含Cl-,但氯水中含Cl-,故不确定气体A中是否含HCl。
11.B SO2可以用饱和NaHCO3溶液吸收,O2可以被灼热的铜网吸收。
12.B 酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,体现二氧化硫的还原性,A项错误;二氧化硫能使品红溶液褪色,体现二氧化硫的漂白性,B项正确;二氧化硫是酸性氧化物,可以与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠,C项错误;二氧化硫可以使紫色石蕊试液变红,说明二氧化硫的水溶液具有酸性,二氧化硫虽然具有漂白性,但不能使变红后的石蕊试液褪色,D项错误。
13.D 元素在自然界的存在形式虽与化学活泼性有关,但不能以非金属性强弱作为判定依据,如O、N、S的非金属性并不弱,但在自然界仍存在游离态的单质O2、N2、S,A项不正确。铁与硫反应产物应为FeS,B项不正确。硫单质为零价,是中间价态,与金属反应时显氧化性,与非金属性比它强的非金属(如氧、氯、氟等)反应时显还原性,C项不正确。对于D项可作如下计算,硫与铜化合只能生成硫化亚铜,
2Cu + S
Cu2S
128 32
160
6.4
g 1.6
g
8.0
g
D项正确。
14.(1)Cl2 SO2 H2SO4 HCl BaSO3 BaSO4
(2)Cl2+SO2+2H2O===4H++SO+2Cl-
解析 由框图信息,等物质的量的A、B气体加入H2O中,生成含C、D的无色溶液,滴入Ba(OH)2溶液有沉淀F生成,向含D的溶液滴入AgNO3溶液有沉淀G生成,可知含C、D的无色溶液中有SO、Cl-。向气体B中加入Ba(OH)2溶液至过量有沉淀生成,可知A为Cl2,B为SO2,且都是有刺激性气味的气体。进一步可推出C为H2SO4,D为HCl,E为BaSO3,F为BaSO4。
15.(1)不反应 弱酸不能制强酸
(2)BaSO3 能
(3)Ba2++SO2+Cl2+2H2O===BaSO4↓+2Cl-+4H+
(4)224
解析 加入NaOH溶液发生的反应为
Ba2++SO2+2OH-===BaSO3↓+H2O ①
通入Cl2发生的反应为
Ba2++SO2+Cl2+2H2O===BaSO4↓+2Cl-+4H+ ②
由反应方程式②:BaSO4 ~ Cl2
233
g
22
400
mL
2.33
g
V(Cl2)
故V(Cl2)=224
mL。
课时作业:4.3.2氮的氧化物 大气污染
一、选择题(每小题3分,共39分。)
1.酸雨是对降水呈酸性(pH小于5.6)的统称。下列说法不正确的是( )
A.空气中的SO2溶于水,最终形成酸雨
B.汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮氧化物
C.工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因
D.为了减少酸雨的形成,必须减少SO2的排放量,对燃料脱硫处理
2.在NO2被水吸收的反应中,发生还原反应和发生氧化反应的物质,其质量比为( )
A.3∶1
B.1∶3
C.1∶2
D.2∶1
3.在体积为V
L的密闭容器中,通入a
mol
NO和b
mol
O2,反应后容器内氮原子和氧原子数之比为( )
A.
B.
C.
D.
4.某集气瓶里的气体呈红棕色,加入足量水,盖上玻璃片,振荡,得橙色溶液,气体颜色消失,再打开玻璃片后,瓶中气体又变为红棕色,该气体可能是下列混合气中的( )
A.N2、NO2、Br2
B.NO2、NO、N2
C.NO2、O2、NO
D.N2、O2、Br2
5.(双选)现有NO2、O2的混合气体12
mL,通入足量水中,充分反应后逸出气体2
mL
(同温同压下),则原混合气体中含氧气的体积是( )
A.1.2
mL
B.2.4
mL
C.3
mL
D.4
mL
6.发射“嫦娥一号”环月卫星运载火箭的推进剂引燃后,产生大量高温气体从尾部喷出。该气体主要成分是CO2、H2O、N2、NO等,在发射现场可看到火箭尾部产生大量红棕色气体,其原因是( )
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CO和NO2
D.NO与H2O反应生成H2和NO2
7.在标准状况下,将O2和NO2按1∶4的体积比充满干燥的烧瓶,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,最终烧瓶内溶液溶质的物质的量浓度为( )
A.
mol·L-1
B.
mol·L-1
C.
mol·L-1
D.
mol·L-1
8.将3
mol的NO2气体依次通入下列三个分别装有足量①NaHCO3饱和溶液 ②浓H2SO4 ③Na2O2的装置后,用排水法把残留气体收集起来,则收集到的气体是(同温、同压下测定)( )
A.1
mol
NO
B.1
mol
NO2和0.05
mol
O2
C.2
mol
O2
D.0.25
mol
O2
9.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,试管内液面上升,但不能充满试管,当向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管中液面继续上升,经过多次重复后,试管内完全被充满,原来试管中盛装的气体是( )
A.可能是N2和NO2的混合气体
B.一定是NO2气体
C.可能是NO和NO2的混合气体
D.只可能是NO2一种气体
10.将22.4
L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后,气体体积变为11.2
L(体积均在相同条件下测定),则该氮氧化合物的化学式为( )
A.NO2
B.N2O3
C.N2O
D.N2O4
11.某氮的氧化物是大气污染物之一,在一定温度和有催化剂存在下,该氧化物与氨气反应只生成氮气和水,若生成的氮气和水的物质的量之比为5∶6,该氧化物的化学式为( )
A.NO
B.N2O3
C.NO2
D.N2O5
12.大气污染是环境污染的一个重要方面,常见的大气污染分一次污染和二次污染,二次污染是排入环境中的一次污染物在物理化学因素或生物作用下发生变化,或与环境中其他物质发生反应生成新的污染物,如2NO+O2===2NO2就是二次污染,由NO2导致的污染就是NO的二次污染。下列物质:①SO2 ②NO ③NO2 ④HCl
⑤CO2,不易导致二次污染的是( )
A.①②③④⑤
B.①③⑤
C.④和⑤
D.只有④
13.如图所示,集气瓶内充满某混合气体,将集气瓶置于光亮处,然后挤压胶头滴管使胶头滴管内的水进入集气瓶,发现烧杯中的水会倒吸进入集气瓶,则集气瓶内的混合气体可能是( )
①CO、O2 ②NO、O2 ③NO2、O2 ④N2、H2
A.①②
B.②④
C.③④
D.②③
参考答案
1.C 工业废水任意排放引起江河湖泊污染,而酸雨是由于SO2和NO2溶于水引起的。
2.C 3NO2+H2O===2HNO3+NO,其中生成HNO3的NO2即为发生氧化反应的NO2,生成NO的即为发生还原反应的NO2,故二者质量之比2∶1。
3.C 根据原子守恒可知容器中的N原子为a
mol,O原子为(a+2b)
mol。
4.A 集气瓶内气体呈红棕色,可能含Br2蒸气或NO2气体。加水原气体红棕色消失,溶液呈橙色,说明混合气中一定含Br2蒸气;打开玻璃片后瓶中气体又变红棕色,说明溶于水后的气体中含NO,NO是由3NO2+H2O===2HNO3+NO而来,故原混合气中肯定含有Br2蒸气和NO2气体。
5.AD 解法一:(总反应式法)根据有关的反应:
4NO2+O2+2H2O===4HNO3 3NO2+H2O===2HNO3+NO
设原混合气体中O2的体积为V(O2),剩余气体可能是O2,也可能是NO。
①若剩余O2,则V剩=V(O2)-[12
mL-V(O2)]=2
mL
解得V(O2)=4
mL,D正确。
②若剩余NO,则V剩=[12
mL-V(O2)-4V(O2)]=2
mL
解得V(O2)=1.2
mL,A正确。
解法二:(原子守恒法)由“参加反应的氮的氧化物和O2中所含N原子数与O原子数之比为2∶5”列式求解。
剩余气体可能是O2,也可能是NO,设原混合气体中含O2的体积为x
mL,则
①若剩余O2,则反应的
NO2为(12-x)mL,反应的O2为(x-2)
mL,有(12-x)∶[2(x-2)+2(12-x)]=2∶5,解得x=4,选项D正确。
②若剩余NO,则反应的NO2为(6-x)mL,反应的O2为x
mL,有(6-x)∶[2x+2(6-x)]=2∶5,解得x=1.2,选项A正确。
6.B N2很稳定,在一般情况下很难与O2反应,A排除;NO不溶于H2O,也不与H2O反应,排除D;气体的主要成分为CO2、H2O、N2、NO等,说明在该条件下CO2与NO不反应,排除C;B项是NO的性质,遇到O2生成红棕色的NO2。
7.C 根据化学方程式4NO2+O2+2H2O===4HNO3,设烧瓶的容积为V
L,则NO2的体积为V
L。又因NO2与O2的体积比为4∶1,所以最终液体充满烧瓶,溶液的体积为V
L。NO2的物质的量为V
L/22.4
L·mol-1,HNO3的物质的量也为V
L/22.4
L·mol-1,烧瓶内HNO3的物质的量浓度为c(HNO3)=
=
mol·L-1
8.D 3NO2+H2O===2HNO3+NO由此可知有1
mol
NO产生,有2
mol
HNO3生成,根据HNO3+NaHCO3===NaNO3+H2O+CO2↑可知,2
mol
HNO3与足量NaHCO3反应有2
mol
CO2产生。
2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2
由此可知有
1
mol
O2产生,
所以此时剩余气体为1
mol
NO和1
mol
O2。
用排水法收集时,发生如下反应4NO+3O2+2H2O===4HNO3,由此可知最后剩余0.25
mol
O2,故选D。
9.C 因4NO2+O2+2H2O===4HNO3,4NO+3O2+2H2O===4HNO3,都可以形成HNO3,所以可能是NO2,也可能是NO与NO2的混合气体。
10.A
11.A 方法一:通式法
可设氧化物的化学式为NxOy,然后配平求解。
NxOy+yNH3===N2+yH2O
依题有:∶y=5∶6,x=y。选A。
方法二:代入法
6NO+4NH3===5N2+6H2O①
N2O3+2NH3===2N2+3H2O②
6NO2+8NH3===7N2+12H2O③
3N2O5+10NH3===8N2+15H2O④
只有①式中N2和H2O的物质的量符合题意。
方法三:原子守恒法
假设产生的N2和H2O分别为5
mol、6
mol,则反应物中应共含
10
mol
N原子、12
mol
H原子和6
mol
O原子。由题意知H2O中氢元素全部来自NH3,氧元素全部来自氮的氧化物,N2中的氮原子分别来自NH3和氮的氧化物,则有
3H ~ NH3 ~ N
3
mol 1
mol 1
mol
12
mol
4
mol 4
mol
因此氮的氧化物中应提供10
mol-4
mol=6
mol氮原子和6
mol氧原子,显然氧化物中N,O个数比为1∶1。
12.C
13.D ①CO和O2在光照条件下不反应,且均难溶于水,不符合题意;②NO与O2可发生反应2NO+O2===2NO2、3NO2+H2O===2HNO3+NO,生成物易溶于水且气体分子数减少,符合题意;③在O2存在的条件下,NO2可与水发生反应:4NO2+O2+2H2O===4HNO3,生成物溶于水且气体分子数减少,符合题意;④N2和H2在光照条件下不反应,且均难溶于水,不符合题意。二氧化硫性质的实验探究
教材分析
本节内容包括硫和氮的氧化物的性质及其对大气的污染,是在学生已经学习了钠、铝、铁、硅、氯及其化合物基础上,继续学习硫、氮氧化物的相关知识,既是为氨、硝酸、硫酸的学习做准备,也是对高中化学无机化合物知识体系的进一步完善。二氧化硫是一种具有还原性和氧化性的酸性氧化物,通过学习让学生建立“硫元素系统”的整体印象,帮助学生进一步完善研究非金属单质及其化合物性质的一般方法和规律。第一课时主要学习SO2的性质及其在生产生活中的应用。
三维目标
1.知识目标:了解SO2的物理性质和用途,掌握SO2的化学性质,认识可逆反应和SO2的漂白原理。
2.能力目标:培养学生实验操作能力和观察、分析推理能力。
3.情感目标:通过学生实验,激发学生探究兴趣,培养学生对科学研究的态度。
教学重点
SO2的化学性质。
教学难点
可逆反应、从氧化还原反应角度分析SO2的化学性质。
教学方法
采用“实验探究—启发思考—归纳总结”的教学方法,将教材中演示实验改为学生实验,指导学生采用实验对比方式,开展学习活动。使学生的学习过程和认识过程统一起来,让学生真正成为学习的主体,感受到学习的乐趣,化难为易。
教学用品
多媒体课件、试管架、试管夹、点滴板、玻璃棒、小试管(4支)(配套小气球1个),滴管(2支)、酒精灯、火柴、滴瓶(贴“SO2水溶液”标签)、水槽、pH试纸、紫色石蕊溶液、无色酚酞溶液、品红溶液、0.01
mol·L-1
NaOH溶液、0.1
mol·L-1
Ba(OH)2溶液、KMnO4溶液、一大试管SO2气体。
导入新课
展示图片:南京城市空气质量报告表。
[启发思考]空气中有很多物质,为什么二氧化硫要作为主要污染物来报告?二氧化硫究竟是一种什么样的物质呢?请同学们谈谈自己对SO2的了解情况。
[学生回答]由2~3名学生介绍所收集到的SO2相关知识。
推进新课
[教师讲述]SO2主要来源于工业制备硫酸,煤、石油和天然气的燃烧等,硫在氧气或空气中燃烧生成SO2,SO2是造成酸雨的主要成分之一。
[思考猜测]SO2具有哪些性质呢?
[学生实验1]观察试管中SO2的色、态,闻其气味。把试管倒立在水中,打开胶塞并轻摇试管;在水下用胶塞塞紧试管并取出,然后将试管中液体倒入贴有SO2水溶液标签的滴瓶中。
[师生总结]SO2是一种无色有刺激性气味的有毒气体,易溶于水(1∶40),密度比空气大,易液化。
[启发思考]SO2是否仅仅溶于水?
[学生实验2~4]
学生实验
实验现象
结论(反应化学方程式)
2
将一小片pH试纸放在点滴板上,用玻璃棒蘸取SO2水溶液滴在上面。
3
在点滴板凹穴中滴入1滴紫色石蕊溶液,然后滴加SO2水溶液,观察实验现象。
4
在试管中加入1
mL氢氧化钡溶液,然后滴加少量SO2水溶液,振荡,观察实验现象。
[学生回答]实验2现象:pH试纸呈红色,实验3现象:紫色石蕊溶液呈红色,实验2和3的结论:SO2+H2OH2SO3(溶液呈酸性);实验4现象:生成白色沉淀,实验4结论:SO2+Ba(OH)2===BaSO3↓+H2O。
[师生总结]SO2和CO2一样,具有酸性氧化物的通性,能与水反应生成酸,能与碱反应生成盐和水。其中SO2和H2O反应生成的H2SO3是一种不稳定的中强酸,相同条件下,又分解生成SO2和H2O,我们将这样的反应称为可逆反应,写成SO2+H2OH2SO3,“”为可逆符号。
[教师讲解]可逆反应:在相同条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的化学反应。
[针对训练]下列反应是否为可逆反应?
(1)CO2+H2O===H2CO3,H2CO3===H2O+CO2↑
(2)2H2+O22H2O,2H2O2H2↑+O2↑
[启发思考]SO2除了具有酸性氧化物的通性,还可能具有哪些性质?
[学生实验5~7]
学生实验
实验现象
结论(反应化学方程式)
5
在试管中加入1~2滴品红溶液,然后滴加SO2水溶液,振荡,观察实验现象。再在试管口套一小气球,加热,观察实验现象。
6
在试管中加入1
mL氢氧化钠溶液,向其中滴加2滴无色酚酞溶液,然后滴加SO2水溶液,振荡,观察实验现象。
7
在点滴板凹穴中滴入1滴酸性高锰酸钾溶液,然后滴加SO2水溶液,观察实验现象。
[学生回答]实验5现象:溶液褪色,加热后又变红色;实验6现象:溶液褪色;实验7现象:溶液褪色。
[师生总结]SO2能使品红溶液褪色,但生成的物质不稳定,加热又恢复原来颜色。SO2的这种性质称为漂白性,其漂白原理是SO2能与某些有色物质生成不稳定的无色物质,且生成的无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色。
[教师讲述]观看SO2用于漂白草帽、鲜花、银耳的图片。二氧化硫作为食品添加剂历史悠久,主要有两个用途,一是用于干果、蜜饯果脯等的漂白,令其外观更好看;二是具有防腐、抗氧化等作用,能延长食品保质期。一般来讲,少量的二氧化硫进入机体可以认为是安全无害的,但如果超量使用,就有可能造成食品中二氧化硫超标,对人体的肝、肾等造成伤害。鉴别的方法为“看颜色”和“闻气味”。
[师生讨论]几种物质的漂白性比较
物质
H2O2、HClO
SO2
木炭
原理
将色素氧化为稳定的无色物质
与色素结合成不稳定的无色物质
将有色物质的分子吸附在其表面
实质
化学变化
化学变化
物理吸附
范围
可漂白大多数有色物质,能使紫色石蕊溶液褪色
可漂白某些有色物质,不能使紫色石蕊溶液褪色
可吸附某些有色物质的分子
[启发思考]滴加无色酚酞的氢氧化钠溶液褪色,是SO2漂白的结果?请设计实验证明你的结论。
[师生讨论]SO2漂白是与某些有色物质生成不稳定物质,实验6中没有有色物质,不是SO2漂白的结果,而是氢氧化钠被反应的结果:SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O,通过继续滴加氢氧化钠溶液进行验证。
[启发思考]紫红色的酸性高锰酸钾溶液褪色,是SO2漂白的结果?
[投影讲述]SO2中的S为+4价,处于S元素的中间价态,根据氧化还原理论推测SO2既有氧化性,又有还原性。当SO2遇到氧化剂时,表现还原性,被氧化成+6价的硫;当SO2遇到还原剂时,表现氧化性,被还原成0价的硫。如:5SO2+2KMnO4+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4,SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,2SO2+O22SO3。
[启发思考]如果将H2S和SO2两种气体混合,能否发生反应?
[师生讨论]从化合价的角度分析反应为:2H2S+SO2===3S+2H2O
[投影讲述]观看H2S和SO2两种气体混合反应视频,巩固氧化还原反应知识。
[阅读教材]二氧化硫在工农业生产和生活中的用途:制造硫酸,漂白纸浆、毛、丝、草帽,杀菌、消毒、干果防腐剂等。
[师生总结]内容见“板书设计”。
1.指出下列反应或实验现象中,SO2所体现的性质:
①2SO2+O22SO3,__________________,
②SO2+2H2S===3S+2H2O,________________,
③SO2+2H2O+Br2===2HBr+H2SO4,__________,
④SO2使品红溶液褪色,__________________,
⑤SO2使高锰酸钾溶液褪色,________________,
⑥SO2使紫色石蕊溶液变红色,____________。
2.将SO2依次通过下列实验装置,说出A、B、C、D各装置中的实验现象。
A.________________________,
B.________________________,
C.________________________,
D.________________________。
对于新教材知识的体系与结构强调了单元模块,量多而难于把握,但对于元素化合物的核心知识还是要给学生讲解清楚。本节课的主线是SO2的化学性质,从实验出发,让学生总结SO2的物理性质,讨论SO2作为酸性氧化物的性质,通过实验5~7的对比,让学生讨论得出SO2的漂白性、还原性以及不同褪色反应的本质区别,通过硫元素价态图的分析,让学生明确元素化合物的学习方法。同时,改演示实验为学生实验,从实际效果看,整节课学生的学习积极性高、参与度好,提高了学生的合作能力和解决问题能力,既培养了学生的实验操作能力,又培养了学生的科学方法和科学态度,较好地突破了本节的重点和难点。第四章
非金属及其化合物
4.3
硫和氮的氧化物
一、选择题
1.下列物质能使品红溶液褪色的是( )
①活性炭
②过氧化钠
③氯水
④二氧化硫
⑤臭氧
A.①③④
B.②④⑤
C.①②③④
D.①②③④⑤
2.为了除去混入CO2中的SO2,最好将混合气体通入下列哪种溶液中(
)
A.饱和烧碱溶液 B.饱和小苏打溶液
C.饱和纯碱溶液 D.浓硫酸
3.利用下列试剂,选用合适方法鉴别Na2SO4、Na2SO3、Na2CO3、NaCl四种溶液,最佳试剂组是(
)
A.BaCl2、HCl、品红溶液
B.BaCl2、HCl、石蕊溶液
C.AgNO3和HNO3溶液
D.AgNO3和BaCl2溶液
4.Cl2和SO2都有漂白作用,能使品红溶液褪色。若将等物质的量的Cl2和SO2混合后,再通入品红与BaCl2的混合溶液,能观察到的现象是(
)
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
5.一瓶无色气体,可能含有HCl、HBr、SO2中的一种或几种。将其通入氯水中,得到无色透明溶液,将该溶液分成两份,一份加入盐酸酸化的氯化钡溶液,析出白色沉淀;一份入硝酸酸化的硝酸银溶液,也有白色沉淀生成。下面结论正确的是(
)
A.原气体中肯定有SO2
B.原气体中可能有HBr
C.原气体中肯定有HCl
D.不能肯定有SO2
6.下列有关物质检验的实验结论正确的是(
)
选项
实验操作及现象
实验结论
A
向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成
该溶液中一定含有
B
向某溶液中加入2滴KSCN溶液,溶液不显红色。再向溶液中加入几滴新制的氯水,溶液变为红色
该溶液中一定含有Fe2+
C
将某气体通入品红溶液中,品红溶液褪色
该气体一定是SO2
D
向少量某物质的稀溶液中滴加稀盐酸,产生了能使澄清石灰水变浑浊的气体
该物质一定碳酸盐
二、非选择题
7.
工业上用固体硫酸亚铁制取颜料铁红(Fe2O3),反应原理是:2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。某研究性学习小组用下图所示装置检验该反应所产生的气态物质,然后用装置中A瓶内的混合物来测定已分解的FeSO4的质量。(SO2沸点为-10.02
℃)
请完成相关问题:
(1)A瓶所盛试剂的作用是
;
B瓶所盛的试剂是
;
C瓶所盛试剂的作用是
。
(2)A瓶要用冷水冷却的原因是
。
(3)将此反应生成的气体通入A瓶BaCl2溶液中,则___________。(填编号)
A.析出BaSO3沉淀
B.析出BaSO4沉淀
C.逸出SO3气体
D.逸出SO2气体
理由是
。
(4)反应后若用A瓶内的混合物来测定已分解的FeSO4的质量,其实验操作的第一步是(简述操作步骤)________________
______________。
8.长期存放的亚硫酸钠可能会被空气中的氧气氧化。某化学兴趣小组通过实验来测定某无水亚硫酸钠试剂的被氧化的程度,设计了如图所示实验装置:
请回答下面的问题:
(1)若将虚线框内的分液漏斗换成长颈漏斗,则应该怎样检查虚线框内装置的气密性?
_______________________________。
(2)D装置中反应的化学方程式为___________________________。B装置中反应的离子方程式为____________________________。
(3)称量a
g
Na2SO3样品放入锥形瓶中,向B装置反应后的溶液中加入足量的BaCl2溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥,得白色沉淀b
g,原样品中Na2SO3的质量分数为________。
(4)C装置中反应的离子方程式为____________________________。
(5)现有以下试剂:蒸馏水、稀盐酸、稀硝酸、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液,请从中选择合适试剂,设计一种不同的实验方法测定试样中无水亚硫酸钠被氧化的程度
。
《参考答案》
1.D
活性炭为吸附褪色,过氧化钠、氯水、臭氧为氧化褪色,二氧化硫为生成不稳定的无色物质褪色。
2.B
饱和烧碱与饱和纯碱溶液既吸收SO2吸收CO2;浓硫酸不能吸收SO2,故不可能。
3.A
BaSO4、BaSO3、BaCO3均不溶于水,但BaSO3和BaCO3溶于盐酸,并且BaSO3与盐酸反应生成刺激性气味的SO2气体,而BaCO3与盐酸反应无色无味的CO2。
4.C
尽管潮湿的Cl2和SO2都有漂白作用,
Cl2具有强的氧化性,而SO2具有还原性,若同时使用,它们会发生如下反应:Cl2
+
SO2
+
2H2O
=
H2SO4
+
2HCl。这样两者等物质的量混合会完全丧失漂白作用,溶液不会褪色而生成
H2SO4和BaCl2反应生成不溶于水和酸的BaCl2白色沉淀BaSO4。
5.A
将混合气体通入氯水,得到无色透明溶液,说明有还原性气体存在,所以一定有SO2,但是没有HBr。将所得溶液中加入硝酸银,能够产生沉淀,但是Cl-有可能是氯水中Cl2被还原的结果。
6.B
【解析】A项可能受到Ag+影响生成AgCl沉淀;C能够使品红溶液褪色的气体不一定就是SO2还可能是其他气体比如氯气;D项:能使澄清石灰水变浑浊的气体可以为二氧化碳,也可为二氧化硫,则对应的盐可为碳酸盐,也可为亚硫酸盐。
7.解析:结合反应原理2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑可知本实验目的是用装置中A瓶内的混合物来测定已分解的FeSO4的质量。所以A瓶所盛试剂为BaCl2稀溶液,其作用是检验并吸收SO3,由于发生反应SO3+H2O=H2SO4,同时放出大量的热,所以A瓶用冷水冷却。同时由于A瓶所盛试剂为BaCl2稀溶液,避免吸收SO2气体。反应后应向A瓶中滴入BaCl2溶液,直至不再产生新的沉淀,证明SO3完全被沉淀下来。那么利用BaSO4沉淀的量来测定已分解的FeSO4的质量。SO2气体沸点为-10.02
℃,所以在A中不被吸收,那么B中盛放品红试液检验SO2气体的生成,由于SO2气体有毒,所以用NaOH溶液吸收。
答案:(1)检验并吸收SO3
品红试液
吸收SO2
(2)SO3与H2O反应放出大量的热
(3)BD
SO2、SO3的混合气体溶于水,发生反应SO3+H2O
H2SO4,同时放出大量的热,使SO2的溶解度减小而逸出SO2气体,又由H2SO4与BaCl2反应析出BaSO4沉淀,在酸性溶液中不可能产生BaSO3沉淀
(4)A瓶中滴入BaCl2溶液,直至不再产生新的沉淀
8.解析:(3)b
g白色沉淀为BaSO4,其物质的量为
mol,则原样品a
g中含Na2SO3也为
mol,样品中Na2SO3的质量分数为×100%。
答案:(1)关闭弹簧夹(或止水夹)a,由长颈漏斗向锥形瓶内加水至漏斗内液面高于锥形瓶内液面,过一段时间观察液面是否变化,若不变,说明气密性良好,否则,说明装置漏气
(2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+SO42-
(3)×100%
(4)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,SO2+2OH-=SO32-+H2O
(5)称取一定质量的样品置于烧杯中,加水溶解,依次加入足量盐酸和BaCl2溶液,过滤,洗涤,干燥,称量沉淀物质量,计算即可。
一、选择题
1.导致下列现象的主要原因与排放SO2有关的是(
)
A.酸雨
B.光化学烟雾
C.臭氧空洞
D.温室效应
2.随着资源的开发和现代化工业的发展,你认为减少酸雨以保护环境可采取的措施是
(
)
①尽量少用煤作燃料
②把工厂的烟囱加高
③将燃料脱硫后才燃烧
④开发新的清洁能源
⑤植树造林⑥在已酸化的土壤中加石灰
A.①②③④
B.③④⑤⑥
C.①③④
D.①③④⑤
3.
将22.4
L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后,气体体积变为11.
2
L(体积均在相同条件下测定),则该氮氧化合物的化学式为
(
)
A.NO2
B.N2O3
C.N2O
D.N2O4
4.Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能,近年来此领域研究很大进展,因此这三位教授获得1998年诺贝尔医学及生理学奖。关于NO的下列叙述不正确的是(
)
A.NO可以是某些含低价N物质氧化的产物
B.NO不是亚硝酸(HNO2)酸酐
C.NO可以是某些含高价N物质还原的产物
D.NO是红棕色气体
5.下述做法能改善空气质量的是(
)
A.以煤等燃料作为主要生活燃料
B.利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源
C.鼓励私人购买和使用汽车代替公交车
D.限制使用电动车
6.下列有关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SO2的量
B.臭氧的体积分数超过10-4%的空气有利于人体健康
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,故不会导致水体污染
7.可用于区别溴蒸气与二氧化氮气体的试剂是(
)
A.淀粉碘化钾溶液
B.水
C.AgNO3溶液
D.NaOH溶液
8.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H2SO4,③Na2O2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)(
)
A.1体积NO
B.2体积NO2和0.5体积O2
C.2体积O2
D.0.25体积O2
9.将充有m
mL
NO和n
mL
NO2的量筒倒立于水槽中,然后通入m
mL
O2,若m<n,则充分反应后,量筒内气体体积的毫升数为(
)
A.3(m-n)
B.m
+
C.
D.
10.在容积为672
mL的烧瓶里充满NO、NO2的混合气体,将其倒立在水槽里,去塞后再通入280
mL氧气,恰好完全反应,且水充满烧瓶(气体体积都折合成标准状况下)。下列有关叙述中,正确的是
(
)
A.总反应为NO+NO2+O2+H2O=2HNO3
B.总反应为4NO+8NO2+5O2+6H2O=12HNO3
C.生成HNO3的物质的量浓度接近0.03
mol·L-1
D.生成HNO3的物质的量浓度约为0.045
mol·L-1
二、非选择题
11.在一支容积为25
mL的试管内充满NO2和O2的混合气体,将试管倒置于水中,充分反应后:
(1)若无气体剩余,原混合气体中NO2和O2的体积各为多少?
(2)若气体剩余5
mL,原混合气体中NO2和O2的体积各为多少?
《参考答案》
1.A
[解析]酸雨与人们排放的SO2有关;光化学烟雾与碳氢化合物、一氧化碳和氮的氧化物有关;臭氧空洞与氟氯烃(即氟利昂)有关;温室效应与大气中二氧化碳浓度不断上升有关。因此,正确了解各种污染的形成原因是解答本题的关键。
2.C
[解析]防止污染应从源头抓起,要从根本上解决酸雨的危害,必须阻止二氧化硫的产生和排放,所以①③④符合题意。
3.A
[解析]设氮氧化合物的化学式为NxOy
2NxOy+2yCuxN2+2yCu
2
x
22.4
L
11.2
L
x=1,利用排除法,可知本题选A。
4.D
[解析]氮元素的化合价非常丰富:-3、0、+1、+2、+3、+4、+5都有,所以NO中的+2价氮在NO分子中,N元素呈+2价,它既可以是含低价氮物质的氧化产物,又可以是含高价氮物质被还原的产物。NO不是酸酐。HNO2的酸酐是N2O3。NO是无色气体,NO2是红棕色气体。
5.B
[解析]以煤等燃料会产生大量的SO2和氮氧化物,易造成酸雨,汽车尾气会排放出大量的CO和氮氧化合物,严重污染空气,应该控制汽车的使用而改用对环境友好的电动车。
6.A
[解析]空气中的微量臭氧能刺激中枢神经,加速血液循环,令人产生爽快和振奋的感觉,但当空气中臭氧的含量超过10-5%(体积分数)时,就会对人体、动植物,以及其他暴露在空气中的物质造成危害。由于溶解了CO2的缘故,正常雨水的pH约为5.6,当空气中硫的氧化物和氮的氧化物随雨水降下就成为酸雨,因此酸雨的pH小于5.6。含磷合成洗涤剂虽于被分解,但当水体中含有大量磷元素后,会造成水体富营养化,导致水体污染。
7.BC
[解析]溴蒸气和NO2均能使淀粉KI溶液变蓝,均和NaOH溶液反应而褪色,但NO2和水反应后无色,溴蒸气被水吸收后呈橙红色,溴蒸气能使AgNO3溶液产生淡黄色沉淀(溴化银沉淀),而NO2不能。
8.D
[解析]为计算方便可先假设3体积的NO2的物质的量为3mol。则①3体积的NO2通入NaHCO3溶液中发生反应:3NO2+H2O=2HNO3+NO后,生成HNO32mol,NO1体积;2molHNO3和2molNaHCO3发生反应:NaHCO3+HNO3=NaNO3+H2O+CO2↑,生成2体积的CO2
;②1体积NO和2体积CO2和水蒸气通过浓硫酸时,水蒸气被吸收,余下1体积NO和2体积CO2;③2体积CO2与Na2O2发生反应:2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,生成1体积O2,1体积NO与1体积的O2反应:2NO+O2=2NO2,生成1体积NO2,剩余0.5体积O2,这两种气体通入水中,发生反应:4NO2+O2+2H2O=4HNO3,NO2完全反应,余O20.25体积的O2。
9.C
[解析]方法一:反应方程式为:4NO2
+
O2
+
2H2O
=
4HNO3,4NO
+
3O2
+
2H2O
=
4HNO3,两式叠加,得
NO2
+
NO
+
O2
=
2HNO3,即反应物以等物质的量进行时恰好完全反应。
由题给条件m<n知,NO2过量(n-m)mL,过量的NO2按下式反应:
3NO2
+
H2O
=
2HNO3
+
NO
所以最后剩余V(NO)=mL。
方法二:电子得失守恒:NO2NO3-,NONO3-;O22O2-
设最后剩余NO
xmL,根据电子得失总数相等有:3(m-x)+n=4m。
解得x=mL。
10.BD
[解析]无论是NO还是NO2都能在水中与氧气按一定比例反应生成HNO3,同温同压下,气体物质的量之比等于体积之比,n(NO+NO2)︰n(O2)=672︰280=12︰5。所以由电子守恒可知恰好反应时总反应为4NO+8NO2+5O2+6H2O=12HNO3。可以生成0.03
mol
HNO3,容器容积为672
mL,所以硝酸溶液浓度=0.03
mol/0.672
L=0.045
mol·L-1。
11.
[解析]
(1)若无气体剩余,则发生反应:4NO2+O2+2H2O=4HNO3,设混合气体中O2为x
mL,则NO2为(25-x)mL,有(25-x)∶x=4∶1,x=5,则V(NO2)=25
mL-5
mL=20
mL。
(2)①若剩余气体为O2,设混合气体中O2为y
mL,则NO2为(25-y)mL。有(25-y)∶(y-5)=4∶1,y=9,则V(NO2)=25
mL-9
mL=16
mL。
②若剩余气体为NO,设混合气体中NO2为z
mL,则O2为(25-z)mL,发生反应:3NO2+H2O=2HNO3+NO,可知参加反应的NO2为(z-3×5)mL,有=4∶1,z=23,则V(O2)=25
mL-23
mL=2
mL。
答案:(1)NO2为20
mL,O2为5
mL。
(2)NO2为16
mL,O2为9
mL或者NO2为23
mL,O2为2
mL。(共23张PPT)
重点城市空气质量日报——日期:2013-2-29
它们从哪来的?有什么危害?
硫
:俗称
硫磺
淡黄色晶体
质脆,容易研成粉末。
不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。
硫与氮的氧化物
点燃
S
+
O2
===
SO2
一、硫
颜色:
状态:
气味:
毒性:
沸点:
密度:
水溶性:
有毒
低、易液化
比空气大
易溶于水(1∶40)
1、物理性质
无色
气体
有刺激性气味
二、二氧化硫
闻气味的方法:
用手轻轻地在瓶口扇动,
使少量的气体飘进鼻孔。
(1)酸性氧化物
与水反应
与碱反应
与碱性氧化物反应
1、化学性质
二、二氧化硫
与某些盐反应
把盖有胶塞、盛有二氧化硫气体的试管倒立在水中,在水下打开胶塞,观察试管内液面的情况。待水面高度不再变化时,将充有水的试管正立过来,滴加几滴紫色石蕊试剂,观察溶液颜色变化。
现象:试管内水面上升,溶液变红
①与水反应
(1)酸性氧化物
1、化学性质
H2SO3
可逆反应:在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应。
重点
工业制硫酸的第二步
同时、同条件
特点:
思考
难点
SO2
+
H2O
①与水反应
(1)酸性氧化物
在装有NaOH溶液的试管里滴加几滴酚酞试剂,然后通入SO2
气体,观察溶液颜色的变化。
现象:溶液由红色变为无色
2NaOH
+
SO2
==
Na2SO3
+
H2O
CaO
+
SO2
==
CaSO3
②与碱反应
(1)酸性氧化物
③与碱性氧化物反应
①与氧气反应
弱氧化性
2SO2
+H2S
==
3S
+
H2O
(2)
氧化物性、还原性
强还原性
2SO2
+
O2
2SO3
催化剂
△
②与氯水、溴水、KMnO4反应
S
-2
S
0
S
+4
S
+6
→
←
→
←
→
←
SO2
+Cl2+H2O
==
H2SO4
+
2HCl
4、
SO2的漂白性
向溶有SO2的溶液中滴加1-2滴品红溶液,振荡,观察溶液颜色的变化.然后加热试管,再观察。
溶液变红,加热红色褪去
现象:
(3)
漂白性
硫与氮的氧化物
工业上用于漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等。
4、
SO2的漂白性
无色物质
用途:
暂时性
特点:
反应机理:
SO2
+
有色物质
漂白性物质的对比
物质
HClO
(O3、H2O2
)
SO2
木炭
原理
实质
效果
范围
将有色物质
氧化为稳定的
无色物质
与色素结合
形成不稳定
的无色物质
将有色物质的分子吸附在其表面
氧化还原反应
(化学变化)
非氧化还原反应
(化学变化)
物理吸附
(物理变化)
永久性(不可逆)
暂时性(可逆)
暂时性
可漂白大多数有色物质,能使紫色石蕊褪色
可漂白某些有色物质,不能使石蕊试液褪色
可吸附某些有色物质的分子
硫与氮的氧化物
(三)、
三氧化硫的性质
SO3+
H2O=
H2SO4
工业制硫酸
SO3+
CaO
=CaSO4
SO3+
Ca(OH)2
=CaSO4
+
H2O
硫与氮的氧化物
二、二氧化氮和一氧化氮
(一)、一氧化氮
物理性质:
一种无色、不溶于水的有毒气体
N2
+
O2
=====
2NO
放电或高温
化学性质:
2NO
+
O2
=
2NO2
(红棕色)
硫与氮的氧化物
(二)、二氧化氮(污染大气的有害物质之一)
物理性质:
红棕色、有刺激性气味的
化学性质:
3NO2
+
H2O
=
2HNO3
+
NO
工业制硝酸
重点
有毒气体,密度比空气大,易液化,易溶于水。
硫与氮的氧化物
科学探究
现给你一试管二氧化氮,其他药品和仪器自选
设计试验,要求尽可能多地使二氧化氮被水吸收。
实验步骤
现象
解释
(1)
(2)
(3)
启示:硝酸工业在吸收反应进行过程中补充一些空气,使生成的NO再转化为NO2。
MnO2
2KCLO3
=
=
2KCL
+
3O2
将一支充满NO2的试管倒放在盛有水的水槽中。
红棕色气体逐渐消失,水位上升,最后水充满整个试管的2/3,无色气体充满试管的1/3位
3NO2
+
H2O
=
2HNO3
+NO
NO2为红棕色气体,易溶于水,
NO为无色气体,难溶于水
制取少量氧气
将氧气
慢慢通入步骤(1)的试管中
无色气体变为红棕色气体,又变为无色气体,但气体体积逐渐缩小,液面不断上升
2NO
+
O2
=
2NO2
3NO2
+
H2O
=
2HNO3
+
NO
硫与氮的氧化物
三、SO2、NO2对大气的污染:
1、SO2、NO2污染物的形成
①、煤、石油、金属矿物质的燃烧和冶炼产生SO2
②、汽车尾气、硝酸工业产生的NO2
让我
看一看?
想一想?
硫与氮的氧化物
③、酸雨的形成
让我
看一看?
想一想?
硫与氮的氧化物
③、酸雨的形成
NO2、SO2与水反应形成的
硝酸酸雨:
酸雨:指pH小于5.6的降水。
3NO2
+
H2O
=
2HNO3
+
NO
硫酸酸雨:
或:SO2
+
H2O
H2SO3
SO3
+
H2O=H2SO4
2SO2
+
O2
2SO3
催化剂
△
2H2SO3
+
O2
=
2H2SO4
催化剂
硫与氮的氧化物
2、对大气的污染:
①、危害人体健康
②、破坏农作物、森林,土壤酸化,腐蚀建筑等
硫与氮的氧化物
2、对大气的污染:
硫与氮的氧化物
3
、防治酸雨的措施
1)、尽量减少用原油、原煤直接作燃料。
2)、在燃煤中加入生石灰、石灰石等,用以硫的固定。
3)、采用煤的液化、汽化技术。
4)、开发和使用洁净能源,如太阳能、核能、水能、风能等,减少对煤和石油的消耗。
5)、在含硫矿石的冶炼、硫酸、化肥、造纸等行业加强废气的处理和综合利用。第三节《硫和氮的氧化物
(时间45分钟 满分100分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题只有1个选项符合题意,每小题5分,共50分)
1.下列说法不正确的是( C )
A.从性质的角度分类,SO2属于酸性氧化物
B.从元素化合价的角度分类,SO2既可作氧化剂又可作还原剂
C.从在水中是否发生电离的角度分类,SO2属于电解质
D.从对大气及环境影响的角度分类,SO2是一种大气污染物
解析:SO2为非电解质。
2.氮气能大量存在于空气中的根本原因是( C )
A.氮气性质稳定,即使在高温下也不与其他物质发生反应
B.氮气比空气轻且不溶于水
C.氮气分子中两个氮原子结合很牢固,分子结构稳定
D.氮气既无氧化性,也无还原性,不与其他物质反应
解析:N2性质稳定,但高温下可与O2等物质发生反应,在反应中表现出氧化性或还原性;氮气比空气轻且不溶于水并不是N2能大量存在于空气中的根本原因;N2能大量存在于空气中的根本原因是氮气分子中两个氮原子结合很牢固,分子结构稳定。
3.能证明SO2具有漂白性的是( C )
A.酸性KMnO4溶液中通入SO2气体后紫红色消失
B.滴有酚酞的NaOH溶液中通入SO2气体后红色消失
C.品红溶液中通入SO2气体后红色消失
D.溴水中通入SO2气体后橙色消失
解析:SO2气体通入酸性KMnO4溶液后紫红色消失、通入溴水后橙色消失都是利用了SO2的还原性;滴有酚酞的NaOH溶液红色消失,是因为通入的SO2气体与水反应生成酸中和了碱;只有SO2气体通入品红溶液后红色消失,才能证明SO2具有漂白性。
4.关于二氧化硫和二氧化氮叙述正确的是( B )
A.两种气体都是无色有毒的气体,且都可用水吸收以消除对空气的污染
B.二氧化硫与过量的二氧化氮混合后通入水中能得到两种常用的强酸
C.两种气体都具有强氧化性,因此都能够使品红溶液褪色
D.两种气体溶于水都可以与水反应,且只生成相应的酸
解析:考查了二氧化硫和二氧化氮的有关化学性质。A中二氧化氮为红棕色气体,不可用水吸收来消除对空气的污染;B中二氧化硫跟水反应生成亚硫酸,二氧化氮跟水反应生成硝酸,硝酸氧化亚硫酸生成硫酸,能得到两种常用的强酸;C中二氧化硫的漂白原理不是利用强氧化性,二氧化硫也不具有强氧化性;D中二氧化氮跟水反应还生成了一氧化氮,故选项B符合题意。
5.为除去CO2中混有的SO2和O2,下列试剂使用顺序正确的是( B )
①饱和的Na2CO3溶液 ②饱和的NaHCO3溶液
③浓硫酸 ④灼热的铜网 ⑤碱石灰
A.①③④
B.②③④
C.②④③
D.③④⑤
解析:SO2可以用饱和NaHCO3溶液吸收,O2可以被灼热的铜网吸收。
6.如下图所示,在注射器中加入少量Na2SO3晶体,并吸入少量浓硫酸(以不接触纸条为准)。则下列有关说法正确的是( D )
A.湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色
B.湿润的品红试纸,蘸有KMnO4酸性溶液的滤纸均褪色证明了SO2的漂白性
C.湿润的碘化钾淀粉试纸未变蓝说明SO2不能将I-还原为I2
D.实验后,可把注射器中的物质推入NaOH溶液,以减少环境污染
解析:吸入的浓硫酸与Na2SO3反应,生成SO2气体。A项中,SO2为酸性气体,能使湿润蓝色石蕊试纸变红,但SO2不能漂白酸碱指示剂,错误;B项中,SO2的漂白性使品红褪色,SO2的还原性能使KMnO4酸性溶液褪色,错误。C项中,I-转化成I2是氧化过程,不是还原过程,说法错误。
7.下列离子方程式正确的是( B )
A.向NaOH溶液中通入少量的SO2:SO2+OH-HS
B.向氯水中通入少量的SO2:Cl2+SO2+2H2O4H++2Cl-+S
C.将SO2通入饱和的NaHCO3溶液中:2H++CH2O+CO2↑
D.将SO2通入BaCl2溶液中:SO2+H2O+Ba2+BaSO3↓+2H+
解析:A应为SO2+2OH-S+H2O;C应为2HC+SO2S+2CO2+H2O;D不反应。
8.如图,利用培养皿探究SO2的性质。实验时向Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸,立即用另一表面皿扣在上面。
下表中对实验现象的描述或解释不正确的是( A )
选项
实验现象
解释
A
BaCl2溶液变浑浊
SO2与BaCl2溶液反应产生了BaSO3沉淀
B
Na2S溶液变浑浊
SO2与Na2S溶液反应产生了S单质
C
酸性KMnO4溶液褪色
SO2具有还原性
D
品红溶液褪色
SO2具有漂白性
解析:SO2与水反应生成H2SO3,H2SO3为中强酸,不与BaCl2溶液反应。
9.将盛有1
mol
NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中,再通入0.4
mol
O2,充分反应后,整个试管充满水。则原混合气体中NO与NO2体积比为( C )
A.1∶2
B.2∶5
C.3∶7
D.无法确定
解析:设1
mol
NO和NO2的混合气体中有a
mol
NO和(1-a)
mol
NO2,根据4NO+3O2+2H2O===4HNO3和4NO2+O2+2H2O===4HNO3可得:a+=0.4,所以a=0.3,V(NO)∶V(NO2)=3∶7。
10.某氮的氧化物是大气污染物之一,在一定温度和有催化剂存在的条件下,该氧化物与氨气反应只生成氮气和水,若生成的氮气和水的物质的量之比为5:6,该氧化物的化学式为( A )
A.NO
B.N2O3
C.NO2
D.N2O5
解析:方法一:通式法
可设氧化物的化学式为NxOy,然后配平求解。
NxOy+yNH3===N2+yH2O
依题意有::y=5:6,x=y,选A。
方法二:代入法
6NO+4NH3===5N2+6H2O①
N2O3+2NH3===2N2+3H2O②
6NO2+8NH3===7N2+12H2O③
3N2O5+10NH3===8N2+15H2O④
只有①式中N2和H2O的物质的量符合题意。
方法三:原子守恒法
假设产生的N2和H2O分别为5
mol,6
mol,则反应物中应共含10
mol
N原子、12
mol
H原子和6
mol
O原子。由题意知H2O中氢元素全部来自NH3,氧元素全部来自氮的氧化物,N2中的氮原子分别来自NH3和氮的氧化物,则有
3H ~ NH3 ~ N
3
mol
1
mol
1
mol
12
mol
4
mol
4
mol
因此氮的氧化物中应提供10
mol-4
mol=6
mol氮原子和6
mol氧原子,显然氧化物中N,O个数比为1:1。
二、非选择题:本题包括4小题,共50分
11.(每空2分,共12分)向BaCl2溶液中通入SO2后,将溶液分置于两支试管中。向一份中加入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,需要消耗标准状况下的Cl2______mL。
解析:加入NaOH溶液发生的反应为
Ba2++SO2+2OH-===BsSO3↓+H2O;①
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)
故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
12.(每空2分,共14分)A、B是两种有刺激性气味的气体。试根据下列实验事实填空。
(1)写出A~F各物质的化学式:
A________,B________,C________,D________,E________,F________。
(2)写出A、B和水反应的离子方程式:______________________________________________________________________。
解析:由框图信息,等物质的量的A、B气体加入H2O中,生成含C、D的无色溶液,滴入Ba(OH)2溶液有沉淀
F生成,向含D的溶液滴入AgNO3溶液有沉淀G生成,可知含C、D的无色溶液中有SO、Cl-。向气体B中加入Ba(OH)2溶液至过量有沉淀生成,可知A为Cl2,B为SO2,且都是有刺激性气味的气体。进一步可推出C为H2SO4,D为HCl,E为BaSO3,F为BaSO4。
答案:(1)Cl2 SO2 H2SO4 HCl BaSO3 BaSO4
(2)Cl2+SO2+2H2O===4H++SO+2Cl-
13.(每空2二分,共14分)某课外活动小组按如下图装置探究有关物质的性质。
(1)装置的气密性检查;关闭________,打开________(填“K1”、“K2”或“K3”),若一段时间后__________________,则装置气密性良好。
(2)实验验证NO化学性质的现象是________________,反应的化学方程式为______________________。
(3)关闭K2、打开K3,预期有“喷泉”现象,验证了另一种物质的化学性质。写出反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目__________________________________。
(4)有关“喷泉”的叙述正确的是(填序号)________。
A.用手(或热毛巾)捂热烧瓶有助于引发“喷泉”
B.“喷泉”的形成说明烧瓶中的气体易溶于水
C.“喷泉”终止时烧瓶中几乎充满液体
D.最终烧瓶中溶液的物质的量浓度约为1/22.4
mol·L-1
解析:(1)关闭K3,打开K1、K2,若装置气密性良好,则一段时间后储气瓶中水面不再上升。
(2)本实验验证了2NO+O2===2NO2,故烧瓶中应出现红棕色气体。
(3)“喷泉”现象表明烧瓶中形成负压,因而验证了NO2与水的反应:
(4)用手(或热毛巾等)捂热烧瓶,排出导管中的空气,使NO2与水接触起反应,烧瓶中形成负压从而引发“喷泉”,A正确;B不正确,这里验证的是NO2与水的反应。C不正确,由于K2关闭,由上述反应可知烧瓶中液体约为烧瓶容积的2/3。D不正确,若实验在标准状况下进行,且不考虑溶质的扩散,最终烧瓶中溶液的物质的量浓度约为1/22.4
mol·L-1。
答案:(1)K3 K1、K2 储气瓶中水面不再上升
(2)烧瓶中出现红棕色气体 2NO+O2===2NO2
(3)
(4)A
16.(12分)(能力挑战题)某校化学兴趣小组的学生,分成两组对酸雨及空气中二氧化硫的含量进行了测定。
第一组 取三份刚降到地面的酸雨水样,分别进行如下实验:
①将一片红色的玫瑰花瓣浸在一份水样中。
②向雨水试样中滴加氯化钡溶液,有白色沉淀生成。
③每隔一定的时间测定其pH,数据如表所示。
不同时间酸雨的pH
测定时间/小时
0
1
2
4
pH
4.73
4.62
4.56
4.55
(1)一段时间后,观察到玫瑰花瓣红色变浅,其原因是_______________________
______________________________________________________________________。
(2)生成白色沉淀的离子方程式为 ____________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)分析上述pH数据变化,你认为可能的原因是(用化学方程式表示)________________
__________________________________________________________________。
第二组 拟用下列装置定量分析空气中SO2的含量:
(4)通入空气前应进行的实验操作是___________________________________________
_____________________________________________,酸性KMnO4溶液中导管末端做成球状多孔结构的作用是______________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(5)已知:5SO2+2Mn+2H2O5S+2Mn2++4H+。随着空气的不断通入,酸性高锰酸钾溶液的颜色逐渐变浅直至褪色,说明SO2具有________性。
(6)若实验中气体流速为aL·min-1,酸性KMnO4溶液的体积为bL,其浓度为cmol·L-1,从气体通入到紫红色恰好褪去,用时5
min。则空气中二氧化硫的含量为________g·L-1。
解析:(1)玫瑰花瓣红色变浅的原因是SO2具有漂白性。
(2)酸雨中存在S,S与Ba2+反应生成白色沉淀:Ba2++SBaSO4↓。
(3)收集到的酸雨pH逐渐减小,说明溶液的酸性逐渐增强,是由于SO2在水中被O2氧化为H2SO4或H2SO3被O2氧化为H2SO4。
(4)有气体参加的实验,在安装好装置后,应先检查装置的气密性。导管末端做成球状多孔结构可以增大SO2与酸性KMnO4溶液的接触面积,有利于SO2的充分吸收。
(5)SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色,在反应中硫元素的化合价升高,体现了SO2的还原性。
(6)2Mn ~ 5SO2
2
mol
320
g
bcmol
m(SO2)
m(SO2)=160bcg;通入空气的体积为aL·min-1×5
min=5aL,则空气中二氧化硫的含量为=g·L-1。
答案:(1)SO2具有漂白性
(2)Ba2++SBaSO4↓
(3)2SO2+2H2O+O22H2SO4(或2H2SO3+O22H2SO4)
(4)检查装置的气密性 增大接触面积,有利于SO2的充分吸收 (5)还原
(6)第1课时 二氧化硫和三氧化硫
1.了解硫在自然界的存在形态。了解硫的性质和用途。
2.掌握SO2的化学性质及检验方法。学会设计实验验证SO2的还原性及漂白性。
细读教材记主干
1.标出下列物质中硫元素的化合价,并由此分析判断它们的氧化性或还原性:
(1)
既有氧化性又有还原性;
(2)H2
具有还原性;
(3)O2既有氧化性又有还原性;
(4)H2O4具有氧化性。
2.硫以游离态和化合态两种形式存在于自然界中。硫与氧气反应的方程式为S+O2SO2。
3.SO2是酸性氧化物,可与水、碱、碱性氧化物反应
(1)与
H2O
的反应:SO2
+
H2O??H2SO3;
(2)与NaOH的反应:SO2
+
2NaOH===Na2SO3
+
H2O;
(3)与CaO的反应:SO2+CaO===CaSO3。
4.SO2具有还原性,可被O2、氯水、溴水、酸性KMnO4溶液等氧化剂氧化。
5.SO2具有漂白性,可与某些有色物质(品红、草帽辫等)化合生成无色不稳定的化合物,受热后又恢复原色。
6.SO3是一种酸性氧化物,可与水、碱性氧化物、碱反应。
[新知探究]
1.硫在自然界中的存在形态有游离态,存在于火山喷口附近或地壳岩层里;有化合态,主要是硫化物和硫酸盐。
2.硫俗称硫黄,颜色状态是黄色晶体,溶解性是不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。
3.硫是较活泼的非金属元素,能与许多金属、非金属发生反应。请分别写出硫与①Fe、②Cu、③H2、④O2反应的化学方程式,并指明各反应的氧化剂和还原剂。
①Fe+SFeS S是氧化剂,Fe是还原剂;
②2Cu+SCu2S S是氧化剂,Cu是还原剂;
③H2+SH2S S是氧化剂,H2是还原剂;
④S+O2SO2 S是还原剂,O2是氧化剂。
[对点演练]
1.关于硫的叙述正确的是( )
A.硫的非金属性较强,所以只以化合态存在于自然界中
B.分离黑火药中的硝酸钾、木炭、硫黄要用到二硫化碳、水及过滤操作
C.硫与金属或非金属反应时均作氧化剂
D.硫的氧化性比氯气强
解析:选B 元素在自然界中存在形式虽然与化学活泼性有关,但不能把非金属性强弱作为判断依据。如O、N、S非金属性较强,但自然界中有游离的O2、N2、S。黑火药成分中的硫黄溶于CS2后过滤,将滤液蒸发得到晶体硫,滤渣再加水溶解过滤,滤渣为炭粉,蒸发滤液,浓缩结晶得到硝酸钾。S单质显0价,属中间价态,遇到金属、H2时作氧化剂,遇到O2、F2等强氧化性非金属时作还原剂。硫与变价金属反应生成低价态的金属硫化物,而氯气却生成高价态的金属氯化物,氯气氧化性比硫强。
[新知探究]
1.二氧化硫
(1)物理性质:
颜色
气味
毒性
溶解性
密度
无色
刺激性
有毒
易溶于水
比空气大
(2)化学性质
①SO2与水的反应
实验探究
实验操作
实验现象
结论
试管中的液面上升
SO2易溶于水
溶液颜色变红
水溶液显酸性
SO2溶于水生成H2SO3而显酸性。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,化学方程式为SO2+H2O??H2SO3。
②SO2与碱(NaOH、CaOH)2的反应
SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O;
SO2+Ca(OH)2===CaSO3+H2O。
③SO2的还原性和氧化性
SO2中硫元素的化合价为+4价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性,通常表现为还原性。与氯水反应的化学方程式是SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,
与氧气反应的化学方程式是2SO2+O22SO3。
在反应2H2S+SO2===3S↓+2H2O中SO2是氧化剂。
④SO2的漂白性
实验探究
实验操作
现象
结论
品红溶液的颜色为红色,将品红溶液滴加到SO2的水溶液中,震荡后溶液红色褪去,加热后溶液恢复红色。
SO2具有漂白性,但生成的化合物不稳定。
2.三氧化硫
(1)SO3中硫元素的化合价为+6价,处于最高价态,只有氧化性。
(2)SO3具有酸性氧化物的通性,完成下列方程式:
①能溶于水形成硫酸:SO3+H2O===H2SO4;
②能与碱反应:SO3+Ca(OH)2===CaSO4+H2O;
③能与碱性氧化物反应:SO3+CaO===CaSO4。
[问题讨论]
1.结合CO2
、SO2的性质,讨论酸性氧化物有哪些共性?
提示:与水反应生成对应的酸;与碱反应生成盐和水;与碱性氧化物反应生成盐。
2.SO2能使紫色的酸性KMnO4溶液褪色,
SO2还可以使含有酚酞的NaOH溶液褪色,都体现了SO2的漂白性,这种说法是否正确?为什么?
提示:SO2能使紫色的酸性KMnO4溶液褪色,并不是SO2的漂白性所起的作用,是它们之间发生氧化还原反应,体现了SO2的强还原性;使含有酚酞的NaOH溶液褪色也不是SO2的漂白性,而是SO2的酸性氧化物的性质。
3.如何鉴别SO2和CO2两种气体?
提示:(1)根据SO2具有刺激性气味鉴别。(2)根据SO2能使品红溶液褪色鉴别。(3)根据SO2能使酸性KMnO4溶液或溴水褪色鉴别。
[名师点拨]
1.漂白剂的分类
(1)Cl2、Ca(ClO)2、H2O2、Na2O2、O3等——氧化型
原理:漂白剂本身是氧化剂,利用其氧化性氧化有色物质,使之失去原有的颜色。加热时不能恢复原有的颜色。
(2)SO2——化合型
原理:漂白剂与有色物质化合生成新的无色物质,使之失去原来的颜色。加热时能恢复原来的颜色。
(3)活性炭、胶体——吸附型
原理:有些固体物质疏松、多孔,具有较大的表面积,可以吸附有色物质使之失去原来的颜色。部分吸附剂可以重复使用。
2.SO2和CO2的性质
SO2
CO2
物理性质
色、味
无色、刺激性气味
无色、无味
毒性
有毒
无毒
溶解性
易溶(1∶40)
可溶(1∶1)
化学性质
与水反应
H2O+SO2
?H2SO3
H2O+CO3??H2CO3
与碱反应
SO2+OH-(少量)===HSO,SO2+2OH-(足量)===SO+H2O
CO2+OH-(少量)===HCO,CO2+2OH-(足量)===CO+H2O
氧化性
SO2+2H2S===3S↓+2H2O
CO2+C2CO
还原性
2SO2+O22SO3,也能被酸性KMnO4、氯气、溴水等氧化
无还原性
漂白性
有,但不稳定
无
[对点演练]
2.下列说法正确的是( )
A.因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、溴水、酸性KMnO4溶液、石蕊溶液褪色
B.能使品红溶液褪色的不一定是SO2
C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同
D.盐酸能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,所以盐酸也有漂白性
解析:选B SO2使溴水、KMnO4溶液褪色是因为SO2具有还原性,能使品红褪色是漂白性,SO2不能使指示剂褪色,A选项错误;能使品红褪色的物质很多,不仅仅是SO2,B选项正确;SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2的漂白原理不相同,C选项错误;溶液褪色的原理是盐酸中和NaOH,溶液碱性变弱,并不是盐酸的漂白性,D选项错误。
3.除去CO2中混有的少量SO2气体,可选用试剂( )
A.澄清石灰水
B.品红溶液
C.溴水
D.饱和NaHCO3溶液
解析:选D 由于CO2和SO2都是酸性气体,在除去SO2时,不可损失CO2,若能生成CO2,效果更佳。澄清石灰水既能与SO2反应,也能与CO2反应;品红虽能与SO2反应,但吸收不完全,溴水也可与SO2反应,但易挥发出溴蒸气;NaHCO3饱和溶液既能吸收SO2,又能产生CO2,且饱和NaHCO3溶液中的HCO对CO2的溶解起到抑制作用,相关反应为SO2+2NaHCO3===Na2SO3+2CO2+H2O。
1.下列说法中,不正确的是( )
A.硫是一种淡黄色的能溶于二硫化碳的晶体
B.硫的化合物常存在于火山喷出的气体中
C.硫易燃烧,其燃烧产物是大气污染物之一
D.硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫,在纯氧中的燃烧产物是三氧化硫
解析:选D 硫在空气中和在纯氧中的燃烧产物均为SO2,故D项不正确。
2.下列对SO2和SO3的叙述正确的是( )
A.通常条件下,都是无色气体,都易溶于水
B.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
解析:选D 通常条件下SO2是无色气体,SO3为无色晶体,A项错;SO2溶于水生成的H2SO3是弱酸,B项错;SO3不具有漂白性,C项错;SO2、SO3均为酸性氧化物,均能与碱反应生成盐和水,D项正确。
3.下列物质均有漂白作用,但其中一种的漂白原理与其他三种不同,它是( )
A.HClO B.SO2
C.O3
D.Na2O2
解析:选
B 漂白作用机理主要包括:强氧化漂白(如O3、Na2O2、HClO等)和化合性漂白(如SO2)以及吸附性物理漂白(如活性炭)。
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
解析:选A FeCl3有较强的氧化性,在溶液中会将SO2氧化为H2SO4发生如下反应:2FeCl3+SO2+2H2O===2FeCl2+2HCl+H2SO4,所以会产生不溶于酸的白色沉淀BaSO4。
5.下列溶液:①石灰水,②H2S溶液,③KMnO4溶液,④氯水,⑤品红溶液。能够区别SO2和CO2气体的是( )
A.①②③
B.②③④
C.②③④⑤
D.全部
解析:选C SO2和CO2都属于酸性氧化物,它们都能与石灰水反应生成不溶性盐,也就是都会产生沉淀,所以不能利用这一性质来区别SO2和CO2。SO2具有氧化性,能将H2S氧化生成单质硫(有黄色沉淀生成);SO2也具有还原性,能被KMnO4溶液和氯水氧化(溶液褪色);SO2还具有漂白性,能使品红溶液褪色,而CO2没有这些性质。所以可以用②③④⑤来区别SO2和CO2。
6.如图所示的是实验室制取SO2并验证SO2某些性质的装置图。试回答:
(1)⑥中发生反应的化学方程式为_______________________。
(2)①中的实验现象为____________,此实验证明SO2是______氧化物。
(3)②中的品红溶液__________,证明SO2有______性。
(4)③中的实验现象是____________________,证明SO2有______性。
(5)④中的实验现象是________,证明SO2有______性。
(6)⑤的作用是________________________,反应的化学方程式为______________。
解析:根据SO2的化学性质及实验室制备SO2的反应原理回答问题。
答案:(1)Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)石蕊试液变红 酸性
(3)褪色 漂白
(4)出现黄色浑浊 氧化
(5)褪色 还原
(6)吸收多余的SO2,防止污染空气 SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
课时达标训练(二十四)
一、选择题
1.下列物质中的硫元素只有还原性的是( )
A.H2S
B.S
C.H2SO4
D.SO2
解析:选A 硫元素只有还原性必须处于最低价态,S有-2、0、+4、+6价,标出化合价就可以得出答案。
2.下列物质能使品红溶液褪色,且褪色原理基本相同的是( )
①活性炭 ②氯水 ③二氧化硫 ④臭氧 ⑤过氧化钠 ⑥双氧水
A.①②④⑥
B.①②③⑤
C.②④⑤⑥
D.③④⑤⑥
解析:选C ①为吸附型,③为化合型,②④⑤⑥为氧化性。
3.(2016·信阳高一检测)已知三氧化硫熔点为16.8
℃,沸点为44.8
℃。下列有关三氧化硫的说法中,正确的是( )
A.标准状况下SO3为固体
B.标准状况下,1
mol
SO3的体积约为22.4
L
C.三氧化硫与氧化钙反应生成亚硫酸钙
D.SO2遇空气即生成SO3
解析:选A 标准状况下SO3为固体;三氧化硫与氧化钙反应生成硫酸钙;SO2与O2反应生成SO3,需要有催化剂并且加热条件下进行。
4.SO2通入下列溶液中,溶液褪色或变浅,能说明SO2具有漂白作用的是( )
①酸性KMnO4溶液 ②溴水 ③碘水 ④氯水
⑤Fe3+(溶液)
A.①⑤
B.②③④
C.全部
D.都不是
解析:选D SO2的漂白作用是SO2与有色物质发生化合反应,不是氧化还原反应,被SO2漂白的物质受热后能恢复为原来的颜色。SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,是由于KMnO4将SO2氧化为H2SO4,本身被还原为无色的Mn2+;SO2能使卤素单质的水溶液褪色,是由于发生反应SO2+X2+2H2O===H2SO4+2HX;同样,SO2也能使Fe3+被还原。以上反应后的溶液受热后都不能恢复为原来的颜色,故都不能说明SO2具有漂白作用。
5.下列化合物不能用相应元素的单质直接化合而成的是( )
①CuS ②FeS ③Al2S3 ④Fe2S3 ⑤Cu2S ⑥FeCl2
A.②⑤⑥
B.①④⑥
C.③④⑤
D.③④⑥
解析:选B 硫的氧化性不是很强,与变价金属反应时生成低价态的金属硫化物,所以金属Fe和Cu在加热条件下与硫单质反应时,只能生成FeS和Cu2S,而不是Fe2S3和CuS。Fe与氧化性强的Cl2反应生成FeCl3,而不是FeCl2。
6.(2016·烟台高一检测)下列反应的离子方程式不正确的是( )
A.向澄清的石灰水中通入少量SO2气体:Ca2++2OH-+SO2===CaSO3↓+H2O
B.过量SO2气体通入氢氧化钠溶液中:SO2+OH-===HSO
C.SO2气体通入溴水中:SO2+Br2+H2O===2H++2Br-+SO
D.氢硫酸中通入氯气:H2S+Cl2===S↓+2Cl-+2H+
解析:选C 向澄清的石灰水中通入SO2气体,反应的化学方程式是SO2(少量)+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O,对应的离子方程式是Ca2++2OH-+SO2===CaSO3↓+H2O,A正确;过量SO2气体通入氢氧化钠溶液中,反应的化学方程式是SO2+NaOH===NaHSO3,对应的离子方程式是SO2+OH-===HSO,B正确;SO2气体通入溴水中,反应的化学方程式是SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4,对应的离子方程式是SO2+Br2+2H2O===4H++
2Br-+SO,C不正确;氢硫酸中通入氯气,反应的化学方程式是H2S+Cl2===S↓+2HCl,对应的离子方程式是H2S+Cl2===S↓+2H++2Cl-,D正确。
7.下列实验最终能看到白色沉淀的是( )
A.CO2或SO2通入CaCl2溶液中
B.过量CO2通入澄清石灰水
C.过量SO2通入Ba(OH)2溶液中
D.过量CO2通入Na2SiO3溶液中
解析:选D SO2、CO2与CaCl2溶液不反应;过量的CO2与澄清石灰水反应生成Ca(HCO3)2,最终没有沉淀;过量的SO2与Ba(OH)2溶液反应生成Ba(HSO3)2,最终也没有沉淀;过量CO2通入Na2SiO3溶液中产生硅酸沉淀。
8.某冶炼厂利用炼铜产生的SO2生产硫酸,变废为宝,化害为利。其原理是( )
A.利用了SO2的水溶性,将SO2直接通入水中
B.利用了SO2的氧化性,将SO2直接通入水中
C.利用了SO2的氧化性,使其与O2反应而转化为SO3,再与水反应
D.利用了SO2的还原性,使其与O2反应而转化成SO3,再与水反应
解析:选D 利用SO2生产硫酸发生的反应为:2SO2
+O22SO3
(被氧气氧化,体现还原性),SO3+H2O===H2SO4。
9.在SO2+2H2S===3S↓+2H2O中氧化产物和还原产物质量之比为( )
A.2∶3
B.2∶1
C.1∶2
D.3∶2
解析:选B 分析此氧化还原反应:
失去2×2e-,被氧化得到4e-,被还原↓+2H2O
可知氧化产物与还原产物均为S,氧化产物与还原产物之比为2∶1。
10.(2016·昆明高一检测)为除去CO2中混有的SO2和O2,下列试剂使用顺序正确的是( )
①饱和的Na2CO3溶液 ②饱和的NaHCO3溶液
③浓硫酸 ④灼热的铜网 ⑤碱石灰
A.①③④
B.②③④
C.②④③
D.③④⑤
解析:选B 先通过饱和碳酸氢钠溶液,二氧化硫与其反应生成二氧化碳而除去,再用浓硫酸干燥,最后用铜除去氧气。而①和⑤会与二氧化碳反应,所以B正确。
11.[双选](2016·上海高一检测)把两种物质混合加入水中,可反应产生能使澄清的石灰水变浑浊的气体,这两种物质可能是( )
A.NaHCO3和Na2O2
B.铝粉和NaOH
C.Na2SO3和SO3
D.Na2CO3和SO2
解析:选C、D 能使澄清的石灰水变浑浊的气体可能是二氧化碳,也可能是二氧化硫,A项NaHCO3和Na2O2混合后加入水中会有O2产生,其不能使澄清石灰水变浑浊;B项铝粉和NaOH混合加入水中会产生H2,其也不能使澄清石灰水变浑浊;则C项SO3与水反应生成硫酸,硫酸与亚硫酸钠反应产生二氧化硫,D项SO2与水反应生成亚硫酸,则亚硫酸与碳酸钠反应产生二氧化碳,故C、D正确。
12.如图是研究二氧化硫性质的微型实验装置。现用60%硫酸溶液和亚硫酸钠晶体反应制取SO2气体,实验现象很明显,且不易污染空气。下列说法中错误的是( )
A.紫色石蕊溶液变蓝色
B.品红溶液褪色
C.溴水橙色褪去
D.含酚酞的NaOH溶液红色变浅
解析:选A SO2的水溶液显酸性,能使紫色石蕊溶液变红,A错误;SO2有漂白性,能使品红溶液褪色,B正确;SO2有强还原性,与溴水发生反应:Br2+SO2+2H2O===H2SO4+2HBr,使溴水褪色,C正确;SO2能与NaOH溶液反应生成Na2SO3,使红色变浅或褪色,D正确。
二、非选择题
13.溶液中可能有下列阴离子中的一种或几种:SO、SO、S2-、CO、Cl-。
(1)当溶液中有大量H+存在时,则不可能有______存在。
(2)当溶液中有大量Ba2+存在时,则不可能有________存在。
(3)当溶液中有______和______等阳离子存在时,上述所有阴离子都不可能存在。
(4)当向溶液中通入足量的Cl2时,______________离子在溶液中不可能存在。
解析:离子通常因发生化学反应而不能大量共存。(1)当
H+存在时,可与H+反应的SO、S2-、CO离子就不可能存在。(2)当有Ba2+存在时,可与Ba2+反应的SO、SO、CO就不可能存在。(3)选择的阳离子一般是易与阴离子结合生成沉淀的离子,所以本题选Ag+、Ba2+(或Ca2+)。(4)当通入氯气时,与氯气直接发生氧化还原反应的离子SO、S2-不能存在;同时,Cl2与水反应会产生HCl和HClO,可与其中的HCl反应的CO就不可能存在。
答案:(1)SO、S2-、CO
(2)SO、SO、CO
(3)Ag+ Ba2+(或Ca2+)
(4)SO、S2-、CO
14.已知X、Y为有刺激性气味的气体,有以下转化关系,部分产物未标出。
试回答:
(1)写出下列物质的化学式:
X______、Y______、A______、B______、C______。
(2)反应①的化学方程式为______________________,
Y与足量氢氧化钠溶液反应的离子方程式为_________________。
解析:A与HNO3酸化的AgNO3反应产生白色沉淀。A中含Cl-,B与盐酸酸化的BaCl2反应,产生白色沉淀,B中含SO,又根据X、Y均为有刺激性气味的气体,且X能与Fe反应,则X为Cl2,Y为SO2,二者发生化学反应Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4,故A为HCl,B为H2SO4,C为FeCl3。
答案:(1)Cl2 SO2 HCl H2SO4 FeCl3
(2)Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4 SO2+2OH-===SO+H2O
15.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。
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
由化学方程式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
[能力提升]
16.某化学兴趣小组为了探究常温下非金属氧化物形成的某未知气体的成分。该小组成员将气体通入澄清石灰水,发现澄清石灰水变浑浊,持续通入发现浑浊又变澄清,由此该小组成员对气体的成分提出猜想。
[提出猜想]
猜想1:该气体为CO2
猜想2:该气体为SO2
猜想3:_________________________
为了验证猜想,该小组设计实验加以探究:
[实验探究]
该小组同学按如图所示装置,将气体从a端通入,则:
(1)B中应该装下列______试剂(填编号)。
A.NaCl溶液
B.酸性KMnO4溶液
C.盐酸
D.澄清石灰水
(2)A中品红溶液的作用是:_______________________。
(3)D中澄清石灰水的作用是:_____________________。
通过该实验,该小组同学观察到以下三个实验现象:
①A中品红溶液褪色 ②C中品红溶液不褪色
③D中澄清石灰水变浑浊
[得出结论]
(4)由上述现象该小组同学确认该气体的成分:
________________________________________________________________________。
解析:回忆学过的能使澄清石灰水先变浑浊又变澄清的气体只有CO2和SO2,所以提出的猜想是:①气体为CO2;②气体为SO2;③气体为CO2和SO2的混合气体。因为SO2的存在对CO2的验证有干扰,所以要验证气体的成分,必须先验证SO2是否存在,并除尽,再验证CO2气体的存在。
答案:气体为CO2和SO2的混合气体
(1)B (2)验证混合气体中是否含有SO2
(3)验证混合气体中是否含有CO2
(4)CO2和SO2的混合气体
17.(2016·大同高一检测)为了探究Cl2、SO2同时通入H2O中发生的反应,某校化学兴趣小组同学设计了如图所示的实验装置。
(1)该化学兴趣小组的同学为制取Cl2、SO2气体,现采用Na2SO3与70%的硫酸为原料制取SO2,采用MnO2和浓盐酸(12
mol/L)为原料制取Cl2。在此实验中,F仪器的作用是________;气体发生装置B应选择以下三种装置中的______(选填序号)。
(2)D装置中主要反应的离子方程式为_____________________________。
(3)为验证通入D装置中的气体是Cl2过量还是SO2过量,兴趣小组的同学准备了以下试剂:
①氯化铁溶液 ②氯化亚铁溶液 ③硫氰化钾溶液
④品红溶液 ⑤酸性高锰酸钾溶液
若Cl2过量,取适量D中溶液滴加至盛有______(选填一个序号)试剂的试管内,再加入______(选填一个序号)试剂。发生的现象是__________________。
若SO2过量,取适量D中溶液滴加至盛有______(选填一个序号)试剂的试管内,发生的现象是_______________________。
解析:(1)由实验装置可知,气体发生装置B产生的气体用饱和食盐水进行除杂净化,可知B装置为制取Cl2装置,则A装置为制取SO2的装置,因SO2易溶于水,故F仪器的作用为防倒吸。制取Cl2所用试剂为MnO2和浓盐酸,属于固、液混合加热制取气体,故应选①装置为气体发生装置B。(2)当Cl2和SO2同时通入水中时,Cl2将SO2氧化在水溶液中生成H2SO4,Cl2于水中被还原为HCl。(3)若Cl2过量,则在D中溶液中除含H2SO4、HCl外,还含有剩余Cl2及HClO,具有强氧化性,可将Fe2+氧化为Fe3+,故可选择②、③进行检验;若SO2过量,则在D中溶液中会含有SO2、H2SO3,SO2具有漂白性和还原性,故可选用④或⑤进行检验。
答案:(1)防倒吸 ①
(2)Cl2+SO2+2H2O===4H++SO+2Cl-
(3)② ③ 溶液呈红色 ④(或⑤) 红色(或紫红色)褪为无色
第2课时 二氧化氮、一氧化氮及大气污染
1.认识一氧化氮、二氧化氮的性质,熟知氮的氧化物溶于水反应的化学方程式,知道氮的氧化物(NO2),硫的氧化物(SO2)是主要的大气污染物及防治措施。
细读教材记主干
1.氮气无色、无味、不溶于水,约占空气体积的。通常情况下,化学性质较稳定,与其他物质不反应。在放电或高温下,与氧气反应的化学方程式为N2+O22NO。
2.一氧化氮是无色、无味、不溶于水的有毒气体,与氧气反应的化学方程式为
2NO+O2===2NO2。
3.二氧化氮是红棕色、有刺激性气味的有毒气体,与水反应的化学方程式为3NO2+H2O===2HNO3+NO。
4.氮的氧化物溶于水的总反应为4NO+3O2+2H2O===4HNO3;。
5.pH<5.6的降雨称为酸雨,酸雨分为硫酸型和硝酸型。前者由SO2引起,后者由NOx引起。
[新知探究]
1.两支大试管,分别集满NO和NO2气体,观察他们的颜色状态,嗅闻他们的气味,比较他们密度的大小。填写下表:
色、态
气味
密度
溶解性
毒性
NO
无色气体
无味
比空气略大
不溶于水
有毒
NO2
红棕色气体
刺激性气味
比空气大
易溶于水
有毒
2.NO、NO2的化学性质
步骤
现象
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
NO2易溶于水并与H2O发生反应
通过导管通入少量的氧气。
气体由无色变为红棕色,液面上升,气体最后又变为无色
NO不溶于水,易与氧气发生反应
续表
步骤
现象
结论
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
[问题讨论]
1.将盛满一氧化氮的试管打开塞子,置于空气中观察到的现象是气体的颜色由无色变为红棕色,反应的化学方程式是2NO+O2===2NO2,实验室收集一氧化氮气体的方法是用排水法收集。
2.二氧化氮溶于水反应的化学方程式是3NO2+H2O===2HNO3+NO,氧化产物是HNO3,还原产物是NO,氧化剂与还原剂的质量比是1∶2。
3.已知化学反应方程式:①3NO2+H2O===2HNO3+NO
②4NO2+O2+2H2O===4HNO3 ③4NO+3O2+2H2O===4HNO3;将NO、NO2按下列情况通入水中,分析所发生的反应可能是上述中的哪一个。
序号
气体
反应
Ⅰ
NO2NO2+NO
①
Ⅱ
①
Ⅲ
NO2+O2
V(NO2)∶V(O2)=4∶1
②
Ⅳ
NO+O2
V(NO)∶V(O2)=4∶3
③
[名师点拨]
氮氧化物溶于水的不同情况及剩余气体:
(1)NO2与O2的混合气体溶于水(反应③)。
当V(NO2)∶V(O2)
(2)NO与O2的混合气体溶于水(反应④)。
当V(NO)∶V(O2)
[对点演练]
1.如图所示,室温下向盛有3.0
mL
NO的试管中缓缓通入1.5
mL
O2(所有气体均在标准状况下测定)。
试回答下列问题:
(1)写出观察到的现象(可不写满,也可补充):
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________。
(2)最终试管中剩余的气体是______,体积为________。
解析:(1)通入的O2与NO发生反应:①2NO+O2===2NO2,所以看到有红棕色气体生成。生成的NO2溶于水:②3NO2+H2O===2HNO3+NO,①②两反应的总反应方程式为③4NO+3O2+2H2O===4HNO3。气体消耗,又会看到液面上升。V(NO)∶V(O2)≠4∶3,故最后有气体剩余,不论剩余NO还是O2,均为无色气体。
(2)设1.5
mL
O2全部参加反应,由(1)中③可知:反应的NO为V(NO)=V(O2)×=1.5
mL×=2.0
mL,由NO总体积为3.0
mL可得剩余NO气体1.0
mL。
答案:(1)①试管内气体变为红棕色 ②试管内液面升高
③最后试管内剩余无色气体
(2)NO 1.0
mL
[新知探究]
1.SO2和NO2的主要来源
(1)SO2主要来自煤、石油和某些含硫的金属矿物的燃烧和冶炼。
(2)NO2主要来自汽车尾气。
2.危害
(1)引起大气污染,直接危害人体健康。
(2)溶于水形成酸雨。
3.酸雨
(1)概念:pH<5.6的降雨称酸雨,主要是大气中的SO2和NO2溶于水造成的。
(2)形成原理
(3)危害
①直接破坏农作物、森林、草原,使土壤、湖泊酸化。
②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。
4.防治措施
(1)调整能源结构,发展清洁能源。
(2)研究煤的脱硫技术,改进燃烧技术,减少SO2和氮的氧化物的排放。
(3)加强工厂废气的回收处理。
(4)改进汽车尾气的处理技术,控制汽车尾气排放标准。
[名师点拨]
常见的环境污染
环境污染
形成原因
主要危害
温室效应
大气中CO2含量不断增加
全球变暖,冰雪融化,释放有毒气体
酸雨
SO2和氮氧化物的排放
土壤酸化,腐蚀建筑物
光化学烟雾
氮氧化物和碳氢化合物的排放
危害人体健康和植物生长
臭氧空洞
氮氧化物和氟氯代烃的排放
地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧
赤潮和水华
含氮、磷等营养成分的生活污水和工、农业废水的任意排放
使藻类过度繁殖,水质恶化,发生在海水中为赤潮,淡水中为水华
白色污染
聚乙烯塑料的大量使用,任意丢弃
破坏土壤结构和生态环境
[对点演练]
2.[双选]下列有关环境污染的说法正确的是( )
A.燃烧时加入适量石灰石,可减少废弃物中SO2的量
B.光化学烟雾的形成主要与碳氢化合物有关
C.pH在5.6~7之间的降水通常称为酸雨
D.含磷洗涤剂易于被细菌分解,故不会导致水体污染
解析:选A、B 燃烧时加入石灰水,发生的反应有CaCO3CaO+CO2↑、CaO+SO2CaSO3、2CaSO3+O2===2CaSO4(炉渣),因此能减少SO2的排放,A项正确;pH<5.6的雨水被称为酸雨,C项错误;含磷洗涤剂会造成水体富营养化而引起赤潮、水华等现象,D项错误。
1.下列关于氮气的说法中错误的是( )
A.通常情况下N2性质很稳定,所以N2可以在电焊时作保护气
B.N2+O22NO,该反应是汽车尾气造成污染的主要因素之一
C.N2在空气中约占其质量比的
D.在反应3Mg+N2Mg3N2中N2作氧化剂
解析:选C N2很稳定,常用作保护气,但在高温下N2与O2产生的NO被氧化为NO2,故汽车尾气会造成环境污染;N2在空气中的体积含量约为;N2与金属反应时作氧化剂。
2.下列对NO、NO2的描述,正确的是( )
A.NO是红棕色气体,易溶于水,是酸性氧化物
B.NO2可用排水法收集,且可由N2和O2化合而得到
C.NO、NO2在一定条件下可相互转化,且二者都是大气污染物
D.NO、NO2互为同素异形体,且NO是汽车尾气的有害成分之一
解析:选C NO为无色不溶于水的气体,不属于酸性氧化物,A错;NO2与水反应,且N2与O2能化合为NO,不能化合为NO2,B错;同素异形体是单质间的互称,D错。
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( )
A.3∶1
B.1∶3
C.2∶1
D.1∶2
解析:选D 分析反应可知氧化剂还原剂均是NO2,发生还原反应和氧化反应的物质的量之比为1∶2,质量之比为1∶2。
4.下列物质的转化必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成的是( )
①N2→NO2 ②NO2→NO ③NO2→HNO3
④N2→NO
A.①
B.②④
C.④
D.③④
解析:选C 该题有两个要求:(1)必须加入氧化剂;(2)通过一步反应就能完成。反应①、③、④从化合价角度来看都是升高,但反应①N2→NO2不能通过一步反应完成;而反应③NO2→HNO3虽然氮的化合价升高,但不加氧化剂也能完成,如3NO2+H2O===2HNO3+NO,在该反应中,NO2既是氧化剂又是还原剂;只有反应④N2→NO必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成。
5.请将下列污染现象与主要成因物质连接起来。
(1)酸雨
A.CO2的大量增加
(2)光化学烟雾
B.SO2和NO2
(3)温室效应
C.塑料制品
(4)白色污染
D.NOx和碳氢化合物
答案:(1)—B (2)—D (3)—A (4)—C
6.(1)如图所示,用仪器A、B和胶管组成装置收集NO气体(仪器A已经经过气密性检验;除水外不能选用其他试剂)。正确的操作步骤是______________________________。
(2)将一个充满NO的试管倒扣于水槽中,然后向试管中通入一定量的O2,试管中恰好充满水,则通入的O2与原NO气体的体积比为__________。假设生成的溶质不向外扩散,且为标准状况下,则所得溶液的物质的量浓度应为__________。
解析:(2)设试管的容积为1
L,生成的溶质HNO3的物质的量为x。
4NO+3O2+2H2O===4HNO3
4 4
mol x=
mol
则c(HNO3)==
mol/L
答案:(1)在A中加满水,盖紧瓶塞,用胶管连接b和c接口,由a导入NO气体,水通过b和c排入B中
(2)3∶4
mol/L
课时达标训练(二十五)
一、选择题
1.空气是人类生存所必需的重要资源。下列措施不利于改善空气质量的是( )
A.推广使用燃煤脱硫技术,防止SO2污染
B.实施绿化工程,防治可吸附性颗粒污染
C.研制开发燃料电池汽车,消除机动车尾气污染
D.加大石油、煤的开采速度,增加化石燃料的供应量
解析:选D 因为化石燃料的燃烧过程中,会产生SO2及氮的氧化物,导致空气污染。
2.下列各组气体,在常温常压下不能共存的是( )
A.SO2与O2
B.NO与O2
C.O2与N2
D.NO2与O2
解析:选B SO2与O2反应需催化剂、加热;NO和O2在常温常压下易发生化合反应生成NO2;N2和O2需放电或高温;NO2与O2能共存。
3.下列气体容易形成酸雨的是( )
①CO2 ②SO2 ③N2 ④NO2
A.①②
B.①④
C.②③
D.②④
解析:选D 形成酸雨的主要因素是燃烧煤、石油、含硫的矿物产生的SO2及机动车尾气产生的氮氧化物。
4.已知X、Y、Z、W(含同一元素)有如图所示的转化关系,若X是一种单质,W为一种含氧酸,则X不可能是( )
XYZW
A.N2
B.C
C.S
D.Si
解析:选D Z能和H2O生成W,由于SiO2不溶于水,故可排除Si。
5.(2016·阳泉第十五中学高一期末)把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中,再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管,最后收集到的气体是( )
A.O2
B.NO2
C.NO2和O2
D.NO2和NO
解析:选C NO2气体通入过量小苏打溶液中发生反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO,HNO3+NaHCO3===NaNO3+H2O+CO2↑,据3NO2~2HNO3~2CO2~NO可知,逸出的气体为体积比为2∶1的CO2和NO混合气体。当通过足量的过氧化钠时发生反应:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,2NO+O2===2NO2,据反应方程式可知NO与O2反应时,O2过量,故收集到的气体是NO2与O2的混合气体,C正确。
6.按图进行实验。试管中装有12
mL
NO,然后间歇而又缓慢地通入8
mL
O2,下列是有关最终状态的描述:
①试管内气体呈红棕色 ②试管内气体呈无色 ③试管内液面不变 ④试管内液面上升 ⑤试管内气体是O2 ⑥试管内气体是NO。
其中正确的是( )
A.①③
B.②④⑤
C.②④⑥
D.②③⑤
解析:选C 根据4NO+3O2+2H2O===4HNO3可得,剩余气体应为NO,体积为
mL,试管内液面上升。
7.在体积为V
L的密闭容器中通入a
mol
NO和b
mol
O2,反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为( )
A.
B.
C.
D.
解析:选C NO和O2的反应在密闭容器中进行,据原子守恒
===。
8.(2016·芜湖高一检测)对3NO2+H2O===2HNO3+NO反应的下列说法正确的是( )
A.氧化剂与还原剂的质量比为1∶2
B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2
C.NO2是氧化剂,H2O是还原剂
D.在反应中若有6
mol
NO2参与反应时,有3
mol电子发生转移
解析:选A 该反应中N元素的化合价由+4价变为+5价和+2价,所以生成硝酸的二氧化氮是还原剂,其化学计量数是2,生成NO的二氧化氮是氧化剂,其化学计量数是1,所以氧化剂和还原剂的物质的量、质量之比都是1∶2,故A正确;该反应中氧化产物是硝酸,还原产物是NO,所以氧化产物和还原产物的物质的量之比是2∶1,故B错误;该反应中N元素的化合价由+4价变为+5价和+2价,所以二氧化氮既是氧化剂又是还原剂,水中各元素都不变,所以既不是氧化剂又不是还原剂,故C错误;在反应中若有6
mol
NO2参与反应时,有4
mol电子发生转移,故D错误。
9.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.可能有Cl2和O2
B.肯定有SO2和NO
C.肯定有NO和NO2
D.肯定没有Cl2、NO2,可能有O2
解析:选B 首先由无色透明的混合气体,说明其中无Cl2、NO2;通过品红溶液褪色说明有SO2气体;而把剩余气体排入空气中,很快变为红棕色则说明有NO,且一开始没有变红棕色,所以没有O2。
10.某试管中盛装的是红棕色气体(可能是两种气体的混合物),当倒扣在盛水的水槽中时,试管内水面上升,但不能充满试管,当试管内鼓入氧气后,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,则原来试管中盛装的气体是( )
A.一定是O2与NO2的混合气体
B.可能是NO和NO2的混合气体
C.可能是N2与NO2的混合气体
D.只可能是NO2一种气体
解析:选B 气体为红棕色,则一定有NO2,倒扣在盛水的水槽中时,与H2O反应生成NO,所以水未能充满试管,当多次充入O2后,试管内完全被水充满,则不可能含有N2;当气体中混有少量O2或NO时,仍会出现相同的现象,故B项正确。
11.在汽车尾气净化装置里,气体在催化剂表面吸附与释放的过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.NO是该过程的中间产物
B.NO和O2必须在催化剂表面才能反应
C.汽车尾气的主要污染成分包括CO2和NO
D.汽车尾气的主要污染物是CO和NO
解析:选D NO2是该过程的中间产物;NO和O2的反应不需要催化剂;汽车尾气的主要污染成分包括CO和NO。
12.(2016·无锡高一检测)工业废气氮氧化物是主要的大气污染源之一,已知:
2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O
NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O
现有a
mol
NO2和b
mol
NO的混合气体,若用足量的NaOH溶液将其完全吸收,则a和b必须满足的关系是( )
A.a=3b
B.a=b
C.a≥b
D.任意比例
解析:选C 由两个化学方程式可知:NO2能被NaOH完全吸收,而n(NO)∶n(NO2)=1∶1时,气体也能被完全吸收,故只要NO2足量即可,即a≥b。
二、非选择题
13.(1)如图所示,对三种不同类型汽车[以序号①、②、③表示]的废气排放情况进行了比较。废气中的有害成分主要是:碳氢化合物、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、二氧化碳(CO2),这三种汽车分别是以汽油为燃料的汽车、以天然气(主要成分是甲烷)为燃料的汽车和电动汽车。请判断其中序号为①的是__________汽车,序号为③的是______________汽车。
(2)一氧化氮是大气污染物之一。目前,有一种治理方法是在400
°C左右、有催化剂存在的情况下,用氨气把一氧化氮还原为氮气和水。请写出该反应的化学方程式:__________________________________。
解析:(1)以汽油为燃料的汽车排放的废气最多,电动车排放的最少。(2)根据氧化还原反应的原理分析,用NH3将NO还原成无毒气体,该气体只能是N2,剩下的氢、氧元素只能结合成水。
答案::(1)电动 以汽油为燃料的
(2)6NO+4NH35N2+6H2O
14.(2016·荆州高一检测)为了有效实现NO和NO2的相互转化,设计如下实验:按图组装好实验装置,并检查装置气密性,实验前用排水法收集半瓶NO气体。
(1)打开止水夹,推动针筒活塞,使O2进入烧瓶。关上止水夹,首先观察到烧瓶中的现象:___________________________,产生此现象的化学反应方程式为
________________________________________________________________________。
(2)轻轻摇动烧瓶,观察到烧瓶中的现象为
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
产生此现象的化学反应方程式为____________________________。
解析:(1)无色的NO能与O2反应产生红棕色的NO2。(2)轻轻摇动平底烧瓶,使得NO2与水发生反应3NO2+H2O===2HNO3+NO,所以烧杯中红棕色气体又变为无色,且烧瓶内压强减小,烧杯中的水倒吸到烧瓶内,导致烧瓶中液面上升。
答案:(1)烧瓶中气体由无色变为红棕色 2NO+O2===2NO2
(2)①烧杯中红棕色气体又变为无色
②烧杯中水倒吸到烧瓶中(或烧瓶中液面上升)
3NO2+H2O===2HNO3+NO
15.利用如图所示的装置收集以下8种气体:
①H2,②Cl2,③O2,④HCl,⑤NO,⑥SO2,⑦NO2。
(1)若烧瓶是干燥的,则由B口进气,可收集的气体是__________,若由A口进气,可收集的气体有__________。
(2)若在烧瓶内充满水,可收集的气体有________,气体应由______口进入。
(3)若烧瓶中装入适量浓硫酸,可以用它来干燥的气体有__________,气体应由______口进入。
解析:(1)从B口进气是收集密度比空气大的气体,若从A口进气则收集密度比空气小的气体,用排气法收集的气体必须与O2不反应,且密度与空气密度相差较大。(2)若用排水法收集,则气体必须不溶于水,应从A口进。(3)若用浓H2SO4干燥气体,必须从B口进气。
答案:(1)②③④⑥⑦ ①
(2)①③⑤ A
(3)①②③④⑤⑥⑦ B
[能力提升]
16.有A、B、C三种气体,A为无色不溶于水的气体单质,在一定条件下,A与O2反应生成B。B无色且难溶于水,B能与O2反应生成C。C易溶于水并与水反应生成B,反应后所得溶液呈酸性,则:
(1)写出三种气体的化学式:
A______,B______,C______。
(2)除去A气体中的少量O2的方法是_______________________________。
(3)除去B中的少量C的方法是______________________。
答案:(1)N2 NO NO2
(2)通过灼热的铜丝网
(3)通过盛水的洗气瓶后干燥
17.为了探究几种气态氧化物的性质,某同学设计了以下实验:
用三只集气瓶收集二氧化硫、二氧化氮气体,倒置在水槽中。然后,分别缓慢通入适量氧气或氯气,如图所示。一段时间后,A、B装置中集气瓶充满溶液,C装置中集气瓶里还有气体。
(1)如果装置A中通入的氧气恰好使液体充满集气瓶,假设瓶内液体不扩散。
①写出A中总反应的化学方程式:_________________________;
该实验对工业上生产硝酸的启示是_______________________。
②假设该实验条件下,气体摩尔体积为a
L/mol,集气瓶中溶液的物质的量浓度为____________。
(2)实验前在C水槽里滴加几滴紫色石蕊试液,通入氧气前后,实验现象变化可能为______________;写出化学方程式:______________________。
(3)溶液充满集气瓶后,在B水槽里滴加硝酸钡溶液,可能观察到的现象为____________;写出所有反应的离子方程式:______________________;证明B水槽反应后溶液里有氯离子的操作方法是_____________________________________。
解析:(1)①A瓶中发生的反应有:3NO2+H2O===2HNO3+NO,2NO+O2===2NO2,总反应的化学方程式为:4NO2+O2+2H2O===4HNO3。工业上利用二氧化氮与水反应制硝酸,为了使原料充分利用,不排放大气污染物NO,应向吸收塔(向二氧化氮中)通入足量空气,使氮的氧化物全部转化成硝酸。②设A装置中集气瓶体积为V
L,二氧化氮气体体积为V
L,n(NO2)==
mol,最后充满液体,硝酸溶液体积为V
L,c(HNO3)==
mol/L。(2)二氧化硫溶于水生成亚硫酸,亚硫酸是中强酸,通入氧气反应后,生成强酸(硫酸),溶液红色变深。(3)氯气在水中将二氧化硫氧化成硫酸,检验氯离子前要除去SO。
答案:(1)①4NO2+O2+2H2O===4HNO3 在吸收塔里充入足量空气 ②
mol/L
(2)红色由浅变深 2SO2+O2+2H2O===2H2SO4
(3)出现白色沉淀 Cl2+SO2+2H2O===2Cl-+SO+4H+,Ba2++SO===BaSO4↓ 取少量反应后的溶液于试管中,向试管里加入过量的硝酸钡溶液,待沉淀完全后,静置,取上层清液加硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则说明原溶液中含有Cl-第四章第三节《硫和氮的氧化物
(时间15分钟 满分100分)
考试范围:硫的氧化物
一、选择题(本题包括10小题,每小题6分,共60分)
1.下列关于SO2的说法不正确的是( B )
A.能使某些有色物质褪色
B.无色,有刺激性气味,无毒
C.既有氧化性,又有还原性
D.既可溶于水,又可与水反应
解析:SO2为有毒气体。
2.下列实验中能证明一种气体为SO2的是( D )
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通入足量的NaOH溶液中,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,该沉淀溶于稀盐酸
⑤通入溴水中使溴水褪色,再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生
A.都能证明
B.都不能证明
C.③④⑤能证明
D.只有⑤能证明
解析:①CO2也使石灰水变浑浊,②HCl等酸性气体可使蓝色石蕊试纸变红,③Cl2也可使品红褪色,④CO2也可以。⑤使溴水褪色,证明具有还原性,加Ba(NO3)2有白色沉淀,沉淀为BaSO4,该气体为SO2。
3.二氧化硫、二氧化碳、三氧化硫共同具备的性质是( B )
A.都能使品红溶液褪色
B.都能和氢氧化钠溶液反应生成盐和水
C.都有刺激性气味
D.常温下都是气体
解析:三种氧化物中只有SO2具有漂白性,A项错误;SO2、SO3、CO2均属于酸性氧化物,都能和NaOH溶液反应生成盐和水,B项正确;CO2为无色无味的气体,C项错误;SO3在常温下不是气体,D项错误。
4.下列说法正确的是( B )
A.因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、溴水、KMnO4溶液、石蕊溶液褪色
B.能使品红溶液褪色的不一定是SO2
C.漂白粉、活性炭都能使红墨水褪色,其原理相同
D.SO2和Cl2等物质的量混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,漂白效果更好
解析:A项中SO2能使溴水、KMnO4溶液褪色是因为SO2具有还原性,能使品红溶液褪色才体现其漂白性;B项中能使品红溶液褪色的物质有很多,不仅仅是SO2;C项中漂白原理不相同;D项中SO2和Cl2等物质的量混合后在溶液中发生反应SO2+Cl2+2H2O
H2SO4+2HCl,从而失去漂白能力。
5.能与SO2气体发生反应且有沉淀产生的是( C )
①NaOH溶液
②H2S溶液
③Ba(NO3)2溶液
④CaCl2和氨水的混合液
A.②④
B.②③
C.②③④
D.全部
解析:SO2气体为酸性氧化物,故可与NaOH溶液生成亚硫酸钠和水,但不产生沉淀,故①错误;SO2可与氨水反应生成亚硫酸铵,亚硫酸铵又可与CaCl2发生复分解反应生成亚硫酸钙沉淀,故④正确;SO2气体中硫为+4价,处于中间价态,既有一定的氧化性,又有一定的还原性,故可与H2S溶液反应产生硫单质沉淀,故②正确;SO2气体溶于水溶液呈酸性,酸性条件下N具有强氧化性,可将SO2氧化为S,S与Ba2+结合生成硫酸钡沉淀,故③正确。
6.下列溶液中能够区别SO2和CO2气体的是( C )
①石灰水 ②H2S溶液 ③酸性KMnO4溶液 ④氯水
⑤品红溶液
A.①②③
B.②③④
C.②③④⑤
D.全部
解析:SO2、CO2都能与石灰水反应生成沉淀,现象相同,①不能区别;SO2可与H2S反应:2H2S+SO2
3S↓+2H2O,CO2不能与H2S反应,②可区别;SO2具有还原性,可使③④褪色,而CO2不能,③④可以区别;SO2具有漂白性,可使品红溶液褪色,CO2不能,⑤可以区别。
7.向CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液至过量,观察到产生白色沉淀CuI,溶液变为棕色。再向反应后的混合物中不断通入SO2气体,溶液逐渐变成无色。下列分析正确的是( A )
A.上述实验条件下,物质的氧化性:Cu2+>I2>SO2
B.通入SO2时,SO2与I2反应,I2作还原剂
C.通入SO2后溶液逐渐变成无色,体现了SO2的漂白性
D.滴加KI溶液时,转移2
mol电子时生成1
mol白色沉淀
解析:根据现象和氧化还原反应规律知首先生成CuI和I2,而后二氧化硫还原I2,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性知A正确;通入SO2后溶液逐渐变成无色,体现了SO2的还原性,还原剂是二氧化硫,B、C错误;根据2Cu2++4I-2CuI+I2,转移2
mol电子时生成2
mol白色沉淀,D错误。
8.如图,利用培养皿探究SO2的性质。实验时向Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸,立即用另一表面皿扣在上面。
下表中对实验现象的描述或解释不正确的是( A )
选项
实验现象
解释
A
BaCl2溶液变浑浊
SO2与BaCl2溶液反应产生了BaSO3沉淀
B
Na2S溶液变浑浊
SO2与Na2S溶液反应产生了S单质
C
酸性KMnO4溶液褪色
SO2具有还原性
D
品红溶液褪色
SO2具有漂白性
解析:SO2与水反应生成H2SO3,H2SO3为中强酸,不与BaCl2溶液反应。
9.下列离子方程式正确的是( B )
A.向NaOH溶液中通入少量的SO2:SO2+OH-HS
B.向氯水中通入少量的SO2:Cl2+SO2+2H2O4H++2Cl-+S
C.将SO2通入饱和的NaHCO3溶液中:2H++CH2O+CO2↑
D.将SO2通入BaCl2溶液中:SO2+H2O+Ba2+BaSO3↓+2H+
解析:A应为SO2+2OH-S+H2O;C应为2HC+SO2S+2CO2+H2O;D不反应。
10.向FeCl3和BaCl2的酸性混合溶液中通入SO2气体,有沉淀生成,此沉淀是( A )
A.BaSO4
B.FeS
C.BaSO3
D.S
解析:因为Fe3+具有较强的氧化性,在酸性条件下可将SO2氧化:2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+,进而发生反应:Ba2++S
BaSO4↓,故所得沉淀为BaSO4。
二、非选择题:本题包括2小题,共40分
11.(20分)某待测溶液中可能含有S、S、C、HC、N、Cl-、Br-中的若干种及一种常见金属阳离子(Mn+),现进行如下实验(每次实验所用试剂均是足量的,鉴定中某些成分可能没有给出)。
请回答下列问题:
(1)根据上述框图信息填写表格(不能确定的不填)。
肯定存在的离子
肯定不存在的离子
白色沉淀D
化学式或离子符号
(2)待测溶液中是否有S
、S
?_________________。
若气体D遇空气变红色,则生成沉淀D时肯定发生的反应的离子方程式为_________________,形成沉淀B时反应的离子方程式为_________________。
(3)若Mn+为常见金属阳离子且原子序数不大于20,则要确定它具体是何种离子的方法是____________________________。
解析:由沉淀A与稀硝酸反应仍得到白色沉淀知白色沉淀D为BaSO4,故溶液中S、S
至少有一种;由每次实验所用试剂均足量知溶液A中含有Ba2+,在加入碱后能得到白色沉淀B,则原待测溶液中一定含有HC;溶液B中加入足量的氯水后仍得到无色溶液,说明原待测液中无Br-,不能确定是否有N、C、Cl-。若气体D遇空气变红色时,表明D中肯定有NO,沉淀A中肯定有BaSO3。原子序数不大于20的金属阳离子有Li+、Be2+、Na+、Mg2+、Al3+、K+、Ca2+,Al3+与HC,S或S与Ca2+不能大量共存,故金属阳离子不可能是Al3+或Ca2+;由待测溶液与浓NaOH溶液混合后无明显变化知溶液中没有Mg2+,结合Mn+为常见离子且原子序数不大于20知Mn+只能是Na+或K+,可通过焰色实验来确定是K+还是Na+。
答案:(1)
肯定存在的离子
肯定不存在的离子
白色沉淀D
化学式或离子符号
HC
Br-
BaSO4
(2)S、S至少有一种 3BaSO3+2H++2N2NO↑+3BaSO4↓+H2O HC
+Ba2++OH-BaCO3↓+H2O
(3)做焰色反应实验,若透过蓝色钴玻璃片观察到紫色火焰,说明是K+;若不透过蓝色钴玻璃片观察到黄色火焰,则说明是Na+
12.(20分)某实验小组欲探究SO2和Cl2能否发生反应,设计了如图所示的实验装置进行实验。
(1)装置A中发生的反应为2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,反应中的氧化剂是____,生成71
g
Cl2转移的电子是_________mol。装置C中生成SO2,反应的化学方程式是___________________________________________________________________。
(2)装置B中蘸有NaOH溶液的棉花的作用是______________________________________
___________________________________________________________________。
(3)打开A、C中分液漏斗的活塞,一段时间后关闭活塞。待反应完全后,该小组同学又继续进行了如下实验。
①甲同学取适量B中溶液于试管中,向其中滴加少量AgNO3溶液,有白色沉淀生成。甲同学由此认为SO2和Cl2发生了反应,理由是该反应中生成了________(填离子符号)。
②乙同学认为甲同学的结论不合理,认为A中生成的Cl2中混有杂质,应该在装置A、B间增加一个洗气瓶,然后再按甲同学的方法即可得到正确结论。乙同学认为Cl2中混有的杂质是________,洗气瓶中所盛试剂的名称是______________。
③丙同学则认为甲、乙两位同学的结论均不合理。丙同学取适量B中溶液于试管中,向其中滴加少量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则可得出结论,即SO2与Cl2同时通入水中,可以发生反应。反应的化学方程式是_______________________________________________。
解析:(1)KMnO4与浓盐酸的反应中,KMnO4作氧化剂,HCl作还原剂。n(Cl2)==1
mol,反应中生成1
mol
Cl2转移2
mol电子。装置C中发生反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O。
(2)SO2、Cl2均是有毒气体,NaOH溶液可以吸收SO2和Cl2,防止它们污染空气。
(3)①滴加少量AgNO3溶液,有白色沉淀生成,说明B中溶液中含有Cl-。②浓盐酸具有挥发性,故KMnO4和浓盐酸反应制得的Cl2中含有少量HCl气体。要除去Cl2中混有的HCl气体,可以使气体通过饱和食盐水。③滴加少量BaCl2溶液产生白色沉淀,说明溶液中含有S,则SO2与Cl2同时通入水中发生反应:SO2+Cl2+2H2O2HCl+H2SO4。
答案:(1)KMnO4 2 Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)处理尾气,防止污染空气
(3)①Cl- ②HCl气体 饱和食盐水
③SO2+Cl2+2H2O2HCl+H2SO4
第四章第三节《硫和氮的氧化物》课时训练试题
(时间15分钟 满分100分)
考试范围:氮的氧化物
一、选择题(本题包括10小题,每小题6分,共60分)
1.下列说法正确的是( D )
A.pH=6的降雨是酸雨
B.氯气泄漏后应顺风向低处跑
C.SO2和HClO都具有漂白性,两者的漂白原理相同
D.我国城市环境中的大气污染物主要有SO2、NO2、CO、可吸入颗粒物等
解析:A项,pH<5.6的降雨称之为酸雨;B项,Cl2密度比空气大,Cl2泄漏后,人应向高处转移;C项,SO2与HClO漂白原理不同,前者是SO2与有色物质结合生成无色物质,后者是将有色物质氧化为无色物质;D项说法正确。
2.对二氧化氮的下列说法不正确的是( C )
A.二氧化氮不是硝酸的酸酐
B.二氧化氮与水的反应是氧化还原反应
C.二氧化氮不是造成大气污染的气体之一
D.在通常状况下测得的NO2的相对分子质量是不准确的
解析:3NO2+H2O===2HNO3+NO是氧化还原反应,NO2与HNO3中氮元素不是同价态,故B正确。NO2属氮的氧化物,是大气污染气体之一,C不正确。通常状况下,2NO2 N2O4,两种气体同时存在,故D正确。
3.发射卫星的运载火箭,其推进剂引燃后发生剧烈反应,产生大量的高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要成分是CO2、H2O、N2、NO,这些气体均无色,但在卫星发射现场却看到火箭喷出大量红烟。产生红烟的原因是( 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CO与NO2
D.NO和H2O反应生成H2和NO2
解析:NO在空气中能被氧气氧化为NO2,NO2是红棕色气体。
4.2012年中国汽车销量大幅增长,同时也带来了严重的空气污染。汽车尾气装置中,气体在催化剂表面吸附与解吸的过程如图所示,下列说法正确的是( D )
A.反应中NO为氧化剂,N2为氧化产物
B.汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2
C.NO和O2必须在催化剂表面才能反应
D.催化转化总反应为2NO+O2+4CO4CO2+N2
解析:根据题图可知,在没有催化剂的情况下,NO首先与O2反应生成NO2:2NO+O2===2NO2①;NO2具有较强的氧化性,CO具有还原性,二者在催化剂表面发生氧化还原反应生成CO2和N2:2NO2+4CON2+4CO2②;反应①+反应②可得催化转化总反应:2NO+O2+4CO4CO2+N2,在此反应中,NO、O2是氧化剂,N2是还原产物,CO2既是氧化产物,又是还原产物,A错误,D正确;N2不是汽车尾气排放的污染物,B错误;NO在常温下就可以和O2反应转化为NO2,C错误。
5.科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设或猜想引导下的探究肯定没有意义的是( B )
A.探究SO2和Na2O2反应可能有Na2SO4生成
B.探究NO和N2O可能化合生成NO2
C.探究NO2可能被NaOH溶液完全吸收生成NaNO2和NaNO3
D.探究向滴有酚酞试液的NaOH溶液中通入Cl2,酚酞试液红色褪去的原因是溶液的酸碱性改变还是HClO的漂白作用
解析:NO和N2O反应不可能生成NO2,因为反应过程中氮元素的化合价均升高,没有元素化合价降低。
6.在一大试管中装入10
mL
NO,倒立于水槽中,然后慢慢地通入6
mL
O2,下面有关实验最终状态的描述中,正确的是( B )
A.试管内气体呈红棕色
B.试管内气体无色,是NO
C.试管内气体无色,是O2
D.试管内液面下降
解析:由方程式4NO+3O2+2H2O===4HNO3知余NO
2
mL。液面上升。
7.某无色混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的一种或几种。现将此混合气体通过品红溶液后,品红溶液褪色,向剩余气体中通入空气,很快变为红棕色。下列对原混合气体成分的判断正确的是( B )
A.肯定只有SO2
B.肯定没有Cl2、O2和NO2
C.可能有Cl2和O2
D.肯定只有NO
解析:原混合气体为无色气体,故一定不含Cl2和NO2,也不可能同时存在O2和NO。混合气体通过品红溶液后,品红溶液褪色,故原混合气体中一定含有SO2;向剩余气体中通入空气,很快变为红棕色,所以原混合气体中一定含有NO,则一定不含O2。
8.将3
mol的NO2气体依次通入下列三个分别装有足量①NaHCO3饱和溶液,②浓H2SO4,③Na2O2的装置后,用排水法把残留气体收集起来,则收集到的气体是(同温、同压下测定)( D )
A.1
mol
NO
B.1
mol
NO2和0.05
mol
O2
C.2
mol
O2
D.0.25
mol
O2
解析:3NO2+H2O===2HNO3+NO由此可知有1
mol
NO产生,有2
mol
HNO3生成,根据HNO3+NaHCO3===NaNO3+H2O+CO2↑可知,2
mol
HNO3与足量NaHCO3反应有2
mol
CO2产生。
2CO2+2Na2O2===2NaCO3+O2
由此可知有1
mol
O2产生
此时剩余气体为1
mol
NO和1
mol
O2。
用排水法收集时,发生如下反应:4NO+3O2+2H2O===4HNO3。
由此可知最后剩余0.25
mol
O2,故选D。
9.现有等体积混合而成的4组气体:①NO2+NO、②NO2+O2、③HCl+N2、④Cl2+SO2。现将其分别通入体积相同的试管中并立即倒立在足量水中,试管内水面上升的高度分别为h1、h2、h3、h4,则高度关系是( A )
A.h4>h2>h3>h1
B.h4>h3>h2>h1
C.h2>h3>h1>h4
D.h3>h2>h1>h4
解析:设试管的高度都是h,则根据3NO2+H2O2HNO3+NO、4NO2+O2+2H2O4HNO3、Cl2+SO2+2H2O2HCl+H2SO4可知,①中水的高度是h/3、②中是5h/8、④水充满试管。氯化氢极易溶于水,而氮气不溶于水,所以③中水的高度是h/2,则答案选A。
10.某氮的氧化物是大气污染物之一,在一定温度和有催化剂存在的条件下,该氧化物与氨气反应只生成氮气和水,若生成的氮气和水的物质的量之比为5:6,该氧化物的化学式为( A )
A.NO B.N2O3 C.NO2 D.N2O5
解析:方法一:通式法
可设氧化物的化学式为NxOy,然后配平求解。
NxOy+yNH3===N2+yH2O
依题意有::y=5:6,x=y,选A。
方法二:代入法
6NO+4NH3===5N2+6H2O①
N2O3+2NH3===2N2+3H2O②
6NO2+8NH3===7N2+12H2O③
3N2O5+10NH3===8N2+15H2O④
只有①式中N2和H2O的物质的量符合题意。
方法三:原子守恒法
假设产生的N2和H2O分别为5
mol,6
mol,则反应物中应共含10
mol
N原子、12
mol
H原子和6
mol
O原子。由题意知H2O中氢元素全部来自NH3,氧元素全部来自氮的氧化物,N2中的氮原子分别来自NH3和氮的氧化物,则有
3H ~ NH3 ~ N
3
mol
1
mol
1
mol
12
mol
4
mol
4
mol
因此氮的氧化物中应提供10
mol-4
mol=6
mol氮原子和6
mol氧原子,显然氧化物中N,O个数比为1:1。
二、非选择题:本题包括2小题,共40分
11.(每空4分,共20分)2013年1月,我国多地发生了严重的雾霾天气,这种天气的形成与汽车尾气排放有关。汽车尾气中常含有CO、NOx等气体,为减轻污染,一般汽车都加装了“催化净化器”,可将汽车尾气中的有毒气体转化为无污染的气体。某化学兴趣小组在实验室模拟汽车尾气处理,设计了下图所示装置(部分夹持装置已略去)。
(1)装置(Ⅲ)的主要作用为_______________________________________________。
(2)停止加热,打开活塞K,放入适量氧气时,装置(Ⅱ)中可观察到的现象是_______________________________________
_________________________________。
(3)该套装置中有不完善之处,还应在装置(Ⅳ)后补充_______________________。
(4)工业上常用纯碱液来吸收NOx,有关反应的化学方程式为2NO2+Na2CO3===NaNO2+NaNO3+CO2、NO2+NO+Na2CO3===2NaNO2+CO2。现有标准状况下a
L
NO2和b
L
NO的混合气体恰好被200
mL
Na2CO3溶液完全吸收,则a、b应满足的关系为________。Na2CO3溶液的物质的量浓度为________mol·L-1(不必化简)。
解析:(1)CO和NO在催化剂和加热条件下转化为N2和CO2,CO2与澄清石灰水反应生成CaCO3而出现浑浊,所以装置(Ⅲ)的主要作用是检验CO是否转化为CO2。
(2)由于有部分NO没有转化为N2,向装置中通入空气时,装置(Ⅱ)中的NO与O2反应生成红棕色的NO2。
(3)由于尾气中仍残留未反应的CO、NO,所以该套装置应增加尾气处理装置。
(4)根据反应2NO2+Na2CO3===NaNO2+NaNO3+CO2、NO2+NO+Na2CO3===2NaNO2+CO2可知,NO2和NO的物质的量之比应大于或等于1:1,气体才会反应完全。与NO2和NO反应的Na2CO3的物质的量为
mol,与NO2单独反应的Na2CO3的物质的量为
mol,故Na2CO3的总物质的量为
mol,c(Na2CO3)=
mol/L。
答案:(1)检验CO是否转化为CO2 (2)出现红棕色气体
(3)尾气处理装置 (4)a:b≥1:1
12.(20分)如图表示常见元素单质及化合物相应转化关系,部分反应的产物没有全部列出。
已知,B是一种黄绿色气体,C在所有气体中密度最小,D是一种碱;X、Y是生活中应用最为广泛的金属,F是一种红棕色氧化物,常用作红色油漆和涂料;Z为气态氧化物。
请回答下列问题:
(1)气体B具有________(填“还原性”“氧化性”或“漂白性”),反应②属于4种基本反应类型中的________。
(2)有学生认为B与X反应的产物E不一定是纯净物。他认为产物中可能还有________(填化学式),为验证其猜想该同学设计了相关实验,你认为他需要选择的试剂为________(填序号)。
a.酸性高锰酸钾溶液
b.NaOH溶液
c.KSCN溶液
d.稀硫酸
(3)若Z能导致温室效应,则反应③的离子反应方程式为________________________
___________________________________________________________________。
(4)若Z是形成酸雨的另一种主要物质,Z与足量的D溶液反应时能被完全吸收,且生成两种盐(物质的量之比为1∶1),请写出该反应的化学反应方程式___________________
_____________________________________________________________________________。
解析:(1)B为黄绿色气体,可知B为氯气,具有氧化性,X为铁,Y为铝,②实际是铝热反应,其类型属于置换反应。
(2)氯气与铁反应还可能生成的产物是FeCl2,验证Fe2+的存在需选择强氧化剂,如酸性高锰酸钾溶液。
(3)若Z为CO2,I溶液为NaAlO2溶液,其反应的离子方程式为CO2+Al+2H2OAl(OH)3↓+HC。
(4)形成酸雨的另一种物质可能为NO2,D为NaOH,二者反应生成两种物质的量之比为1∶1的盐,该反应的化学方程式为2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O。
答案:(1)氧化性 置换反应
(2)FeCl2 a
(3)CO2+Al+2H2OAl(OH)3↓+HC
(4)2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O4.3硫和氮的氧化物
一、选择题
1.下列物质能使品红溶液褪色的是( )
①活性炭
②过氧化钠
③氯水
④二氧化硫
⑤臭氧
A.①③④
B.②④⑤
C.①②③④
D.①②③④⑤
2.为了除去混入CO2中的SO2,最好将混合气体通入下列哪种溶液中(
)
A.饱和烧碱溶液 B.饱和小苏打溶液
C.饱和纯碱溶液 D.浓硫酸
3.利用下列试剂,选用合适方法鉴别Na2SO4、Na2SO3、Na2CO3、NaCl四种溶液,最佳试剂组是(
)
A.BaCl2、HCl、品红溶液
B.BaCl2、HCl、石蕊溶液
C.AgNO3和HNO3溶液
D.AgNO3和BaCl2溶液
4.Cl2和SO2都有漂白作用,能使品红溶液褪色。若将等物质的量的Cl2和SO2混合后,再通入品红与BaCl2的混合溶液,能观察到的现象是(
)
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
5.一瓶无色气体,可能含有HCl、HBr、SO2中的一种或几种。将其通入氯水中,得到无色透明溶液,将该溶液分成两份,一份加入盐酸酸化的氯化钡溶液,析出白色沉淀;一份入硝酸酸化的硝酸银溶液,也有白色沉淀生成。下面结论正确的是(
)
A.原气体中肯定有SO2
B.原气体中可能有HBr
C.原气体中肯定有HCl
D.不能肯定有SO2
6.下列有关物质检验的实验结论正确的是(
)
选项
实验操作及现象
实验结论
A
向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成
该溶液中一定含有
B
向某溶液中加入2滴KSCN溶液,溶液不显红色。再向溶液中加入几滴新制的氯水,溶液变为红色
该溶液中一定含有Fe2+
C
将某气体通入品红溶液中,品红溶液褪色
该气体一定是SO2
D
向少量某物质的稀溶液中滴加稀盐酸,产生了能使澄清石灰水变浑浊的气体
该物质一定碳酸盐
二、非选择题
7.
工业上用固体硫酸亚铁制取颜料铁红(Fe2O3),反应原理是:2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。某研究性学习小组用下图所示装置检验该反应所产生的气态物质,然后用装置中A瓶内的混合物来测定已分解的FeSO4的质量。(SO2沸点为-10.02
℃)
请完成相关问题:
(1)A瓶所盛试剂的作用是
;
B瓶所盛的试剂是
;
C瓶所盛试剂的作用是
。
(2)A瓶要用冷水冷却的原因是
。
(3)将此反应生成的气体通入A瓶BaCl2溶液中,则___________。(填编号)
A.析出BaSO3沉淀
B.析出BaSO4沉淀
C.逸出SO3气体
D.逸出SO2气体
理由是
。
(4)反应后若用A瓶内的混合物来测定已分解的FeSO4的质量,其实验操作的第一步是(简述操作步骤)______________________________。
8.长期存放的亚硫酸钠可能会被空气中的氧气氧化。某化学兴趣小组通过实验来测定某无水亚硫酸钠试剂的被氧化的程度,设计了如图所示实验装置:
请回答下面的问题:
(1)若将虚线框内的分液漏斗换成长颈漏斗,则应该怎样检查虚线框内装置的气密性?
_______________________________。
(2)D装置中反应的化学方程式为___________________________。B装置中反应的离子方程式为____________________________。
(3)称量a
g
Na2SO3样品放入锥形瓶中,向B装置反应后的溶液中加入足量的BaCl2溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥,得白色沉淀b
g,原样品中Na2SO3的质量分数为________。
(4)C装置中反应的离子方程式为____________________________。
(5)现有以下试剂:蒸馏水、稀盐酸、稀硝酸、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液,请从中选择合适试剂,设计一种不同的实验方法测定试样中无水亚硫酸钠被氧化的程度
。
《参考答案》
1.D
活性炭为吸附褪色,过氧化钠、氯水、臭氧为氧化褪色,二氧化硫为生成不稳定的无色物质褪色。
2.B
饱和烧碱与饱和纯碱溶液既吸收SO2吸收CO2;浓硫酸不能吸收SO2,故不可能。
3.A
BaSO4、BaSO3、BaCO3均不溶于水,但BaSO3和BaCO3溶于盐酸,并且BaSO3与盐酸反应生成刺激性气味的SO2气体,而BaCO3与盐酸反应无色无味的CO2。
4.C
尽管潮湿的Cl2和SO2都有漂白作用,
Cl2具有强的氧化性,而SO2具有还原性,若同时使用,它们会发生如下反应:Cl2
+
SO2
+
2H2O
=
H2SO4
+
2HCl。这样两者等物质的量混合会完全丧失漂白作用,溶液不会褪色而生成
H2SO4和BaCl2反应生成不溶于水和酸的BaCl2白色沉淀BaSO4。
5.A
将混合气体通入氯水,得到无色透明溶液,说明有还原性气体存在,所以一定有SO2,但是没有HBr。将所得溶液中加入硝酸银,能够产生沉淀,但是Cl-有可能是氯水中Cl2被还原的结果。
6.B
【解析】A项可能受到Ag+影响生成AgCl沉淀;C能够使品红溶液褪色的气体不一定就是SO2还可能是其他气体比如氯气;D项:能使澄清石灰水变浑浊的气体可以为二氧化碳,也可为二氧化硫,则对应的盐可为碳酸盐,也可为亚硫酸盐。
7.解析:结合反应原理2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑可知本实验目的是用装置中A瓶内的混合物来测定已分解的FeSO4的质量。所以A瓶所盛试剂为BaCl2稀溶液,其作用是检验并吸收SO3,由于发生反应SO3+H2O=H2SO4,同时放出大量的热,所以A瓶用冷水冷却。同时由于A瓶所盛试剂为BaCl2稀溶液,避免吸收SO2气体。反应后应向A瓶中滴入BaCl2溶液,直至不再产生新的沉淀,证明SO3完全被沉淀下来。那么利用BaSO4沉淀的量来测定已分解的FeSO4的质量。SO2气体沸点为-10.02
℃,所以在A中不被吸收,那么B中盛放品红试液检验SO2气体的生成,由于SO2气体有毒,所以用NaOH溶液吸收。
答案:(1)检验并吸收SO3
品红试液
吸收SO2
(2)SO3与H2O反应放出大量的热
(3)BD
SO2、SO3的混合气体溶于水,发生反应SO3+H2O
H2SO4,同时放出大量的热,使SO2的溶解度减小而逸出SO2气体,又由H2SO4与BaCl2反应析出BaSO4沉淀,在酸性溶液中不可能产生BaSO3沉淀
(4)A瓶中滴入BaCl2溶液,直至不再产生新的沉淀
8.解析:(3)b
g白色沉淀为BaSO4,其物质的量为
mol,则原样品a
g中含Na2SO3也为
mol,样品中Na2SO3的质量分数为×100%。
答案:(1)关闭弹簧夹(或止水夹)a,由长颈漏斗向锥形瓶内加水至漏斗内液面高于锥形瓶内液面,过一段时间观察液面是否变化,若不变,说明气密性良好,否则,说明装置漏气
(2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+SO42-
(3)×100%
(4)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,SO2+2OH-=SO32-+H2O
(5)称取一定质量的样品置于烧杯中,加水溶解,依次加入足量盐酸和BaCl2溶液,过滤,洗涤,干燥,称量沉淀物质量,计算即可。
一、选择题
1.导致下列现象的主要原因与排放SO2有关的是(
)
A.酸雨
B.光化学烟雾
C.臭氧空洞
D.温室效应
2.随着资源的开发和现代化工业的发展,你认为减少酸雨以保护环境可采取的措施是
(
)
①尽量少用煤作燃料
②把工厂的烟囱加高
③将燃料脱硫后才燃烧
④开发新的清洁能源
⑤植树造林⑥在已酸化的土壤中加石灰
A.①②③④
B.③④⑤⑥
C.①③④
D.①③④⑤
3.
将22.4
L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后,气体体积变为11.2
L(体积均在相同条件下测定),则该氮氧化合物的化学式为
(
)
A.NO2
B.N2O3
C.N2O
D.N2O4
4.Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能,近年来此领域研究很大进展,因此这三位教授获得1998年诺贝尔医学及生理学奖。关于NO的下列叙述不正确的是(
)
A.NO可以是某些含低价N物质氧化的产物
B.NO不是亚硝酸(HNO2)酸酐
C.NO可以是某些含高价N物质还原的产物
D.NO是红棕色气体
5.下述做法能改善空气质量的是(
)
A.以煤等燃料作为主要生活燃料
B.利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源
C.鼓励私人购买和使用汽车代替公交车
D.限制使用电动车
6.下列有关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SO2的量
B.臭氧的体积分数超过10-4%的空气有利于人体健康
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,故不会导致水体污染
7.可用于区别溴蒸气与二氧化氮气体的试剂是(
)
A.淀粉碘化钾溶液
B.水
C.AgNO3溶液
D.NaOH溶液
8.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H2SO4,③Na2O2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)(
)
A.1体积NO
B.2体积NO2和0.5体积O2
C.2体积O2
D.0.25体积O2
9.将充有m
mL
NO和n
mL
NO2的量筒倒立于水槽中,然后通入m
mL
O2,若m<n,则充分反应后,量筒内气体体积的毫升数为(
)
A.3(m-n)
B.m
+
C.
D.
10.在容积为672
mL的烧瓶里充满NO、NO2的混合气体,将其倒立在水槽里,去塞后再通入280
mL氧气,恰好完全反应,且水充满烧瓶(气体体积都折合成标准状况下)。下列有关叙述中,正确的是
(
)
A.总反应为NO+NO2+O2+H2O=2HNO3
B.总反应为4NO+8NO2+5O2+6H2O=12HNO3
C.生成HNO3的物质的量浓度接近0.03
mol·L-1
D.生成HNO3的物质的量浓度约为0.045
mol·L-1
二、非选择题
11.在一支容积为25
mL的试管内充满NO2和O2的混合气体,将试管倒置于水中,充分反应后:
(1)若无气体剩余,原混合气体中NO2和O2的体积各为多少?
(2)若气体剩余5
mL,原混合气体中NO2和O2的体积各为多少?
《参考答案》
1.A
[解析]酸雨与人们排放的SO2有关;光化学烟雾与碳氢化合物、一氧化碳和氮的氧化物有关;臭氧空洞与氟氯烃(即氟利昂)有关;温室效应与大气中二氧化碳浓度不断上升有关。因此,正确了解各种污染的形成原因是解答本题的关键。
2.C
[解析]防止污染应从源头抓起,要从根本上解决酸雨的危害,必须阻止二氧化硫的产生和排放,所以①③④符合题意。
3.A
[解析]设氮氧化合物的化学式为NxOy
2NxOy+2yCuxN2+2yCu
2
x
22.4
L
11.2
L
x=1,利用排除法,可知本题选A。
4.D
[解析]氮元素的化合价非常丰富:-3、0、+1、+2、+3、+4、+5都有,所以NO中的+2价氮在NO分子中,N元素呈+2价,它既可以是含低价氮物质的氧化产物,又可以是含高价氮物质被还原的产物。NO不是酸酐。HNO2的酸酐是N2O3。NO是无色气体,NO2是红棕色气体。
5.B
[解析]以煤等燃料会产生大量的SO2和氮氧化物,易造成酸雨,汽车尾气会排放出大量的CO和氮氧化合物,严重污染空气,应该控制汽车的使用而改用对环境友好的电动车。
6.A
[解析]空气中的微量臭氧能刺激中枢神经,加速血液循环,令人产生爽快和振奋的感觉,但当空气中臭氧的含量超过10-5%(体积分数)时,就会对人体、动植物,以及其他暴露在空气中的物质造成危害。由于溶解了CO2的缘故,正常雨水的pH约为5.6,当空气中硫的氧化物和氮的氧化物随雨水降下就成为酸雨,因此酸雨的pH小于5.6。含磷合成洗涤剂虽于被分解,但当水体中含有大量磷元素后,会造成水体富营养化,导致水体污染。
7.BC
[解析]溴蒸气和NO2均能使淀粉KI溶液变蓝,均和NaOH溶液反应而褪色,但NO2和水反应后无色,溴蒸气被水吸收后呈橙红色,溴蒸气能使AgNO3溶液产生淡黄色沉淀(溴化银沉淀),而NO2不能。
8.D
[解析]为计算方便可先假设3体积的NO2的物质的量为3mol。则①3体积的NO2通入NaHCO3溶液中发生反应:3NO2+H2O=2HNO3+NO后,生成HNO32mol,NO1体积;2molHNO3和2molNaHCO3发生反应:NaHCO3+HNO3=NaNO3+H2O+CO2↑,生成2体积的CO2
;②1体积NO和2体积CO2和水蒸气通过浓硫酸时,水蒸气被吸收,余下1体积NO和2体积CO2;③2体积CO2与Na2O2发生反应:2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,生成1体积O2,1体积NO与1体积的O2反应:2NO+O2=2NO2,生成1体积NO2,剩余0.5体积O2,这两种气体通入水中,发生反应:4NO2+O2+2H2O=4HNO3,NO2完全反应,余O20.25体积的O2。
9.C
[解析]方法一:反应方程式为:4NO2
+
O2
+
2H2O
=
4HNO3,4NO
+
3O2
+
2H2O
=
4HNO3,两式叠加,得
NO2
+
NO
+
O2
=
2HNO3,即反应物以等物质的量进行时恰好完全反应。
由题给条件m<n知,NO2过量(n-m)mL,过量的NO2按下式反应:
3NO2
+
H2O
=
2HNO3
+
NO
所以最后剩余V(NO)=mL。
方法二:电子得失守恒:NO2NO3-,NONO3-;O22O2-
设最后剩余NO
xmL,根据电子得失总数相等有:3(m-x)+n=4m。
解得x=mL。
10.BD
[解析]无论是NO还是NO2都能在水中与氧气按一定比例反应生成HNO3,同温同压下,气体物质的量之比等于体积之比,n(NO+NO2)︰n(O2)=672︰280=12︰5。所以由电子守恒可知恰好反应时总反应为4NO+8NO2+5O2+6H2O=12HNO3。可以生成0.03
mol
HNO3,容器容积为672
mL,所以硝酸溶液浓度=0.03
mol/0.672
L=0.045
mol·L-1。
11.
[解析]
(1)若无气体剩余,则发生反应:4NO2+O2+2H2O=4HNO3,设混合气体中O2为x
mL,则NO2为(25-x)mL,有(25-x)∶x=4∶1,x=5,则V(NO2)=25
mL-5
mL=20
mL。
(2)①若剩余气体为O2,设混合气体中O2为y
mL,则NO2为(25-y)mL。有(25-y)∶(y-5)=4∶1,y=9,则V(NO2)=25
mL-9
mL=16
mL。
②若剩余气体为NO,设混合气体中NO2为z
mL,则O2为(25-z)mL,发生反应:3NO2+H2O=2HNO3+NO,可知参加反应的NO2为(z-3×5)mL,有=4∶1,z=23,则V(O2)=25
mL-23
mL=2
mL。
答案:(1)NO2为20
mL,O2为5
mL。
(2)NO2为16
mL,O2为9
mL或者NO2为23
mL,O2为2
mL。第三节《硫和氮的氧化物
(时间45分钟 满分100分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题只有1个选项符合题意,每小题5分,共50分)
1.下列关于SO2的说法不正确的是( B )
A.能使某些有色物质褪色
B.无色,有刺激性气味,无毒
C.既有氧化性,又有还原性
D.既可溶于水,又可与水反应
【解析】:SO2为有毒气体。
2.下列物质的转化必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成的是( C )
①N2→NO2 ②NO2→NO ③NO2→HNO3
④N2→NO ⑤N2→NH3
A.①
B.②⑤
C.④
D.③④
解析:该题有两个要求:(1)必须加入氧化剂;(2)通过一步反应就能完成。反应①、③、④从化合价角度来看都是升高,但反应①N2→NO2不能通过一步反应完成;而反应③NO2→HNO3虽然氮的化合价升高,但不加氧化剂也能完成,如3NO2+H2O===2HNO3+NO,在该反应中,NO2既是氧化剂又是还原剂;只有反应④N2→NO必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成。
3.下列物质能使品红溶液褪色,其中是利用强氧化性来漂白的是( B )
①活性炭
②过氧化钠
③氯水
④二氧化硫
⑤臭氧
A.①③④
B.②③⑤
C.①②③④
D.①②③④⑤
【解析】:①活性炭能使品红溶液褪色,是利用了活性炭的吸附性,错误;②过氧化钠能使品红溶液褪色,是利用了过氧化钠的强氧化性,正确;③氯水中的次氯酸具有强氧化性,次氯酸能使品红溶液褪色是利用其强氧化性,正确;④二氧化硫能使品红溶液褪色是利用二氧化硫和有色物质反应生成无色物质而褪色,属于化合反应,错误;⑤臭氧能使品红溶液褪色,是利用了臭氧的强氧化性,正确。
4.下列关于N2的说法错误的是( C )
A.通常情况下N2性质很稳定,所以N2可在电焊时作保护气
B.反应N2+O2
2NO是汽车尾气造成污染的主要原因之一
C.N2的质量约占空气总质量的
D.在反应3Mg+N2
Mg3N2中,N2作氧化剂
【解析】:N2在空气中的体积含量约为
。
5.下列溶液:①石灰水,②H2S溶液,③KMnO4溶液,④氯水,⑤品红溶液。能够区别SO2和CO2气体的是( C )
A.①②③
B.②③④
C.②③④⑤
D.全部
【解析】:SO2和CO2都属于酸性氧化物,它们都能与石灰水反应生成不溶性盐,也就是都会产生沉淀,所以不能利用这一性质来区别SO2和CO2。SO2具有氧化性,能将H2S氧化生成单质硫(有黄色沉淀生成);SO2也具有还原性,能被KMnO4溶液和氯水氧化(溶液褪色);SO2还具有漂白性,能使品红溶液褪色,而CO2没有这些性质。所以可以用②③④⑤来区别SO2和CO2。故正确答案为C。
6.实验室收集NO、NO2两种气体,下列收集方法正确的是( D )
A.均可用排水法
B.均可用向上排空气法
C.NO用向上排空气法,NO2用排水法
D.NO用排水法,NO2用向上排空气法
【解析】:NO易与空气中的O2反应,不与水反应,故NO不能用向上排空气法收集,应该用排水法收集;NO2与水反应,不与空气中的O2反应且密度比空气大,故NO2不能用排水法收集,应该用向上排空气法收集。
7.下列说法正确的是( B )
A.SO2具有漂白性,能使品红溶液和酸性KMnO4溶液褪色且常作食品的漂白剂
B.活性炭、胶体、H2O2、O3等都有漂白性
C.次氯酸盐只有在酸性环境中才有漂白性
D.Na2O2也有漂白性,其漂白原理和SO2相似
【解析】:SO2使酸性KMnO4溶液褪色是因为其还原性而不是漂白性,且SO2有毒,不能用于食品漂白,A错误;活性炭、胶体具有吸附性,能吸附色素,H2O2、O3、Na2O2等有强氧化性,能氧化色素物质,B正确,D错误;次氯酸盐溶液一般显碱性,能与空气中的CO2和水蒸气反应生成HClO而具有漂白性,C错误。
8.如图装置可用于收集SO2并验证其某些化学性质,下列说法正确的是( B )
选项
试剂
现象
结论
A
KMnO4酸性溶液
溶液褪色
SO2有氧化性
B
品红溶液
溶液褪色
SO2有漂白性
C
NaOH溶液
无明显现象
SO2与NaOH溶液不反应
D
紫色石蕊试液
溶液变红色后不褪色
SO2有酸性、没有漂白性
【解析】:高锰酸钾酸性溶液具有强氧化性,体现二氧化硫的还原性,A错误;二氧化硫能使品红溶液褪色,体现二氧化硫的漂白性,B正确;二氧化硫是酸性氧化物,可以与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠,C错误;二氧化硫可以使紫色石蕊试液变红,说明二氧化硫溶液具有酸性,但二氧化硫不能使变红后的石蕊试液褪色,D错误。
9.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( C )
A.可能是N2与NO2的混合气体
B.可能是CO与NO2的混合气体
C.可能是NO与NO2的混合气体
D.只可能是NO2一种气体
【解析】:A项中氮气不会被消耗,所以水不可能充满试管;C项中CO和O2不会被消耗,D项也可能是NO2与O2或NO的混合气体。
10.硝酸工业尾气中含有高浓度的NO和NO2,它们都是大气的重要污染物。已知某厂排放的尾气中NO、NO2的体积比为1∶1,该厂采用NaOH溶液来处理该尾气,处理后所得溶液中只有一种含氮的钠盐。则该含氮的钠盐中,氮元素的化合价为( C )
A.-3
B.+1
C.+3
D.+5
【解析】:设该含氮钠盐中氮元素的化合价为x价,NO、NO2在NaOH溶液中发生氧化还原反应生成含氮元素的钠盐,根据得失电子守恒,推知x-2=4-x,则x=+3。
二、非选择题:本题包括4小题,共50分
11.(除标注外,每空2分,共12分)某无色气体A中可能含有Cl2、SO2、CO2、HCl气体中的一种或几种。
(1)将此气体通入氯水后溶液变得无色透明。
(2)将得到的溶液分为两份:
①其中一份取出少量在试管中加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,出现白色沉淀。
②另一份取出少量加入用硝酸酸化的AgNO3溶液,也得到白色沉淀。
试回答:
(1)气体A中肯定含有的气体是________,理由是______________________________________________________________________________
______________________________________________________________。
(2)气体A中肯定不存在的气体是_____________________,理由是_________________
______________________________________________________________。
(3)气体A中不一定存在的气体是________。
解析:无色气体说明气体A中一定不含Cl2;(1)中实验和(2)①中实验均说明气体A中一定含SO2,②中实验说明溶液中含Cl-,但氯水中含Cl-,故不确定气体A中是否含HCl。
【答案】:(1)SO2 气体通入氯水后溶液变得无色透明,且加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,出现白色沉淀(3分)
(2)Cl2 Cl2为黄绿色气体
(3)CO2、HCl
(3分,对1得1分)
12.(每空3分,共12分)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:
NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O ①,
2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+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)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮一定条件下反应的化学方程式:__________________________________________________。
【答案】:(1)NO2 NO 1∶1
(2)8NH3+6NO27N2+12H2O
13.(除标注外,每空2分,共16分)某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。
(已知:Na2SO3+H2SO4(浓)
Na2SO4+SO2↑+H2O)
请回答下列问题:
(1)装置A中盛放浓硫酸和亚硫酸钠的仪器名称分别是________、________。
(2)反应后,装置B中发生的现象是______________,反应的离子方程式为__________;装置C中的现象是__________,表现了SO2的__________________;
装置D中的现象是__________,发生反应的化学方程式为__________________。
(3)装置E的目的是探究SO2与品红溶液作用的可逆性,请写出实验操作及现象______________________________________________。
(4)F装置的作用是_________________________,倒扣漏斗的作用是_______________
_________________。
【解析】:浓硫酸与Na2SO3发生反应Na2SO3+H2SO4(浓)
Na2SO4+SO2↑+H2O,SO2能使氯水及酸性KMnO4溶液褪色,在反应中SO2表现还原性;SO2与装置D中的H2S发生反应SO2+2H2S
3S↓+2H2O,从而使溶液变浑浊,该反应中SO2表现氧化性;SO2能使品红溶液褪色,但加热后溶液又恢复红色,说明SO2与品红溶液的作用具有可逆性;装置F用于吸收多余的SO2,因为SO2易与NaOH溶液反应,因此采用倒扣漏斗吸收SO2可防止液体倒吸。
【答案】:(1)分液漏斗(1分) 圆底烧瓶(1分)
(2)溶液褪色
SO2+Cl2+2H2O4H++2Cl-+S
溶液紫色褪去(溶液褪色)(1分) 还原性(1分)
有黄色沉淀生成(1分)
2H2S+SO23S↓+2H2O
(3)将试管E在酒精灯上加热,溶液恢复红色
(4)吸收多余的SO2
防止倒吸(1分)
16.(除标注外,每空2分,共10分)如图表示常见元素单质及化合物相应转化关系,部分反应的产物没有全部列出。
已知,B是一种黄绿色气体,C在所有气体中密度最小,D是一种碱;X、Y是生活中应用最为广泛的金属,F是一种红棕色氧化物,常用作红色油漆和涂料;Z为气态氧化物。
请回答下列问题:
(1)气体B具有________(填“还原性”“氧化性”或“漂白性”),反应②属于4种基本反应类型中的________。
(2)有学生认为B与X反应的产物E不一定是纯净物。他认为产物中可能还有________(填化学式),为验证其猜想该同学设计了相关实验,你认为他需要选择的试剂为________(填序号)。
a.酸性高锰酸钾溶液
b.NaOH溶液
c.KSCN溶液
d.稀硫酸
(3)若Z能导致温室效应,则反应③的离子反应方程式为__________________________
___________________________________________________________________。
(4)若Z是形成酸雨的另一种主要物质,Z与足量的D溶液反应时能被完全吸收,且生成两种盐(物质的量之比为1∶1),请写出该反应的化学反应方程式 _____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
【解析】:(1)B为黄绿色气体,可知B为氯气,具有氧化性,X为铁,Y为铝,②实际是铝热反应,其类型属于置换反应。
(2)氯气与铁反应还可能生成的产物是FeCl2,验证Fe2+的存在需选择强氧化剂,如酸性高锰酸钾溶液。
(3)若Z为CO2,I溶液为NaAlO2溶液,其反应的离子方程式为CO2+Al+2H2OAl(OH)3↓+HC。
(4)形成酸雨的另一种物质可能为NO2,D为NaOH,二者反应生成两种物质的量之比为1∶1的盐,该反应的化学方程式为2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O。
【答案】:(1)氧化性 置换反应(每空1分)
(2)FeCl2
a
(3)CO2+Al+2H2OAl(OH)3↓+HC
(4)2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O第二课时 二氧化氮和一氧化氮、二氧化氮对大气的污染
三维目标
1.知识与技能
(1)了解氮气的性质;
(2)了解NO、NO2的物理性质;
(3)掌握氮氧化物之间的转化;
(4)了解氮氧化物对空气的污染及防治措施。
2.过程与方法
通过交流研讨、观察、思考等过程训练科学的学习方法。
3.情感态度与价值观
(1)通过认识硝酸型酸雨的形成、危害和防治原理,进一步培养环境保护意识,形成与自然友好相处,促进对可持续发展的正确认识,感受科学地使用化学物质的意义;
(2)通过对于光化学烟雾的了解,增强学生的环境保护意识和健康意识;
(3)培养学生辩证认识事物两面性的哲学观点。
教学重点
NO、NO2的产生及两者的转化,NO2与H2O的反应。
教学难点
NO、NO2的产生及两者的转化,NO2与H2O的反应。
课前准备
所用实验用品:充满NO2的试管、水槽、导气管、O2。
所用课件:①有关“魔鬼谷”的图片。
②有关“雷雨发庄稼”的Flash。
导入新课
[投影]①有关“魔鬼谷”的图片
情景1:在新疆与青海交界处有一山谷,人称“魔鬼谷”。经常电闪雷鸣,狂风暴雨,把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛,四季常青。
②有关“雷雨发庄稼”的Flash
[提问](1)为什么魔鬼谷内牧草茂盛,四季常青?
(2)雷雨过后,庄稼为什么生长茂盛?
[交流讨论]庄稼牧草茂盛需要水和化肥,雷雨过后,可能产生某种化肥。
[分析]自然界中大部分氮元素以游离态存在于空气中,仅有少数植物能将游离态的氮转化为可吸收的化合态的氮,我们把游离态氮转变为化合态氮的方法称为“固氮作用”。这也是我们这节课要研究的内容。
推进新课
[分析]通常情况下,空气中的N2和O2不发生反应,但在放电或高温下二者可以直接化合生成NO,NO很容易在常温下与空气中的O2
化合生成NO2,NO2溶于水又可以生成NO。
一、二氧化氮和一氧化氮
1.一氧化氮和二氧化氮的生成
N2+O22NO(无色气体)
2NO+O2===2NO2
(红棕色气体)
3NO2+H2O===2HNO3+NO
[设问]NO、NO2是氮的两种重要的化合物,那它们有什么样的性质呢?
2.一氧化氮和二氧化氮的物理性质
一氧化氮:无色无味的气体,有毒,不溶于水,密度比空气略大
二氧化氮:红棕色有刺激性气味的气体,有毒,密度比空气大,可溶于水并与水反应
3.一氧化氮和二氧化氮的化学性质
一氧化氮:不与水反应,在通常情况下易被氧气氧化成二氧化氮。
2NO+O2===2NO2
二氧化氮:3NO2+H2O===2HNO3+NO
[思考]1.如何鉴别NO和CO气体?
2.NO2气体和溴蒸气都是红棕色,能否用淀粉碘化钾试纸区别NO2和溴蒸气?如果不能,应如何鉴别?
[分析]1.分别让NO、CO气体与氧气接触,如由无色气体变成红棕色的,则为一氧化氮气体。
2.不能,因为溴蒸气可以使淀粉碘化钾试纸变蓝,二氧化氮气体溶于水后生成的硝酸具有强氧化性,也能使淀粉碘化钾试纸变蓝。可以把它们分别溶于水,得到无色溶液的是二氧化氮气体,得到橙色溶液的是溴蒸气;或者让它们分别溶于硝酸银溶液中,得到淡黄色沉淀的是溴蒸气,无明显变化的是二氧化氮气体。
[思考]从上面可知NO2与H2O能反应,但不能被完全吸收转化为HNO3,怎样可使NO2完全转化为HNO3
[回答]通入氧气。
[活动探究]NO2被H2O充分吸收的条件:
实验步骤:(1)将充满NO2的试管倒立于盛有水的水槽中;
(2)当试管中液面不再上升时,通过导气管通入少量O2,停一会儿,等待液面上升;
(3)反复(2)的操作直至液体充满试管。
现象:(1)液面进入试管,慢慢上升,试管中气体由红棕色变为无色,上升到试管的2/3处停止;
(2)气体迅速由无色变为红棕色且溶于水,液面上升,气体又变为无色;
(3)液体充满试管。
分析:3NO2+H2O===2HNO3+NO
2NO+O2===2NO2
将两化学方程式合并得:
O2+4NO2+2H2O===4HNO3
[过渡]氮元素在生命活动中扮演着十分重要的角色,但是含氮化合物也给人类生活带来了一些负面影响,如氮氧化物导致空气污染等,那空气中氮氧化物的来源有哪些呢?氮氧化物的污染又表现在哪几方面?我们又采取哪些措施进行防治呢?
[指导阅读]指导学生阅读教材P93相关内容。
二、二氧化氮对大气的污染
1.氮氧化物的来源
氮肥生产、金属冶炼和汽车等交通工具排放的尾气
2.氮氧化物的危害
(1)硝酸型酸雨:N2+O22NO
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
(2)光化学烟雾
(3)臭氧层空洞
3.防治措施
(1)使用洁净能源减少氮氧化物的排放;
(2)为汽车等交通工具安装尾气转化装置(2NO+2CON2+2CO2);
(3)对于生产化肥、硝酸工厂排放的废气进行处理。
课堂小结
氮氧化物对人类有有利的一面,但也有有害的一面,我们要辩证地看待它们,善用它们好的方面,采取有力的措施来防治它们有害的一面。
二氧化氮和一氧化氮、二氧化氮对大气的污染
一、二氧化氮和一氧化氮
1.一氧化氮和二氧化氮的生成
N2+O22NO(无色气体)
2NO+O2===2NO2
(红棕色气体)
3NO2+H2O===2HNO3+NO
2.一氧化氮和二氧化氮的物理性质
一氧化氮:无色无味的气体,有毒,不溶于水,密度比空气略大
二氧化氮:红棕色有刺激性气味的气体,有毒,密度比空气大,可溶于水并与水反应
3.一氧化氮和二氧化氮的化学性质
一氧化氮:不与水反应,在通常情况下易被氧气氧化成二氧化氮
2NO+O2===2NO2
二氧化氮:3NO2+H2O===2HNO3+NO
O2+4NO2+2H2O===4HNO3
二、二氧化氮对大气的污染
1.氮氧化物的来源
氮肥生产、金属冶炼和汽车等交通工具排放的尾气
2.氮氧化物的危害
(1)硝酸型酸雨:N2+O22NO
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
(2)光化学烟雾
(3)臭氧层空洞
3.防治措施
(1)使用洁净能源减少氮氧化物的排放;
(2)为汽车等交通工具安装尾气转化装置(2NO+2CON2+2CO2);
(3)对于生产化肥、硝酸工厂排放的废气进行处理。
1.实验室制备下列气体只能用排水法收集的是( )
A.NO2 B.NO C.O2 D.Cl2
2.下列现象的产生与人为排放大气污染物氮氧化物无关的是( )
A.光化学烟雾
B.臭氧层空洞
C.酸雨
D.闪电
3.盛满NO2的试管倒置于水槽中,反应完毕后,液面上升的高度是试管的( )
A.1/2
B.1/3
C.2/3
D.5/6
4.在标准状况下,将O2和NO2按1∶4的体积比充满干燥的烧瓶并倒置于水中,瓶内体积逐渐上升。假设瓶内溶液不扩散,最终烧瓶内溶质的物质的量浓度为( )
A.1/14
mol·L-1
B.4/5
mol·L-1
C.1/28
mol·L-1
D.1/42
mol·L-1
5.汽车尾气(含有碳氢类、CO、SO2与NO等物质)是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂钯合金作催化剂)。它的特点是使CO与NO反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。
(1)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式:________________________________。
(2)“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高空气的酸度,其原因是______________。
(3)控制城市空气污染源的方法可以有________。
a.开发新能源
b.使用电动车
c.植树造林
d.戴上呼吸面具
[答案]1.B 2.D 3.C 4.C
5.(1)2NO+2CON2+2CO2
(2)反应中产生了CO2气体,所以在一定程度上提高了空气的酸度 (3)ab
本堂课主要讲解了有关氮氧化物产生及其转化的有关内容,其中一氧化氮、二氧化氮的性质是本课时的重点所在,而二氧化氮与水的反应又是学生理解的难点,针对这个难点,为了帮助学生更深刻地理解二氧化氮与水的反应,在教学过程中设计了相关的活动探究,让学生从实验现象能够分析出二氧化氮与水的反应,从而理解反应方程式O2+4NO2+2H2O===4HNO3的由来。
在教学过程中注重对学生归纳总结能力的培养,对于一些知识不采用教师直接灌输的方式,而是指导学生自己去阅读,从而自己去总结归纳,使学生快速提取并总结新信息的能力得到充分的锻炼。
1.NO——分子明星
一氧化氮(NO)是大家早已熟知的一种小分子化合物,被广泛的用于制造硝酸、化肥、炸药等。NO在造福人类的同时,又严重地污染空气,给人类带来灾难。但是自1987年以来,科学家发现NO在各生化过程中起着关键作用——具有神奇的生理调节功能。美国Science杂志在1992年评选NO为一个对于科学发展和社会受益有重要影响的“明星分子”,并迅速成为当前最活越的生命科学研究热点。美国纽约州立大学药学家法高特(Furchgott)加州大学洛杉矶分校药学家依拿罗(Ignarro)和德克萨斯大学医学院药学家姆雷德(Murad),因发现NO生物信使分子,从而开辟了生物医学研究的一个新领域,这三位科学家因此获得1998年度诺贝尔医学奖。
NO是无色气体,在水中溶解度小(1.8×10-3
mol·L-1),是具有未配对电子的自由基,反应活性高,极易被氧化为NO2,是空气污染、光化学烟雾和臭氧层空洞的元凶。在生物体内该反应也能同样进行,不过很快形成NO或NO而失去活性。因而在生理条件,NO存在的寿命很短,半衰期为5s。NO溶于乙醇,具有脂溶性,相对分子质量小,使NO不需要任何中介机制就可快速扩散通过细胞膜,扩散性强,几乎遍及机体每个部位,在细胞之间发挥信息传递的重要作用。这就是称NO是生物机体内的重要信使分子的缘由。
NO在机体中以适宜的节律和强度生成,并参与机体内各种重要的生理效应,维持机体细胞和组织正常的生命活动。如果NO生成过多,会成为诱发人类某些疾病的因素。如,循环性休克、中风、糖尿病、神经溃变等疾病;如果NO生成过少,即NO的合成障碍,也会引起生物机体许多生理功能丧失,成为一些疾病的致病因素。近年来的研究发现,高血压、动脉粥样硬化、冠心病、包性心肌梗死、糖尿病、肺肾疾病以及男性的性功能异常等,都与NO的合成障碍有关。进而,研究人员发现吸烟可以导致血液中NO浓度降低,其与心、脑及外周血管性疾病发病有关,是动脉粥样硬化及血栓形成的一个主要危险因素。
NO在心血管系统中有信使作用。在血管中,血管内皮细胞在正常生理状态下可持续释放NO,由于在溶液中NO的浓度很低,与O2的反应非常慢,所以对血管张力、血压及气管血流量具有调节作用。
NO不仅有血管松弛,抗血小板聚集,神经元活动等重要生理功能,而且还参与杀灭微生物和杀伤肿瘤细胞的作用。当机体感染时,会产生一种抗衡微生物入侵的巨噬细胞,巨噬细胞可以激活NO合成酶,合成大量的NO,它对细菌、真菌、寄生虫、病毒、锥虫等有直接或间接的细胞生长停顿或杀伤作用。NO的抗肿瘤作用是抑制肿瘤代谢和封锁其生成,在免疫系统中发挥细胞间信息传递的作用。
鉴于NO神奇的生理调节作用,开发与NO相关的药物,来治疗许多人类至今无法攻克的病症,如高血压、偏头痛、动脉硬化、阳痿甚至癌症。你也许知道有一种叫做硝酸甘油酯的药物,已经用了100
多年了,它可以用来治疗突发的心绞痛。其实,就是利用了这种药物在生理条件下释放出的一氧化氮,它或许是一氧化氮作为药物的最老应用。即使这是偶然的。由于L精氨酸是生物机体合成NO的前提,对L精氨酸及其他一些NO供体,作为治疗与NO有关疾病的药物,得到开发研究及应用。第四章
非金属及其化合物
第三节
硫和氮的氧化物
第1课时
学习目标
1、了解硫的物理性质和存在;掌握硫的化学性质。
2、了解二氧化硫的物理性质和用途;
3、掌握二氧化硫的化学性质;
4、了解三氧化硫的化学性质;
重点
二氧化硫的化学性质
难点
二氧化硫的漂白原理
【预习导航】
酸性氧化物的化学性质
(1)与酸碱指示剂作用,如:CO2可使石蕊溶液____________。
(2)与碱反应:酸性氧化物+碱
→
__________
+
____________
如:CO2
+
NaOH
——_________________;
SiO2
+
NaOH
——________________
(3)与碱性氧化物反应:酸性氧化物+碱性氧化物
→
________________________
如:CO2
+
CaO
——
__________________
(4)与某些盐反应:酸性氧化物+某些盐溶液
→
________________________________
如:CO2+CaCO3
——________________________________
CO2+Ca(ClO)2
——________________________________
(阅读教材P89-91完成)
一、硫元素的存在和硫单质的性质
1.硫元素在自然界中的存在形式
(1)游离态的硫存在于______________或________________。
(2)化合态的硫主要以__________和__________形式存在。
(3)几种含硫化合物的化学式:硫铁矿___________、黄铜矿__________、石膏___________、
芒硝____________。
2.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)硫燃烧:____________________________________
现象:______________________________________
二、二氧化硫
1.物理性质:_____色____________气味的_________气体,密度比空气_____,____液化,
_______溶于水。
2.化学性质
二氧化硫与二氧化碳相似,也是一种_______性氧化物。根据硫元素的化合价预测,二氧
化硫具有____________________________性。此外二氧化硫还有__________性。
三、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_________________
SO3
+
H2O
——___________________________
SO3
+
CaO
——___________________________
SO3
+
Ca(OH)2
——
___________________________
三.合作探究
二氧化硫的化学性质
1、二氧化硫是一种酸性氧化物。参考CO2的性质写出下列方程式。
①与水反应:SO2
+
H2O
——____________________________(_______反应)
实验现象
实验结论
试管中的水面________
使紫色石蕊_________
②与强碱反应:SO2
+
NaOH
——______________________________
SO2
+Ca(OH)2——______________________________
③与碱性氧化物反应:SO2
+
Na2O
——______________________________
二氧化硫的漂白性
现象
结论
使品红溶液_________
这是因为SO2与某些有色物质生成_______的无色物质,这种无色物质_________而使有色物质_______________。
加热后,溶液又变为_______
【漂白物质总结】
二氧化硫
氯水
类型
化合型
强氧化型
原理
实质
程度
范围
漂白某些有色物质,不能使紫色石蕊试液褪色
漂白大多数有色物质,能使紫色石蕊试液褪色
第四章
非金属及其化合物
第三节
硫和氮的氧化物
第2课时
学习目标
1、掌握NO、NO2的性质,及其相互转化关系
2、了解SO2、NO2对大气质量的影响,特别是酸雨的成因、危害及防治措施。
3、能对NO、NO2溶于水进行简单的计算。
重点
NO、NO2的性质
难点
NO、NO2的性质
一、二氧化氮和一氧化氮
(一)氮气(N2)
1、物理性质
氮气是一种
的气体,密度比空气
,
溶于水,
毒。
2、化学性质
①写出N2与O2反应方程式:
②在高温、高压和催化剂存在下,氮气与氢气化合成氨气:N2
+
3H2
(二)一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)
NO
NO2
色态、气味
毒性
溶解性
溶于水
与水反应:
相互转化
【思考】实验室可用什么方法收集NO、NO2?NO 2尾气如何处理?
【实验探究】NO2与水反应
实验步骤
现象
解释(可用方程式表示)
①
将一支充满NO2的试管倒放在盛有水的水槽中
结论
②
制取少量O2
③
将O2慢慢通入步骤①的
试管中
(三)二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
资料五三
P94
方法探究
【思考】1、SO2、NO2能不能直接排放到空气中?有何影响?该如何回收?
2、pH﹤5.6的雨水成为酸雨,造成酸雨的原因是什么?该如何防治?
高温
高压
催化剂第四章
非金属及其化合物
4.3
硫和氮的氧化物(第2课时)
【导入】复习二氧化硫的物理化学性质。
【图片展示】投影:信使分子—NO
三位美国药理学家Robert
F.
Furchgott,Louis
J.
Ignarro和Ferid
Murad摘取了1998年诺贝尔生理学或医学奖。他们发现“NO是心血管系统的信号分子”,
NO却在哺乳类动物及人类机体起着广泛的重要的生物学作用。
三位科学家发现NO在人体血管内具有传递信号的功能。使血管处于持续的舒张状态,血压降低。NO可抑制VSMC和心肌细胞增殖,维持其正常的有丝分裂;少量NO有正性心肌收缩力及心输出量的作用,并抑制白细胞粘附、浸润而减轻炎症介导的心肌细胞坏死,进而在心肌缺血再灌注损伤中发挥细胞保护作用。
【教师讲解】NO和NO2的物理性质。NO是无色无味气体,有毒,难溶于水,密度略大于空气,NO用排水法收集,NO是不成盐氧化物。NO2的物理性质:红综色气体,有毒,易溶于水,密度比空气大,NO2用向上排空气法收集。
【教师讲解】NO与NO2的转化。2NO
+
O2=
2NO2
【提问】NO暴露在空气中有何现象?
【学生活动】NO暴露在空气立刻变为红棕色的NO2。
【实验演示】NO2溶于水的实验。
【观察现象】现象是:一氧化氮难溶于水;二氧化氮溶于水,气体体积减少2/3,生成的气体接触空气又变成红棕色,水溶液滴入石蕊变红色。
【教师讲解】水溶液呈酸性是因为生成了硝酸。NO2溶于水的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO。
【提问】要求尽可能多的使二氧化氮被水吸收?
【学生回答】向试管中通入O2,让NO与O2的反应继续溶液水,如此循环。
【教师讲解】通入O2多少能让水恰好充满试管没有任何剩余。计算的结论是当NO2和O2的比例为4:1时能让水恰好充满试管没有任何剩余。4NO2+O2+2H2O=4HNO3
。
【教师总结】若任意比例的NO2和O2混合气体溶于水会出现以下三种情况。
>4
NO气体剩余
V(NO2)/
V(O2)
=4
恰好无气体剩余
<4
O2剩余
【过渡】将NO与O2以多少比例混合让水恰好充满试管没有任何剩余?
【教师讲解】计算的结论是当NO和O2的比例为4:3时能让水恰好充满试管没有任何剩余。4NO+3O2+2H2O=4HNO3。
【教师总结】若任意比例的NO和O2混合气体溶于水会出现以下三种情况。
>4/3
NO气体剩余
V(NO)/
V(O2)
=4/3
恰好无气体剩余
<4/3
O2剩余
【例题】例:50mL装有NO2和O2的混合气体的大试管,溶于水后,剩余气体5mL,
求原混合气体NO2与O2的比值?
【学生回答】若剩余气体为O2:18:7;若剩余气体为NO:43:7。
【提问】NO和NO2是HNO3的酸酐(酸性氧化物)吗?
【回答】NO和NO2都不是HNO3的酸酐(酸性氧化物)。因为酸性氧化物与酸之间的关系是化合价一致。HNO3的酸酐应该是+5价的N元素形成的氧化物---N2O5。
【总结】农业生产上有一句古话:雷雨发庄稼”
或“一场雷雨一场肥”。用化学方程式解释其中的道理。N2+O2
放电2NO;2NO+O2
=
2NO2;3NO2+H2O
=
2HNO3+NO。
【练习】例1、将20mL
NO2与NO的混合气体通入倒立在水槽中盛满水的玻璃筒(带刻度)后,筒内剩下11mL气体。求原混合气体中NO和NO2的体积。
【分析】:NO不溶于水,NO2溶于水并与水反应生成HNO3和NO。所以玻璃筒内剩下11mL气体有原混合气体中NO,也有NO2与水生成的NO。
【练习】例2.
我国研制的长征捆绑式火箭在第一、二级发动机中用“偏二甲(基)肼”和四氧化二氮作为液体燃料。(1)已知偏二甲(基)肼的相对分子质量为60,其中含碳40%,含氢13.33%,其余为氮;
(1)通过计算写出偏二甲(基)肼的化学式:
(2)在发动机中偏二甲(基)肼在四氧化二氮中充分燃烧,写出该燃烧反应的化学方程式(反应中所有的氮元素均转化为N2)
第三课时
【导入】投影:煤和石油燃烧时的滚滚浓烟:有关酸雨危害的记载
【讨论】浓烟中主要含哪些有害气体?汽车尾气中又含什么有害物质?
【讲述】
二氧化硫和二氧化氮为大气的主要污染物,能直接危害人体健康,引起呼吸道疾病,严重时会使人死亡。煤和石油中含杂质硫,在燃烧中将排放酸性气体
SO2;燃烧产生的高温尚能促使助燃的空气发生部分化学变化,氧气与氮气化合,也排放酸性气体NOx。它们在高空中为雨雪冲刷,溶解,雨成为了酸雨;这些酸性气体成为雨水中杂质硫酸根、硝酸根和铵离子。
【教师讲解】酸雨:pH值小于5.65的雨水叫酸雨。
【投影】酸雨的形成图片。
【学生活动】根据图片写出形成酸雨的化学方程式。3NO2+H2O=2HNO3+NO;2SO2+O2=SO3;SO3+H2O=H2SO4。
【投影】酸雨的危害。
SO2是主要的大气污染物之一,它对人体的直接危害是引起呼吸道疾病。它还是形成酸雨的罪魁祸首之一,酸雨可谓“空中死神”,已成为全球性的环境问题。
猖獗的酸雨严重地威胁着地球。据资料记载,仅在1980年一年内,美国和加拿大就有5万余人成了酸雨的猎物。比利时是西欧酸雨污染最为严重的国家,它的环境酸化程度已超过正常标准的16倍。在意大利北部,5%的森林死于酸雨。瑞典有15000个湖泊酸化。挪威有许多马哈鱼生活的河流已被酸雨污染。世界古迹、桥梁受酸雨腐蚀越来越快。号称世界最大露天博物馆智利复活岛上的石雕人像,正面临着解体和倒塌的威胁,美国每年花在修理受损古迹方面的费用超过了50亿美元。闻名世界,代表我国古建筑精华的北京汉白玉石雕,近年来也遭到意想不到的损害,故宫太和殿台阶的栏杆上雕刻着各式各样的浮雕花纹,50多年前图案清晰可辨,如今却大多模糊不清,甚至成光板。我国江苏、安徽、湖北、福建、江西、浙江七省的农田曾经受酸雨影响造成经济损失一年达1380多万元。
【教师讲解】酸雨危害:①对人体健康造成直接危害;②破坏森林、草原和农作物;③土壤酸性增强,湖泊酸化,生态环境受损;④破坏建筑物。
【教师总结】酸雨的防护:①调整能源结构,发展其功能界能源,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。
【投影】汽车尾气中含有一氧化碳、氧化氮以及对人体产生不良影响的其他一些固体颗粒,尤其是含铅汽油,对人体的危害更大。近几年我国汽车保有量急剧增加,汽车排出的有害废气是产生大气污染的主要根源,它不断破坏着生态环境质量,危害着人体健康,损毁着城市形象并进而妨碍经济特别是城市经济的发展。自2004年7月1日起,在全国范围内开始实施相当于欧洲2号标准的国家机动车污染物排放标准第二阶段限值(GB18352.2,下简称国2标准),新标准的实施标志着我国的机动车污染防治进入了一个新的阶段。
【教师讲解】历史上八大公害事件。
略。
教学反思课时达标训练(二十四) 二氧化硫和三氧化硫
一、选择题
1.下列物质中的硫元素只有还原性的是( )
A.H2S
B.S
C.H2SO4
D.SO2
2.下列物质能使品红溶液褪色,且褪色原理基本相同的是( )
①活性炭 ②氯水 ③二氧化硫 ④臭氧 ⑤过氧化钠 ⑥双氧水
A.①②④⑥
B.①②③⑤
C.②④⑤⑥
D.③④⑤⑥
3.(2016·信阳高一检测)已知三氧化硫熔点为16.8
℃,沸点为44.8
℃。下列有关三氧化硫的说法中,正确的是( )
A.标准状况下SO3为固体
B.标准状况下,1
mol
SO3的体积约为22.4
L
C.三氧化硫与氧化钙反应生成亚硫酸钙
D.SO2遇空气即生成SO3
4.SO2通入下列溶液中,溶液褪色或变浅,能说明SO2具有漂白作用的是( )
①酸性KMnO4溶液 ②溴水 ③碘水 ④氯水
⑤Fe3+(溶液)
A.①⑤
B.②③④
C.全部
D.都不是
5.下列化合物不能用相应元素的单质直接化合而成的是( )
①CuS ②FeS ③Al2S3 ④Fe2S3 ⑤Cu2S ⑥FeCl2
A.②⑤⑥
B.①④⑥
C.③④⑤
D.③④⑥
6.(2016·烟台高一检测)下列反应的离子方程式不正确的是( )
A.向澄清的石灰水中通入少量SO2气体:Ca2++2OH-+SO2===CaSO3↓+H2O
B.过量SO2气体通入氢氧化钠溶液中:SO2+OH-===HSO
C.SO2气体通入溴水中:SO2+Br2+H2O===2H++2Br-+SO
D.氢硫酸中通入氯气:H2S+Cl2===S↓+2Cl-+2H+
7.下列实验最终能看到白色沉淀的是( )
A.CO2或SO2通入CaCl2溶液中
B.过量CO2通入澄清石灰水
C.过量SO2通入Ba(OH)2溶液中
D.过量CO2通入Na2SiO3溶液中
8.某冶炼厂利用炼铜产生的SO2生产硫酸,变废为宝,化害为利。其原理是( )
A.利用了SO2的水溶性,将SO2直接通入水中
B.利用了SO2的氧化性,将SO2直接通入水中
C.利用了SO2的氧化性,使其与O2反应而转化为SO3,再与水反应
D.利用了SO2的还原性,使其与O2反应而转化成SO3,再与水反应
9.在SO2+2H2S===3S↓+2H2O中氧化产物和还原产物质量之比为( )
A.2∶3
B.2∶1
C.1∶2
D.3∶2
10.(2016·昆明高一检测)为除去CO2中混有的SO2和O2,下列试剂使用顺序正确的是( )
①饱和的Na2CO3溶液 ②饱和的NaHCO3溶液
③浓硫酸 ④灼热的铜网 ⑤碱石灰
A.①③④
B.②③④
C.②④③
D.③④⑤
11.[双选](2016·上海高一检测)把两种物质混合加入水中,可反应产生能使澄清的石灰水变浑浊的气体,这两种物质可能是( )
A.NaHCO3和Na2O2
B.铝粉和NaOH
C.Na2SO3和SO3
D.Na2CO3和SO2
12.如图是研究二氧化硫性质的微型实验装置。现用60%硫酸溶液和亚硫酸钠晶体反应制取SO2气体,实验现象很明显,且不易污染空气。下列说法中错误的是( )
A.紫色石蕊溶液变蓝色
B.品红溶液褪色
C.溴水橙色褪去
D.含酚酞的NaOH溶液红色变浅
二、非选择题
13.溶液中可能有下列阴离子中的一种或几种:SO、SO、S2-、CO、Cl-。
(1)当溶液中有大量H+存在时,则不可能有______存在。
(2)当溶液中有大量Ba2+存在时,则不可能有________存在。
(3)当溶液中有______和______等阳离子存在时,上述所有阴离子都不可能存在。
(4)当向溶液中通入足量的Cl2时,______________离子在溶液中不可能存在。
14.已知X、Y为有刺激性气味的气体,有以下转化关系,部分产物未标出。
试回答:
(1)写出下列物质的化学式:
X______、Y______、A______、B______、C______。
(2)反应①的化学方程式为_______________,
Y与足量氢氧化钠溶液反应的离子方程式为___________________。
15.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。
[能力提升]
16.某化学兴趣小组为了探究常温下非金属氧化物形成的某未知气体的成分。该小组成员将气体通入澄清石灰水,发现澄清石灰水变浑浊,持续通入发现浑浊又变澄清,由此该小组成员对气体的成分提出猜想。
[提出猜想]
猜想1:该气体为CO2
猜想2:该气体为SO2
猜想3:_______________
为了验证猜想,该小组设计实验加以探究:
[实验探究]
该小组同学按如图所示装置,将气体从a端通入,则:
(1)B中应该装下列______试剂(填编号)。
A.NaCl溶液
B.酸性KMnO4溶液
C.盐酸
D.澄清石灰水
(2)A中品红溶液的作用是:_______________。
(3)D中澄清石灰水的作用是:_________________。
通过该实验,该小组同学观察到以下三个实验现象:
①A中品红溶液褪色 ②C中品红溶液不褪色
③D中澄清石灰水变浑浊
[得出结论]
(4)由上述现象该小组同学确认该气体的成分:________________。
17.(2016·大同高一检测)为了探究Cl2、SO2同时通入H2O中发生的反应,某校化学兴趣小组同学设计了如图所示的实验装置。
(1)该化学兴趣小组的同学为制取Cl2、SO2气体,现采用Na2SO3与70%的硫酸为原料制取SO2,采用MnO2和浓盐酸(12
mol/L)为原料制取Cl2。在此实验中,F仪器的作用是________;气体发生装置B应选择以下三种装置中的______(选填序号)。
(2)D装置中主要反应的离子方程式为_______________________。
(3)为验证通入D装置中的气体是Cl2过量还是SO2过量,兴趣小组的同学准备了以下试剂:
①氯化铁溶液 ②氯化亚铁溶液 ③硫氰化钾溶液
④品红溶液 ⑤酸性高锰酸钾溶液
若Cl2过量,取适量D中溶液滴加至盛有______(选填一个序号)试剂的试管内,再加入______(选填一个序号)试剂。发生的现象是_________。
若SO2过量,取适量D中溶液滴加至盛有______(选填一个序号)试剂的试管内,发生的现象是_______。
课时达标训练(二十四)
1.解析:选A 硫元素只有还原性必须处于最低价态,S有-2、0、+4、+6价,标出化合价就可以得出答案。
2.解析:选C ①为吸附型,③为化合型,②④⑤⑥为氧化性。
3.解析:选A 标准状况下SO3为固体;三氧化硫与氧化钙反应生成硫酸钙;SO2与O2反应生成SO3,需要有催化剂并且加热条件下进行。
4.解析:选D SO2的漂白作用是SO2与有色物质发生化合反应,不是氧化还原反应,被SO2漂白的物质受热后能恢复为原来的颜色。SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,是由于KMnO4将SO2氧化为H2SO4,本身被还原为无色的Mn2+;SO2能使卤素单质的水溶液褪色,是由于发生反应SO2+X2+2H2O===H2SO4+2HX;同样,SO2也能使Fe3+被还原。以上反应后的溶液受热后都不能恢复为原来的颜色,故都不能说明SO2具有漂白作用。
5.解析:选B 硫的氧化性不是很强,与变价金属反应时生成低价态的金属硫化物,所以金属Fe和Cu在加热条件下与硫单质反应时,只能生成FeS和Cu2S,而不是Fe2S3和CuS。Fe与氧化性强的Cl2反应生成FeCl3,而不是FeCl2。
6.解析:选C 向澄清的石灰水中通入SO2气体,反应的化学方程式是SO2(少量)+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O,对应的离子方程式是Ca2++2OH-+SO2===CaSO3↓+H2O,A正确;过量SO2气体通入氢氧化钠溶液中,反应的化学方程式是SO2+NaOH===NaHSO3,对应的离子方程式是SO2+OH-===HSO,B正确;SO2气体通入溴水中,反应的化学方程式是SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4,对应的离子方程式是SO2+Br2+2H2O===4H++
2Br-+SO,C不正确;氢硫酸中通入氯气,反应的化学方程式是H2S+Cl2===S↓+2HCl,对应的离子方程式是H2S+Cl2===S↓+2H++2Cl-,D正确。
7.解析:选D SO2、CO2与CaCl2溶液不反应;过量的CO2与澄清石灰水反应生成Ca(HCO3)2,最终没有沉淀;过量的SO2与Ba(OH)2溶液反应生成Ba(HSO3)2,最终也没有沉淀;过量CO2通入Na2SiO3溶液中产生硅酸沉淀。
8.解析:选D 利用SO2生产硫酸发生的反应为:2SO2
+O22SO3
(被氧气氧化,体现还原性),SO3+H2O===H2SO4。
9.解析:选B 分析此氧化还原反应:
可知氧化产物与还原产物均为S,氧化产物与还原产物之比为2∶1。
10.解析:选B 先通过饱和碳酸氢钠溶液,二氧化硫与其反应生成二氧化碳而除去,再用浓硫酸干燥,最后用铜除去氧气。而①和⑤会与二氧化碳反应,所以B正确。
11.解析:选C、D 能使澄清的石灰水变浑浊的气体可能是二氧化碳,也可能是二氧化硫,A项NaHCO3和Na2O2混合后加入水中会有O2产生,其不能使澄清石灰水变浑浊;B项铝粉和NaOH混合加入水中会产生H2,其也不能使澄清石灰水变浑浊;则C项SO3与水反应生成硫酸,硫酸与亚硫酸钠反应产生二氧化硫,D项SO2与水反应生成亚硫酸,则亚硫酸与碳酸钠反应产生二氧化碳,故C、D正确。
12.解析:选A SO2的水溶液显酸性,能使紫色石蕊溶液变红,A错误;SO2有漂白性,能使品红溶液褪色,B正确;SO2有强还原性,与溴水发生反应:Br2+SO2+2H2O===H2SO4+2HBr,使溴水褪色,C正确;SO2能与NaOH溶液反应生成Na2SO3,使红色变浅或褪色,D正确。
13.解析:离子通常因发生化学反应而不能大量共存。(1)当
H+存在时,可与H+反应的SO、S2-、CO离子就不可能存在。(2)当有Ba2+存在时,可与Ba2+反应的SO、SO、CO就不可能存在。(3)选择的阳离子一般是易与阴离子结合生成沉淀的离子,所以本题选Ag+、Ba2+(或Ca2+)。(4)当通入氯气时,与氯气直接发生氧化还原反应的离子SO、S2-不能存在;同时,Cl2与水反应会产生HCl和HClO,可与其中的HCl反应的CO就不可能存在。
答案:(1)SO、S2-、CO
(2)SO、SO、CO
(3)Ag+ Ba2+(或Ca2+)
(4)SO、S2-、CO
14.解析:A与HNO3酸化的AgNO3反应产生白色沉淀。A中含Cl-,B与盐酸酸化的BaCl2反应,产生白色沉淀,B中含SO,又根据X、Y均为有刺激性气味的气体,且X能与Fe反应,则X为Cl2,Y为SO2,二者发生化学反应Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4,故A为HCl,B为H2SO4,C为FeCl3。
答案:(1)Cl2 SO2 HCl H2SO4 FeCl3
(2)Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4 SO2+2OH-===SO+H2O
15.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
由化学方程式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
16.解析:回忆学过的能使澄清石灰水先变浑浊又变澄清的气体只有CO2和SO2,所以提出的猜想是:①气体为CO2;②气体为SO2;③气体为CO2和SO2的混合气体。因为SO2的存在对CO2的验证有干扰,所以要验证气体的成分,必须先验证SO2是否存在,并除尽,再验证CO2气体的存在。
答案:气体为CO2和SO2的混合气体
(1)B (2)验证混合气体中是否含有SO2
(3)验证混合气体中是否含有CO2
(4)CO2和SO2的混合气体
17.解析:(1)由实验装置可知,气体发生装置B产生的气体用饱和食盐水进行除杂净化,可知B装置为制取Cl2装置,则A装置为制取SO2的装置,因SO2易溶于水,故F仪器的作用为防倒吸。制取Cl2所用试剂为MnO2和浓盐酸,属于固、液混合加热制取气体,故应选①装置为气体发生装置B。(2)当Cl2和SO2同时通入水中时,Cl2将SO2氧化在水溶液中生成H2SO4,Cl2于水中被还原为HCl。(3)若Cl2过量,则在D中溶液中除含H2SO4、HCl外,还含有剩余Cl2及HClO,具有强氧化性,可将Fe2+氧化为Fe3+,故可选择②、③进行检验;若SO2过量,则在D中溶液中会含有SO2、H2SO3,SO2具有漂白性和还原性,故可选用④或⑤进行检验。
答案:(1)防倒吸 ①
(2)Cl2+SO2+2H2O===4H++SO+2Cl-
(3)② ③ 溶液呈红色 ④(或⑤) 红色(或紫红色)褪为无色
课时达标训练(二十五) 二氧化氮、一氧化氮及大气污染
一、选择题
1.空气是人类生存所必需的重要资源。下列措施不利于改善空气质量的是( )
A.推广使用燃煤脱硫技术,防止SO2污染
B.实施绿化工程,防治可吸附性颗粒污染
C.研制开发燃料电池汽车,消除机动车尾气污染
D.加大石油、煤的开采速度,增加化石燃料的供应量
2.下列各组气体,在常温常压下不能共存的是( )
A.SO2与O2
B.NO与O2
C.O2与N2
D.NO2与O2
3.下列气体容易形成酸雨的是( )
①CO2 ②SO2 ③N2 ④NO2
A.①②
B.①④
C.②③
D.②④
4.已知X、Y、Z、W(含同一元素)有如图所示的转化关系,若X是一种单质,W为一种含氧酸,则X不可能是( )
XYZW
A.N2
B.C
C.S
D.Si
5.(2016·阳泉第十五中学高一期末)把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中,再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管,最后收集到的气体是( )
A.O2
B.NO2
C.NO2和O2
D.NO2和NO
6.按图进行实验。试管中装有12
mL
NO,然后间歇而又缓慢地通入8
mL
O2,下列是有关最终状态的描述:
①试管内气体呈红棕色 ②试管内气体呈无色 ③试管内液面不变 ④试管内液面上升 ⑤试管内气体是O2 ⑥试管内气体是NO。
其中正确的是( )
A.①③
B.②④⑤
C.②④⑥
D.②③⑤
7.在体积为V
L的密闭容器中通入a
mol
NO和b
mol
O2,反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为( )
A.
B.
C.
D.
8.(2016·芜湖高一检测)对3NO2+H2O===2HNO3+NO反应的下列说法正确的是( )
A.氧化剂与还原剂的质量比为1∶2
B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2
C.NO2是氧化剂,H2O是还原剂
D.在反应中若有6
mol
NO2参与反应时,有3
mol电子发生转移
9.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.可能有Cl2和O2
B.肯定有SO2和NO
C.肯定有NO和NO2
D.肯定没有Cl2、NO2,可能有O2
10.某试管中盛装的是红棕色气体(可能是两种气体的混合物),当倒扣在盛水的水槽中时,试管内水面上升,但不能充满试管,当试管内鼓入氧气后,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,则原来试管中盛装的气体是( )
A.一定是O2与NO2的混合气体
B.可能是NO和NO2的混合气体
C.可能是N2与NO2的混合气体
D.只可能是NO2一种气体
11.在汽车尾气净化装置里,气体在催化剂表面吸附与释放的过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.NO是该过程的中间产物
B.NO和O2必须在催化剂表面才能反应
C.汽车尾气的主要污染成分包括CO2和NO
D.汽车尾气的主要污染物是CO和NO
12.(2016·无锡高一检测)工业废气氮氧化物是主要的大气污染源之一,已知:
2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O
NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O
现有a
mol
NO2和b
mol
NO的混合气体,若用足量的NaOH溶液将其完全吸收,则a和b必须满足的关系是( )
A.a=3b
B.a=b
C.a≥b
D.任意比例
二、非选择题
13.(1)如图所示,对三种不同类型汽车[以序号①、②、③表示]的废气排放情况进行了比较。废气中的有害成分主要是:碳氢化合物、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、二氧化碳(CO2),这三种汽车分别是以汽油为燃料的汽车、以天然气(主要成分是甲烷)为燃料的汽车和电动汽车。请判断其中序号为①的是__________汽车,序号为③的是______________汽车。
(2)一氧化氮是大气污染物之一。目前,有一种治理方法是在400
°C左右、有催化剂存在的情况下,用氨气把一氧化氮还原为氮气和水。请写出该反应的化学方程式:__________________________________。
14.(2016·荆州高一检测)为了有效实现NO和NO2的相互转化,设计如下实验:按图组装好实验装置,并检查装置气密性,实验前用排水法收集半瓶NO气体。
(1)打开止水夹,推动针筒活塞,使O2进入烧瓶。关上止水夹,首先观察到烧瓶中的现象:________,产生此现象的化学反应方程式为_________。
(2)轻轻摇动烧瓶,观察到烧瓶中的现象为
①__________;
②__________。
产生此现象的化学反应方程式为____________。
15.利用如图所示的装置收集以下8种气体:
①H2,②Cl2,③O2,④HCl,⑤NO,⑥SO2,⑦NO2。
(1)若烧瓶是干燥的,则由B口进气,可收集的气体是__________,若由A口进气,可收集的气体有__________。
(2)若在烧瓶内充满水,可收集的气体有________,气体应由______口进入。
(3)若烧瓶中装入适量浓硫酸,可以用它来干燥的气体有__________,气体应由______口进入。
[能力提升]
16.有A、B、C三种气体,A为无色不溶于水的气体单质,在一定条件下,A与O2反应生成B。B无色且难溶于水,B能与O2反应生成C。C易溶于水并与水反应生成B,反应后所得溶液呈酸性,则:
(1)写出三种气体的化学式:
A______,B______,C______。
(2)除去A气体中的少量O2的方法是___________。
(3)除去B中的少量C的方法是___________。
17.为了探究几种气态氧化物的性质,某同学设计了以下实验:
用三只集气瓶收集二氧化硫、二氧化氮气体,倒置在水槽中。然后,分别缓慢通入适量氧气或氯气,如图所示。一段时间后,A、B装置中集气瓶充满溶液,C装置中集气瓶里还有气体。
(1)如果装置A中通入的氧气恰好使液体充满集气瓶,假设瓶内液体不扩散。
①写出A中总反应的化学方程式:__________;
该实验对工业上生产硝酸的启示是____________。
②假设该实验条件下,气体摩尔体积为a
L/mol,集气瓶中溶液的物质的量浓度为____________。
(2)实验前在C水槽里滴加几滴紫色石蕊试液,通入氧气前后,实验现象变化可能为______________;写出化学方程式:______________________。
(3)溶液充满集气瓶后,在B水槽里滴加硝酸钡溶液,可能观察到的现象为____________;写出所有反应的离子方程式:______________________;证明B水槽反应后溶液里有氯离子的操作方法是_______________。
课时达标训练(二十五)
1.解析:选D 因为化石燃料的燃烧过程中,会产生SO2及氮的氧化物,导致空气污染。
2.解析:选B SO2与O2反应需催化剂、加热;NO和O2在常温常压下易发生化合反应生成NO2;N2和O2需放电或高温;NO2与O2能共存。
3.解析:选D 形成酸雨的主要因素是燃烧煤、石油、含硫的矿物产生的SO2及机动车尾气产生的氮氧化物。
4.解析:选D Z能和H2O生成W,由于SiO2不溶于水,故可排除Si。
5.解析:选C NO2气体通入过量小苏打溶液中发生反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO,HNO3+NaHCO3===NaNO3+H2O+CO2↑,据3NO2~2HNO3~2CO2~NO可知,逸出的气体为体积比为2∶1的CO2和NO混合气体。当通过足量的过氧化钠时发生反应:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,2NO+O2===2NO2,据反应方程式可知NO与O2反应时,O2过量,故收集到的气体是NO2与O2的混合气体,C正确。
6.解析:选C 根据4NO+3O2+2H2O===4HNO3可得,剩余气体应为NO,体积为
mL,试管内液面上升。
7.解析:选C NO和O2的反应在密闭容器中进行,据原子守恒
===。
8.解析:选A 该反应中N元素的化合价由+4价变为+5价和+2价,所以生成硝酸的二氧化氮是还原剂,其化学计量数是2,生成NO的二氧化氮是氧化剂,其化学计量数是1,所以氧化剂和还原剂的物质的量、质量之比都是1∶2,故A正确;该反应中氧化产物是硝酸,还原产物是NO,所以氧化产物和还原产物的物质的量之比是2∶1,故B错误;该反应中N元素的化合价由+4价变为+5价和+2价,所以二氧化氮既是氧化剂又是还原剂,水中各元素都不变,所以既不是氧化剂又不是还原剂,故C错误;在反应中若有6
mol
NO2参与反应时,有4
mol电子发生转移,故D错误。
9.解析:选B 首先由无色透明的混合气体,说明其中无Cl2、NO2;通过品红溶液褪色说明有SO2气体;而把剩余气体排入空气中,很快变为红棕色则说明有NO,且一开始没有变红棕色,所以没有O2。
10.解析:选B 气体为红棕色,则一定有NO2,倒扣在盛水的水槽中时,与H2O反应生成NO,所以水未能充满试管,当多次充入O2后,试管内完全被水充满,则不可能含有N2;当气体中混有少量O2或NO时,仍会出现相同的现象,故B项正确。
11.解析:选D NO2是该过程的中间产物;NO和O2的反应不需要催化剂;汽车尾气的主要污染成分包括CO和NO。
12.解析:选C 由两个化学方程式可知:NO2能被NaOH完全吸收,而n(NO)∶n(NO2)=1∶1时,气体也能被完全吸收,故只要NO2足量即可,即a≥b。
13.解析:(1)以汽油为燃料的汽车排放的废气最多,电动车排放的最少。(2)根据氧化还原反应的原理分析,用NH3将NO还原成无毒气体,该气体只能是N2,剩下的氢、氧元素只能结合成水。
答案::(1)电动 以汽油为燃料的
(2)6NO+4NH35N2+6H2O
14.解析:(1)无色的NO能与O2反应产生红棕色的NO2。(2)轻轻摇动平底烧瓶,使得NO2与水发生反应3NO2+H2O===2HNO3+NO,所以烧杯中红棕色气体又变为无色,且烧瓶内压强减小,烧杯中的水倒吸到烧瓶内,导致烧瓶中液面上升。
答案:(1)烧瓶中气体由无色变为红棕色 2NO+O2===2NO2
(2)①烧杯中红棕色气体又变为无色
②烧杯中水倒吸到烧瓶中(或烧瓶中液面上升)
3NO2+H2O===2HNO3+NO
15.解析:(1)从B口进气是收集密度比空气大的气体,若从A口进气则收集密度比空气小的气体,用排气法收集的气体必须与O2不反应,且密度与空气密度相差较大。(2)若用排水法收集,则气体必须不溶于水,应从A口进。(3)若用浓H2SO4干燥气体,必须从B口进气。
答案:(1)②③④⑥⑦ ①
(2)①③⑤ A
(3)①②③④⑤⑥⑦ B
16.答案:(1)N2 NO NO2
(2)通过灼热的铜丝网
(3)通过盛水的洗气瓶后干燥
17.解析:(1)①A瓶中发生的反应有:3NO2+H2O===2HNO3+NO,2NO+O2===2NO2,总反应的化学方程式为:4NO2+O2+2H2O===4HNO3。工业上利用二氧化氮与水反应制硝酸,为了使原料充分利用,不排放大气污染物NO,应向吸收塔(向二氧化氮中)通入足量空气,使氮的氧化物全部转化成硝酸。②设A装置中集气瓶体积为V
L,二氧化氮气体体积为V
L,n(NO2)==
mol,最后充满液体,硝酸溶液体积为V
L,c(HNO3)==
mol/L。(2)二氧化硫溶于水生成亚硫酸,亚硫酸是中强酸,通入氧气反应后,生成强酸(硫酸),溶液红色变深。(3)氯气在水中将二氧化硫氧化成硫酸,检验氯离子前要除去SO。
答案:(1)①4NO2+O2+2H2O===4HNO3 在吸收塔里充入足量空气 ②
mol/L
(2)红色由浅变深 2SO2+O2+2H2O===2H2SO4
(3)出现白色沉淀 Cl2+SO2+2H2O===2Cl-+SO+4H+,Ba2++SO===BaSO4↓ 取少量反应后的溶液于试管中,向试管里加入过量的硝酸钡溶液,待沉淀完全后,静置,取上层清液加硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则说明原溶液中含有Cl-硫和氮的氧化物
课题:第四章
第三节
硫和氮的氧化物(一)
授课班级
课
时
教学目的
知识与技能
1、了解二氧化硫的物理性质和用途,掌握二氧化硫的化学性质2、了解可逆反应的概念,知道SO2的漂白原理
过程与方法
1、培养学生用新概念重新理解旧知识的能力(可逆反应概念)2、组织学生分组讨论,动手参与,培养学生设计实验、动手实验、观察现象的能力,并根据实验现象得出物质的化学性质。
情感态度价值观
1、结合二氧化硫的组成、结构和性质关系的教学过程,通过学生动手做实验,使他们获得新知,从而培养学生对科学研究的态度2、激发学生透过观察探究本质的兴趣,尊重科学以发展的眼光看待科学
重
点
二氧化硫与水反应
难
点
可逆反应
知识结构与板书设计
第三节
硫和氮的氧化物一、二氧化硫(sulphur
dioxide)和三氧化硫(一)、硫(sulphur)俗称硫磺。1、硫的物理性质:淡黄色固体,难溶于水,可溶于酒精,易溶于CS2
,熔沸点都很低。2、
硫的化学性质①
氧化性:与绝大多数金属反应与非金属反应:H2+SH2S
②
还原性:与氧气发生反应③
自身氧化还原反应
3S+6NaOH===2Na2S+Na2SO3
+3H2O
(二)
二氧化硫1、物理性质:二氧化硫是一种无色、有刺激性气味、有毒、比空气重、容易液化、易溶于水的气体。2、化学性质可逆反应:在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫可逆反应。(1)
酸性氧化物------亚硫酐①
二氧化硫与水反应
:SO2
+
H2O
H2SO3
(亚硫酸)②
二氧化硫与碱的反应SO2
+
2
NaOH
==
Na2SO3
+
H2O
;SO2
+
NaOH
==
NaHSO3
[SO2
+
2
NaOH
==
Na2SO3
+
H2O;Na2SO3
+
H2O
+
SO2
==
2NaHSO3
]③
与碱性氧化物反应
SO2+CaO==CaSO3
(2)
二氧化硫的氧化性:SO2+2H2S
===
3S↓
+
2H2O(3)
二氧化硫的还原性①
与卤素单质反应:SO2
+
Br2
+
2
H2O
=
H2SO4
+
2HBrSO2
+
Cl2
+
2
H2O
=
H2SO4
+
2HCl②
与某些强氧化剂的反应:2KMnO4
+
2H2O+
5SO2
===
K2SO4
+2MnSO4
+
2H2SO4③
SO2的催化氧化
2SO2+O2
2SO3
(4)
漂白性(5)
用途:制H2SO4
;作漂白剂;杀菌,消毒(6)
SO2的实验室制法①
反应原理:Na2SO3
+
H2SO4===
Na2SO4
+SO2↑+H2O
②
制备装置:固体和液体不加热制备气体的装置
净化干燥装置:盛放浓硫酸的洗气瓶
收集方法:向上排空气法或排饱和NaHSO3溶液
检验:湿润的蓝色石蕊试纸---变红
湿润的品红试纸---褪色
尾气处理:用NaOH溶液和倒扣漏斗装置防倒吸(7)
SO2的污染酸雨:空气中SOX和NOX随雨水下降成为酸雨,pH<5.6(三)
三氧化硫1、物理性质:又名硫酸酐,是一种无色易挥发的晶体,溶沸点都很低。2、化学性质:具有酸的氧化物的通性,与水反应放出大量的热,具有较强的氧化性。(四)
硫化氢1、H2S的物理性质:无色、有臭鸡蛋气味的气体,密度比空气大,能溶于水,有剧毒。2、实验室制法:由强酸制弱酸的原理FeS
+
H2SO4
==
FeSO4
+
H2S
↑FeS
+
2HCl
==
FeCl2
+
H2S
↑FeS
+
2H+
==
Fe2+
+
H2S
↑用湿润的Pb(CH3COO)2试纸Pb(CH3COO)2
+
H2S
==
PbS↓
+
2CH3COOH
试纸变黑
3、化学性质(1)
可燃性2H2S
+
3O2
2H2O
+
2SO2
2H2S
+
O2
2H2O
+S
(2)
还原性:H2S
+
X2
==2HX
+S↓(X=Cl、Br、I)(4)
H2S气体的水溶液----氢硫酸(3)
不稳定性:H2S
H2↑+S
教学过程
教学步骤、内容
教学方法、手段、师生活动
[投]当天的空气质量日报[讲]请看当天空气质量日报的污染指数及首要污染物、空气质量级别、空气质量状(首要污染物有二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒)[讲]今天我们来共同讨论关于硫、氮及其化合物的问题[板书]第三节
硫和氮的氧化物一、二氧化硫(sulphur
dioxide)和三氧化硫[投影视频]硫磺的存在形式和硫单质的物理性质[讲解并投影小结]存在形式:游离态:火山口附近或地壳的岩石化合态:硫化物和硫酸盐,如硫铁矿FeS2、黄铜CuFeS2、石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)[板书](一)、硫(sulphur)俗称硫磺。1、硫的物理性质:淡黄色固体,难溶于水,可溶于酒精,易溶于CS2
,熔沸点都很低。
[思考]用何种方法除去沾在试管上的硫单质?(用CS2
洗涤,加热升华法)[问]比较活泼的非金属单质,常见化合价为-2,0,+4,+6,你能说出其代表物吗?写出你所知道的硫化物[投影]化合价-20+4+6物质类别FeS、Na2S、HgS、H2S
SSO2、H2SO3、Na2SO3、NaHSO3
SO3、H2SO4、NaHSO4、Na2SO4
[问]硫单质的处于硫元素的中间价态,那么硫会有哪些化学性质呢?[讲]硫既有氧化性又有还原性[板书]2、
硫的化学性质①
氧化性:与绝大多数金属反应[投影]Fe+SFeS
Cu+SCu2S
(与变价金属生成低价金属)2Na+S==Na2S
(研磨并轻微爆炸)Hg+S==HgS
(除去有毒的Hg的方法)[板书]与非金属反应:H2+SH2S
[讲]制得的H2S是一种臭鸡蛋气味的有毒气体,有强还原性。[板书]②
还原性:与氧气发生反应[投影]硫在空气和氧气中燃烧的视频实验现象:硫在空气中燃烧发出淡蓝色的火焰,在氧气中燃烧发出蓝紫色的火焰。化学方程式:S+O2SO2
[板书]③
自身氧化还原反应3S+6NaOH===2Na2S+Na2SO3
+3H2O
[设问]在空气质量报告的各项指标中,有二氧化硫和二氧化氮的指数。二氧化硫和二氧化氮是什么?空气中有多种物质,为什么要选择这两种污染物的指数来报告?它们有什么危害?这就是我们这节书所介绍的内容,今天我们首先来共同讨论关于二氧化硫的问题。[板书](二)
二氧化硫[展示]一瓶盛满的二氧化硫集气瓶[问]
二氧化硫什么颜色?什么状态?有什么气味?二氧化硫是无色,有刺激性气味的气体。[问]二氧化硫在水中的溶解性怎样呢?二氧化硫易溶于水。[板书]1、物理性质:二氧化硫是一种无色、有刺激性气味、有毒、比空气重、容易液化、易溶于水的气体。
[过渡]刚了解SO2的物理性质,下面重点研究SO2的化学性质,看看他到底有什么秘密?
[板书]2、化学性质[引导]请大家从理论上及已有的知识推测。如前面第一章学习过物质的分类,SO2属于什么氧化物?分析SO2的化合价,结合第二章的氧化还原知识进行思考。酸性氧化物,与水反应生成酸;可以跟碱或碱性氧化物直接反应;具有氧化性、还原性,因S的化合价为+4价。[引导]非常好,那让我们一起通过实验进行验证。[投影]二氧化硫可溶性的视频实验现象:
试管中的水面上升,滴入紫色石蕊试液后,溶液变红。实验结论:
SO2
溶于水后形成的溶液显酸性。[板书](1)
酸性氧化物------亚硫酐①
二氧化硫与水反应
:SO2
+
H2O
H2SO3
(亚硫酸)[讲]H2SO3是一种不稳定的二元弱酸,有强还原性,弱氧化性。[引导]通过现象,可以得出二氧化硫的水溶液呈酸性。但H2SO3不稳定,容易分解成水和二氧化硫,对于这样的反应,在同一条件下,能同时向两个方向进行的反应,我们称它为可逆反应。[板书]可逆反应:在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫可逆反应。[问]水电解产生氢气和氧气与氢气和氧气燃烧生成水,这二个反应是可逆反应吗?
不是,条件不同[引导]二氧化硫与碱的反应怎么样呢?(为操作方便,是加进亚硫酸。)[板书]②
二氧化硫与碱的反应SO2
+
2
NaOH
==
Na2SO3
+
H2O
;SO2
+
NaOH
==
NaHSO3
[SO2
+
2
NaOH
==
Na2SO3
+
H2O;Na2SO3
+
H2O
+
SO2
==
2NaHSO3
][思考与交流]能否与石灰水反应?有什么现象?方程式如何
向澄清石灰水中通入SO2,起初会看到沉淀,继续通入,沉淀消失
SO2
+
Ca(OH)2
==
CaSO3↓+
H2O;SO2
+
Ca(OH)2
+
H2O
==Ca(HSO3
)2
[SO2
+
Ca(OH)2
==
CaSO3↓+
H2O;CaSO3
+
H2O
+
SO2
==
Ca(HSO3
)2][问]能不能用澄清的石灰水来鉴别SO2 与CO2
?不能[板书]
③
与碱性氧化物反应
SO2+CaO==CaSO3
[讲]利用这点性质,我们可以解决含硫矿物燃料燃烧排放SO2的问题,可以把生成的SO2
最终转化为石膏,称之为钙基固硫[过]二氧化硫中的硫处于中间价态,既有氧化性,又有还原性[板书]
(2)
二氧化硫的氧化性:SO2+2H2S
===
3S↓
+
2H2O[讲]将SO2与H2S气体混合后可看到混浊[讲]SO2具有很强的还原性[板书]
(3)
二氧化硫的还原性①
与卤素单质反应:SO2
+
Br2
+
2
H2O
=
H2SO4
+
2HBrSO2
+
Cl2
+
2
H2O
=
H2SO4
+
2HCl[讲]SO2不仅能与卤素单质发生反应,而且能使酸性高锰酸钾溶液褪色[板书]
②
与某些强氧化剂的反应:2KMnO4
+
2H2O+
5SO2
===
K2SO4
+2MnSO4
+
2H2SO4[讲]紫色的酸性KMnO4溶液褪色或变浅。但这并不是SO2 的漂白性所起的作用,是它们之间发生氧化还原反应,漂白是对于有机色质来说,卤水与酸性KMnO4不是有机色质。[过]SO2除了可以被溴水、酸性KMnO4溶液氧化外,还可被HNO3、氯气、氧气等强氧化剂氧化。如工业上生产H2SO4就可以用到以下反应。[板书]③
SO2的催化氧化2SO2+O2
2SO3
[讲]SO3
是无色固体,熔沸点都很低。与水反应生成硫酸,是硫酸的酸酐,典型的酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性和强氧化性。[投影]实验视频:SO2的漂白性。实验现象:品红溶液褪色,再加热,颜色又复原。(品红溶液是一种有机红色染料)[讲]SO2有漂白作用,但漂白后的新物质不稳定,易恢复。[板书](4)
漂白性[投影]SO2
能跟某些有色物质化合而生成不稳定的物质,该物质易分解恢复为原有色物质[讲]在这里大家需要注意的是SO2的漂白性与氯气和活性炭不同,SO2不能漂白酸碱指示剂。[投影小结]常见漂白剂及其原理比较漂白剂HClO、Na2O2、O3、H2O2SO2活性炭原理具有强氧化性,将有色物质氧化成无色与某些有色物质化合成不稳定的无色物质吸附有色物质特点不可逆,褪色后颜色不再复原可逆,受热或放置一段时间可复原-----变化化学化学物理[过]我们研究物质的性质的目的是为了能更好地应用它,SO2的这些性质决定有哪些用途呢?请大家总结并回答。[讲]SO2在日常生活中有一定用处,工业上常用二氧化硫来漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等,此外,二氧化硫还用于杀菌消毒。但它的危害性也非同小可,二氧化硫和某些含硫化合物的漂白作用也被一些不法厂商非法用来加工食品,以使食品增白等。食用这类食品,对人的肝、肾脏等有严重损害,并有致癌作用。[板书](5)
用途:制H2SO4
;作漂白剂;杀菌,消毒[问]关于酸性氧化物,我们最熟悉的莫过于CO2,那么SO2与CO2有哪些异同呢?[投影小结]相同点:都是无色气体且密度大于空气;均为非电解质;都是酸性氧化物不同点:SO2
有刺激性气味,有毒;SO2
能使品红退色[思考与交流]如何鉴别SO2和CO2
呢?鉴别SO2用品红溶液,看是否褪色,鉴别CO2用澄清石灰水,看是否有沉淀生成但需要注意的是,当SO2中混有CO2,不影响对SO2的鉴别但当CO2中混有SO2时,则需要除去SO2[思考与交流]如何除去CO2中的SO2呢?可通过足量溴水(氯水)或酸性KMnO4溶液或饱和NaHCO3溶液(目的是吸收SO2
),再通过品红(目的是验证SO2是否被除尽)[过]根据SO2的性质以及以前学习过的气体制备知识,设计一下SO2在实验室取的装置。[板书]
(6)
SO2的实验室制法①
反应原理:Na2SO3
+
H2SO4===
Na2SO4
+SO2↑+H2O
②
制备装置:固体和液体不加热制备气体的装置
净化干燥装置:盛放浓硫酸的洗气瓶
收集方法:向上排空气法或排饱和NaHSO3溶液
检验:湿润的蓝色石蕊试纸---变红
湿润的品红试纸---褪色
尾气处理:用NaOH溶液和倒扣漏斗装置防倒吸[过]虽然SO2在实际中有一定的应用,但因SO2是有毒气体,是主要大气污染物之一,当空气中含大量SO2,对环境危害极大,请大家观看有关视频。[板书](7)
SO2的污染[讲]SO2的主要危害是直接危害人体健康而且是酸雨的主要成分[板书]酸雨:空气中SOX和NOX随雨水下降成为酸雨,pH<5.6[讲]由于溶解了二氧化碳的缘故,正常雨水的pH
值在5.6左右,然而,当空气中大量N和S的氧化物随雨水降落下来就会使得雨水的pH
值小于5.6而形成酸雨。[讲]SO2的主要来源是化石燃料燃烧,含S矿石冶炼等工业废气[思考与交流]如何控制酸雨呢?大家有什么好办法1、改善燃料种类,积极开发新能源;2、对煤(其中含硫为0.3%-5%)进行处理,如选洗加工、综合开发、在煤中加入适量的生石灰、对排放的烟进行处理以回收SO2
.
3、种植能够吸收SO2
的有关树木(如臭椿、垂柳、柳杉)等;[过]酸雨放置一段时间后,pH会降低,这是因为H2SO3被空气缓慢氧化成H2SO4而造成的,由此我们可知道,SO32―会被空气缓慢氧化成SO42―,但是SO2被氧化成SO3却需要很高的条件,生成的SO3是硫酸的酸酐,是一种无色易挥发的固体
[板书](三)
三氧化硫1、物理性质:又名硫酸酐,是一种无色易挥发的晶体,溶沸点都很低。2、化学性质:具有酸的氧化物的通性,与水反应放出大量的热,具有较强的氧化性。[问]那么SO3的通性表现在哪几方面呢?[投影小结](1)
与水反应:
SO3
+
H2O==H2SO4
(放出大量的热)(2)
与碱性氧化物反应:
SO3
+
CaO==CaSO4
(3)
与碱反应:
SO3
+Ca(OH)2
==
CaSO4
+H2O
[过]最后,请大家阅读资料卡片,让我们拓展视野,一同来了解一下硫化氢的知识。[讲]给大家读一段资料:敦煌石窟是我国也是世界著名的艺术宝库。敦煌壁画是艺术珍品,但令人奇怪的是,美丽的飞天的脸为什么都是黑的呢?经调查研究,这是自然界中H2S搞的鬼。原来壁画是用碱式碳酸铅做白色颜料,用PbO做黄色颜料。本来飞天的脸都是白的,但日久天长,空气中的H2S跟Pb反应,生成黑色的PbS,所以飞天的脸都是黑的。在日常生活中也常常看到这样一种现象:家具涂上白漆后,显得明亮洁白。但一两年后变得棕黄了,时间再长又变得棕黑了,原因是有些白漆是用PbCO3
做颜料,空气中H2S跟油漆中的PbCO3
反应生成棕黑色的PbS。[讲]以上资料中提到的H2S究竟是一种什么气体?下面的时间我们来研究H2S的知识。[板书](四)
硫化氢1、H2S的物理性质:无色、有臭鸡蛋气味的气体,密度比空气大,能溶于水,有剧毒。2、实验室制法:由强酸制弱酸的原理FeS
+
H2SO4
==
FeSO4
+
H2S
↑FeS
+
2HCl
==
FeCl2
+
H2S
↑FeS
+
2H+
==
Fe2+
+
H2S
↑[问]由实验原理,我们可知,制取H2S应采取什么样的装置呢?
固、液混合,不加热,可选用和H2、CO2相同的装置
也可用启普发生器。[讲]但在制备气体之前要检查装置的气密性。[问]那么收集装置是什么样的呢?
用向上排空气法收集H2S,理由是密度比空气大,且能溶于水[问]H2S气体有剧毒,造成大气污染,那么尾气吸收试剂应用什么呢?能用H2O吗?
H2S是酸性气体,应用碱液吸收,不用H2O是因为H2S在H2O中的溶解度小。[投影]资料卡片------常用干燥剂
酸性:浓硫酸、硅胶、P2O5
碱性:NaOH、碱石灰(CaO、NaOH)中性:CaCl2
、Na2SO4但CuSO4
只能证明有水存在,却不能大量吸收水[问]要制得干燥的H2S应怎么办?
H2S是酸性、有强还原性的气体,可选用P2O5和中性干燥剂。[问]如何验满呢?[板书]
用湿润的Pb(CH3COO)2试纸Pb(CH3COO)2
+
H2S
==
PbS↓
+
2CH3COOH
试纸变黑[问]下面我们可利用课前制备的H2S气体,研究一下H2S气体的化学性质
[板书]
3、化学性质[思考与交流]请大家分析H2S中S元素的化合价,并从氧化还原反应的角度来推测其化学性质。
H2S中S显-2价,是S的最低价,故在发生氧化还原作用时只显还原性。[视频实验]在导管口用火点燃H2S气体,观察完全燃烧时发出淡蓝色火焰,然后用一个蒸发皿靠近火焰现象,皿底部附有淡黄色粉末。[问]由此现象可得出什么结论?[板书]
(1)
可燃性[讲]H2S燃烧的产物与O2用量有关,当O2充足时,H2S能完全燃烧而以出淡蓝色火焰,并生成H2O与SO2。[板书]
2H2S
+
3O2
2H2O
+
2SO2
[讲]当火焰罩上蒸发皿时,有淡黄色粉末出现时,是由于H2S不完全燃烧生成S之故。[板书]
2H2S
+
O2
2H2O
+S
[思考与交流]请大家分析上述两反应,讨论出H2S与O2按不同比例混合时的氧化产物[过]由刚才的学习我们知道,H2S具有还原性,可被O2氧化为SO2或S,那么能否被具有氧化性的卤素单质所氧化呢?[问]碘水、溴水、氯水能将H2S氧化吗?氯、溴、碘、硫的氧化性顺序如何呢?[板书](2)
还原性:H2S
+
X2
==2HX
+S↓(X=Cl、Br、I)[投影小结]单质氧化性:Cl2>Br2
>I2>S
离子还原性:Cl―
[小结]事实证明,H2S是一种较强的还原剂,可被O2、卤素单质、SO2、酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化。[讲]H2S除了有强还原性外,还有不稳定性,即在较高温度时易分解为H2和S,其稳定性弱于S的同族元素O所形成的氢化物H2O
[板书](3)
不稳定性:H2S
H2↑+S
[过]H2S气体溶于水时,可得氢硫酸,下面我们就来一起讨论它的性质。[板书]
(4)
H2S气体的水溶液----氢硫酸[讲]氢硫酸是一种易挥发的二元弱酸,其酸性比碳酸还要弱,具有酸的通性。[思考与交流]现有氢硫酸(H2S)、亚硫酸(H2SO3)、亚硫酸钠(Na2SO3)三瓶溶液,它们在空气中易变质。(1)
分析变质的原因均有强还原性,能被空气中的氧气氧化。2H2S+O2==2S↓+2H2O
2H2SO3+
O2==2H2SO42Na2SO3
+O2==2Na2SO4
(2)
设计实验证明是否发生变质
H2S
:观察是否有浑浊
H2SO3:加BaCl2溶液,是否有白色沉淀
Na2SO3:先加盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,看是否有白色沉淀生成
(3)
设计实验证明溶液已完全发生变质
H2S
:加入硫酸铜溶液,看是否有黑色沉淀
H2SO3:加入品红溶液,看是否褪色
Na2SO3
:加入酸性高锰酸钾溶液,看溶液是否褪色[总结]本节从硫单质的性质讲起,从S的-2、0、+4、+6价的价态对它的氢化物、氧化物及其对应的水化物和盐的氧化还原性进行了分析,重点学习了SO2的性质,使我们对酸雨的形成与防治有了一定的认识。[自我评价]1.在BaCl2
溶液中通入SO2
气体,溶液仍澄清。若将BaCl2溶液分别盛在两支试管,一支加HNO3
,另一支加NaOH溶液,再通入SO2
气体,结果两支试管均有白色沉淀。由此,下列结论合理的是( C )A.BaCl2有两性
B.两试管沉淀均是BaSO3
C.SO2
有还原性,酸性
D.升高PH,使SO2
水溶液中SO32―
浓度增大2.下列实验能证明某无色气体为SO2
的是(
CD )A.能使澄清石灰水变浑浊B.能使湿润的蓝色石蕊试纸变红C.能使品红试液褪色,加热后又显红色D.能使溴水褪色,再滴加酸化的BaCl2溶液有白色沉淀产生3.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.通过澄清石灰水C.先通过氢氧化钠溶液,再通过澄清石灰水D.先通过酸性高锰酸钾溶液,再通过澄清石灰水4.能证明SO2
具有漂白性的是( B )A.SO2
气体通入紫色的酸性高锰酸钾溶液中,发现溶液紫色褪去B.SO2气体通入品红溶液中,红色褪去C.显红色的酚酞通入SO2后,红色褪去D.SO2气体通入溴水中,橙色褪去
学生举例练习并总结学生自己查阅资料完成物理性质的学习
教学回顾:第三节
硫和氮的氧化物
第1课时
二氧化硫和三氧化硫
【新课导入】
火山喷发的景象
火山喷发时熔岩喷涌、浓烟滚滚,不仅释放出巨大的能量,而且产生许多含有硫元素的气体,在火山口还有硫单质生成。这是硫单质及含硫化合物的来源之一。
除此之外,自然界里还有哪些含硫化合物?它们在自然界中是怎样产生和存在的?人们是怎样把它们转化成人类生产和生活所需要的物质的?在使用硫及其化合物的过程中,人们遇到了哪些问题?这些问题是如何解决的?
【教材讲解】
一、二氧化硫和三氧化硫
1.硫
黄色晶体,不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。
S+O2
点燃
SO2
过渡:我们已经学习过两种非金属氧化物CO2和SiO2的性质,并且知道它们都是酸性氧化物,化学性质相似。
知识回顾:酸性氧化物的性质:
(1)与碱反应生成盐和水。
(2)与某些碱性氧化物反应生成盐。
学与练:分别写出CO2与NaOH、Ca(OH)2、Na2O、CaO反应的化学方程式。
归纳整理并板书:
CO2(少量)+
2NaOH
=
Na2CO3
+
H2O
CO2(足量)+
NaOH
=
NaHCO3
CO2
+
Ca(OH)2
=
CaCO3↓+
H2O
CO2
+
Na2O
=
Na2CO3
CO2
+
CaO
=
CaCO3
过渡:SO2是一种非金属氧化物,也是酸性氧化物。它与CO2的性质上有何异同呢?
学生分组实验:
(1)课本第90页实验4-7。
(2)向澄清石灰水中通入SO2。
归纳整理现象:
(1)试管中液面上升,用pH试纸测定溶液显酸性,滴入品红溶液后红色褪去,加热后又恢复红色,同时闻到刺激性气味。
(2)澄清石灰水先变浑浊,后又变澄清。
归纳整理并板书:
2.二氧化硫SO2
物理性质:无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化,易溶于水。
化学性质:
(1)酸性氧化物
指导学生根据酸性氧化物的通性,写出SO2与Ca(OH)2、CaO反应的化学方程式。
板书:
SO2
+
Ca(OH)2
=
CaSO3↓+H2O
CaSO3
+
SO2
+
H2O
=
Ca(HSO3)2
SO2
+
CaO
=
CaSO3
注:当SO2与碱或碱性氧化物反应时,性质与CO2相似。
(2)漂白性:可使品红溶液、纸浆、丝、毛等物质褪色。
学生阅读教材第90页第三自然段,了解SO2的漂白原理。
讲述:
SO2的漂白作用是由于它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而使有色物质恢复原来的颜色。
实验探究:
①向石蕊试液中通入SO2。
②向石蕊试液中滴入新制氯水。
③向酸性高锰酸钾溶液中通入SO2。
归纳整理:
现象:(1)石蕊试液变红不褪色;(2)石蕊试液先变红后褪色;(3)高锰酸钾溶液的紫色褪去。
思考与交流:
①SO2与次氯酸的漂白原理是否相同?
②SO2能使高锰酸钾溶液的紫色褪去,是因为它具有漂白性吗?
学生思考交流回答,教师补充。
讲述:次氯酸具有漂白作用是因为它的强氧化性,它可以使大多数的有机色质褪色,并且过程是不可逆的,与SO2的漂白原理是不同的。SO2使高锰酸钾溶液的紫色褪去,不是因为它具有漂白性,而是因为它具有还原性。在SO2中硫是+4价,它在反应中可以升高,也可以降低,故SO2既有氧化性又有还原性,SO2通常表现出还原性,可被氧气在适当温度并有催化剂的条件下氧化为SO3。
2SO2+O22SO3
板书:
⑶还原性:可使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色。
与溴水反应的化学方程式为:SO2
+
Br2
+
2H2O
=
H2SO4
+
2HBr
思考与交流:如何鉴别SO2、CO2两种气体?
归纳整理:利用SO2的气味、漂白性、还原性等进行鉴别
①收集SO2、CO2各一瓶,闻气体气味。
②将SO2气体通入品红溶液中。
③分别将SO2、CO2气体通入酸性KMnO4溶液中。
学与练:硫的最高价氧化物SO3也是一种酸性氧化物,请写出SO3与水、Ca(OH)2、CaO反应的化学方程式。
归纳整理并板书:
3.三氧化硫SO3
(酸性氧化物)
SO3
+
H2O
=
H2SO4
SO3
+
Ca(OH)2
=
CaSO4
+
H2O
SO3
+
CaO
=
CaSO4
三、课堂小结
本节课我们知道了硫元素在自然界中的存在与性质,重点学习了二氧化硫的性质,对SO2的化学性质要重点把握,主要有:①能与水和碱反应(酸性氧化物),②漂白性(暂时的,有选择性的),③既有氧化性,也有还原性。
四、板书设计
第三节硫和氮的氧化物
一、二氧化硫和三氧化硫
1.硫:黄色晶体,不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。
S+O2
点燃
SO2
2.二氧化硫SO2
物理性质:无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化,易溶于水。
化学性质:
(1)酸性氧化物
SO2
+
Ca(OH)2
=
CaSO3↓+
H2O
CaSO3
+
SO2
+
H2O
=
Ca(HSO3)2
SO2
+
CaO
=
CaSO3
(2)漂白性:可使品红溶液、纸浆、丝、毛等物质褪色。
(3)还原性:可使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色。
SO2
+
Br2
+
2H2O
=
H2SO4
+
2HBr
2SO2+O22SO3
3.三氧化硫SO3
(酸性氧化物)
SO3
+
H2O
=
H2SO4
SO3
+
Ca(OH)2
=
CaSO4
+
H2O
SO3+
CaO
=
CaSO4
【当堂检测】
1.下列说法不正确的是(
)
A.硫是一种淡黄色的能溶于水的晶体
B.硫的化合物常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里
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.能实现下列物质间直接转化的元素是
(
)
A.硅
B.硫
C.铜
D.铁
3.关于SO2的说法中,不正确的的是(
)
A.使某些有色物质褪色
B.无色,有刺激性气味,无毒
C.既有氧化性,又有还原性
D.既可溶于水,又可与水反应
4.有关亚硫酸的下列叙述中,不正确的是(
)
A.亚硫酸是SO2的水溶液,显酸性
B.亚硫酸不稳定,容易分解为水和SO2
C.亚硫酸具有漂白性,能够使品红溶液褪色
D.亚硫酸对人体有害,所以用SO2漂白过的食品不能食用
5.高温下硫酸亚铁发生如下反应:2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑,若将生成的气体通入氯化钡溶液中,得到的沉淀物是(
)
A.BaSO3和BaSO4
B.BaS
C.BaSO3
D.BaSO4
6.有一瓶无色气体可能含有CO2、HBr、SO2、Cl2中的一种或几种。将其通入稀氯水中得到无色透明溶液。将溶液分成两份,向其中一份加入用稀HNO3酸化的AgNO3溶液,生成白色沉淀;向另一份中加入用稀盐酸酸化的BaCl2,也生成白色沉淀。
(1)原气体中肯定含有_________,可能含有_________。
(2)对可能含有的成分,请设计一套简单合理的实验方案,检验其有无,并具体说明此方案中气体通过的各试剂的作用。(用文字表示所用试剂先后顺序,用→表示气体的流向)___________________________,各试剂的作用___________________________。
《参考答案》
1.D
[解析]硫是一种不溶于水的淡黄色粉末。硫在空气和纯氧中燃烧都生成二氧化硫,与氧气的浓度无关。二氧化硫只有在催化氧化时才能生成三氧化硫。
2.B
[解析]S与O2生成SO2,再与H2O生成H2SO3,可以与NaOH生成Na2SO3,B项正确。A项,SiO2不与水反应,错;C项中CuO,D项中Fe3O4均不与H2O反应,故错。
3.B
[解析]SO2为有毒气体。
4.A
[解析]亚硫酸是SO2与水反应生成的产物,它是化合物,而SO2的水溶液是一种混合物。
5.D
[解析]SO3溶于BaCl2溶液,生成了BaSO4沉淀,并使溶液呈强酸性:BaCl2
+
SO3
+
H2O
=
BaSO4↓+
2HCl。而SO2溶于水生成H2SO3,酸性比盐酸弱,所以BaCl2与SO2水溶液不反应。
6.[解析]用澄清石灰水检验CO2之前一定要将SO2除尽。验证SO2是否被除尽的方法是通过品红溶液,看是否褪色。所以涉及CO2和SO2混合气体鉴别的实验题品红通常要使用两次,分别检验SO2的存在以及是否被除尽。
(1)因是无色气体,故首先排除有颜色的Cl2;将其通过稀氯水中得无色透明溶液,与氯水反应生成红棕色Br2的HBr不符合此条件。而将溶液分成两份,一份可与稀HNO3酸化的AgNO3溶液反应生成白色沉淀,说明是AgCl沉淀;另一份与稀盐酸酸化的BaCl2溶液反应也生成白色沉淀,说明是BaSO4沉淀。所以原混合气体中肯定有SO2,发生的反应是:SO2
+
Cl2
+
2H2O
=
H2SO4
+
2HCl,而CO2不能确定。(2)SO2与CO2在某些性质方面较相似,例如都能使澄清石灰水变浑浊,且生成的沉淀均能溶于酸,但SO2具有强还原性,能被强氧化剂氧化,且SO2可使品红溶液褪色,而CO2不具备这些性质,所以可用这些差异性鉴别CO2存在与否。
【答案】(1)SO2
CO2
(2)过量酸性高锰酸钾溶液→品红溶液→澄清石灰水
用酸性高锰酸钾溶液除去SO2,用品红溶液验证SO2是否除尽,用澄清石灰水验证CO2是否存在。硫和氮的氧化物
本单元放在基本实验和基础理论、以及第三章金属及其化合物之后,我认为教材这样的用意有三:通过这些知识的学习,一方面可以形成完整元素及其化合物知识体系,一方面以元素化合物为载体巩固离子反应、氧化还原反应等基础知识,另一方面为元素性质的递变规律、元素周期表的形成以及化学反应及其能量变化的感性认识积累材料。本单元的化学学科知识体系遵循着:硫——二氧化硫——-氮-——二氧化氮----二氧化硫和二氧化氮对大气的污染—学生可形成对硫元素和氮元素及其化合物的总体认识,形成知识网络。实现了课程标准对本部分教学内容的要求。
【知识与能力目标】
1、了解SO2的物理性质,掌握SO2水溶液酸性,水溶液漂白性等化学性质;
2、了解SO3的物理性质和化学性质;
3、进一步掌握一氧化氮和二氧化氮的重要性质;
熟悉氮在五种不同氧化物中的化合价;
5、了解酸雨的形成和危害。
【过程与方法目标】
1、培养实验设计、观察、分析能力,训练知识应用能力;
2、培养学生观察能力、自学能力及资料;
3、培养学生信息处理及科学抽象能力。
【情感态度价值观目标】
1、对学生进行内因与外因辩证统一的教育;
2、通过实践活动认识保护环境的重要性,增强环保意识。
【教学重点】
1、SO2的化学性质;
2、进一步掌握一氧化氮和二氧化氮的重要性质。
【教学难点】
1、SO2的还原性和漂白性;
2、氮的氧化物与水反应及其计算。
NO2溶于水的视频;二氧化硫漂白性实验视频;酸雨危害的相关资料;NO2溶于水的实验演示,二氧化硫气体实物展示;硫单质实物展示。
3课时
第一课时
【导入】点击网页:www.zhb./quality/air_s.php3
【学生活动】当天空气日报的污染指数及首要污染物、空气质量级别、空气质量状况。
【实物展示】粉末状硫及块状硫。
【学生活动】
总结硫的物理、化学性质:易溶于CS2,微溶于酒精,与铁生成硫化亚铁、与铜生成硫化氩铜。
【教师讲解】二氧化硫的物理性质:无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水(1∶40),易液化(-10℃)。
【实验演示】将一集满SO2的试管倒置于水槽中,晃动、观察、橡皮塞塞上后,取出水面,用PH试纸测酸碱性。
【观察现象】经测量PH<7,说明溶液呈酸性,这是由于SO2溶于水和H2O反应生成H2SO3。这同CO2溶于水极为相似,亚硫酸也只能存在于溶液中,很不稳定,易分解成SO2和H2O。
【教师总结】SO2+H2O
H2SO3。
【学生活动】既然SO2是酸性氧化物,它应具有酸性氧化物的通性,对比写出SO2同NaOH溶液反应的化学方程式。SO2+2NaO=Na2SO3+H2O;
SO2+NaOH=NaHSO3。
【提问】预测将SO2通入澄清石灰水至过量的现象并写出化学方程式。
【学生活动】SO2通入澄清使石灰水先浑浊后澄清。SO2+Ca(OH)2==CaSO3↓+H2O;CaSO3+SO2+H2O=Ca(HSO3)2
。
【教师讲解】作为酸性氧化物的SO2还可以与碱性氧化物反应如SO2+CaO=CaSO3
。
【提问】能用澄清石灰水检验气体为CO2还是SO2
【学生回答】CO2和SO2均为酸性氧化物,与澄清石灰水反应的现象相同,无法鉴别。
【过渡】分析SO2中S的价态,推测它可能具有的性质。SO2中S为+4价,,既可的电子显氧化性,又可失电子显有还原性。
【教师讲解】SO2具较强的还原性,可被X2、O2、KMnO4、HNO3等许多氧化剂氧化。SO2的还原性应表现在它与氧化剂的反应上,可通过与O 2、KMnO4(H+)、卤素单质水溶液等氧化剂的反应来证明。二氧化硫可以使氯水、溴水、碘水褪色。反应的方程式分别为SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr;SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI;
SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl。
二氧化硫可以酸性高锰酸钾溶液褪色,反应的方程式为5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4。二氧化硫还可以在应一定条件下被氧气氧化,反应的方程式为2SO2+O2
=
2
SO3。
【学生活动】例举说明SO2的氧化性:SO2+2H2S=3S↓+2H2O。2CaSO3+O2=2CaSO4
。
【教师讲解】SO2的氧化性较弱,只在少数反应中体现。
【实验演示】在SO2水溶液中,滴入几滴品红溶液,震荡,观察颜色变化,加热试管,再观察。
【观察现象】滴入品红溶液,红色立刻褪去。加热后,红色恢复。
【教师讲解】SO2具有漂白性,但生成的无色物质不稳定,受热易分解,使颜色恢复。值得我们注意的是注意:SO2的漂白具有选择性,如能漂白品红,某些指示剂是不能选择的。
【图片展示】一些二氧化硫用于漂白的图片如草帽,书本等。
【提问】能用品红鉴别CO2和SO2吗?
【学生回答】可以。因为SO2具有漂白性性而CO2没有漂白性。
【学生活动】总结鉴别CO2和SO2的方法。①1.
用澄清石灰水,CO2和SO2不能用澄清石灰水直接鉴别,现象都是先沉淀后溶解。但是加上气味的鉴别项可以。例如,无色无味的气体遇用澄清石灰水先沉淀后溶解可以确定气体为CO2,无色有刺激性的气体遇用澄清石灰水先沉淀后溶解可以确定气体SO2。②利用SO2具有还原性但CO2没有还原性鉴别CO2和SO2,如能使溴水褪色的是SO2,能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是SO2。③利用SO2具有漂白性但CO2没有漂白性鉴别CO2和SO2,如能使品红褪色的是SO2。
【教师总结】提醒同学们注意的是,SO2使溶液褪色的原因不能“张冠李戴”。例如SO2使溴水褪色的是还原性,SO2使酸性高锰酸钾褪色的是还原性,SO2使品红褪色的是漂白性。
【教师提问】如何鉴别气体中既有SO2又有CO2?
【设计实验】是气体依次通过盛有品红溶液、酸性高锰酸钾溶液,品红溶液、澄清石灰水的洗气瓶。第一个品红溶液的作用是鉴别是否有SO2,酸性高锰酸钾溶液的作用是除去气体中的,SO2第二个品红溶液的作用是检验SO2是否除净、澄清石灰水的的作用是检验是否有CO2。若第一个品红溶液褪色,第二个品红溶液不褪色,澄清石灰水变浑浊则可以正品气体中既有SO2又有CO2。
【教师讲解】比较SO2的漂白性和氯水漂白性的异同。氯水漂白是因Cl2溶于水后产生的HClO有强氧化性,可将有色物质氧化成无色物质而漂白,实质为氧化还原反应,这种漂白效果是永久性的。SO2漂白是因为它与有色物质反应生成一种不稳定的无色物质,这种无色物质见光遇热易分解,从而使有色物质恢复原色。实质为非氧化还原反应,这种漂白结果是暂时的。
氯水与二氧化硫漂白性的比较
氯水
二氧化硫
原理
氯水中HClO将有色物质氧化成无色物质
SO2溶于水产生的H2SO3与有色物质直接结合生成不稳定的无色物质
实质
氧化还原反应
非氧化还原反应
效果
永久性
暂时性
范围
可漂白大多数有色物质,能使紫色石蕊试液褪色
漂白某些有色物质,不能使紫色石蕊试液褪色(石蕊变红)
【过渡】下面我们学习硫的另一种氧化物SO3的性质。
【教师讲解】SO3的物理性质:SO3是无色易挥发的晶体,熔点为16.8℃,沸点为44.8℃。SO3在标准状况下是固体,在常温常压下是液体。
【学生活动】根据SO3的特点预测SO3的化学性质。SO3+H2O=H2SO4(放出大量热);SO3+CaO=CaSO4;SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O;SO3+2NaHSO3=Na2SO4+2SO2+H2O(除去SO2中混有的SO3气体)。
教材分析
教学目标
教学重难点
课前准备
课时安排
教学过程
催化剂
△第2课时
一氧化氮和二氧化氮
【新课导入】
1952年12月5~8日,一场灾难降临到了英国伦敦。飞机被迫取消航班,汽车即便白天行驶也须打开车灯,行人走路都极为困难,只能沿着人行道摸索前行。
许多人都感到呼吸困难,眼睛刺痛,流泪不止。伦敦医院由于呼吸道疾病患者剧增而一时爆满,伦敦城内到处都可以听到咳嗽声。仅仅4天时间,死亡人数达4000多人。就连当时举办的一场盛大的得奖牛展览中的350头牛也惨遭劫难。一头牛当场死亡,52头严重中毒,其中14头奄奄待毙。2个月后,又有8000多人陆续丧生。为何会造成此种现象呢?
【教材讲解】
一、新课引入
大气污染物,除二氧化硫以外,还有氮的氧化物,这节课我们重点学习氮及氮的氧化物的有关性质。
学生阅读材料1:空气的组成中含4/5的氮气,氮气的大量存在,使铁等金属在干燥的空气中不能生锈。使农作物在雷雨天气能够得到氮肥的补充。液态氮的超低温使金属有了超导的性能,使生物细胞可以延长存活期……
思考与交流:通过上边关于氮气材料的介绍,你对氮气的性质用途有些什么了解?
二、新课教学
归纳整理并板书:
(二)二氧化氮和一氧化氮
1.氮气:在通常情况下,化学性质比较稳定,但在放电或高温的条件下,可以与氧气反应。
N2
+
O2
放电或高温
2NO
NO会污染空气(与血红蛋白结合引起中毒),但是近年来发现少量的NO有扩张血管、免疫,增强记忆的功能。
思考与交流:
(1)NO对环境有一定危害,但对生命又有很大的作用,谈谈对你有何启示?
(2)你知道NO对人体的危害的主要原因吗?
实验探究:展示一支充满NO的试管,然后用注射器向其中注入空气,观察气体颜色的变化。
归纳整理并板书:
2.一氧化氮
(1)物理性质:无色气体,不溶于水,可与血红蛋白结合。
(2)化学性质:在常温下很容易与氧气反应生成红棕色的二氧化氮
2NO
+
O2
=
2NO2(常用此法检验NO)
学生阅读教材第92页,了解NO2的性质。
实验探究:把一充满NO2的试管倒立于水槽中,在水面下打开塞子,观察现象。
归纳整理:试管中液面上升至约三分之二处,上端的气体变为无色。
思考与交流:根据实验现象推测NO2的水溶性及与水反应的产物。
归纳整理并板书:
3.二氧化氮
(1)物理性质:红棕色、有刺激性气味的有毒气体、易溶于水。
(2)化学性质:3NO2
+
H2O
=
2HNO3
+
NO
思考:从氧化还原的角度分析该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为多少?
归纳:氧化剂与还原剂均为NO2,二者的物质的量之比为1:2。
思考与交流:
(1)解释“雷雨发庄稼”的原理,写出有关的化学反应方程式。
(2)分析汽车尾气中氮的氧化物产生的原因,写出有关的化学反应方程式。
学生思考交流回答,教师补充。
讲述:俗语说“雷雨发庄稼”,原因是打雷时,在闪电的作用下,空气中的N2和O2反应生成NO,NO和O2生成NO2,NO2和雨水生成的硝酸随雨水流入土壤,做了氮肥。汽车尾气的产生是由于N2和O2在电火花的作用下生成NO,NO再与O2反应生成NO2。
科学探究:
自行设计实验:尽可能多的使NO2被水吸收,画出你设计的实验装置图。
学生交流设计方案,并动手做实验,最后找两组试验成功的同学介绍他们的做法。
归纳整理并板书:
可向试管中不断地通入氧气,即可使试管充满液体。
反应原理:2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O
=2HNO3
+NO
两个反应循环进行,NO2最终完全被水吸收。可表示为4NO2
+
O2
+
2H2O
=
4HNO3。
知识巩固:
例
将一充满NO2和NO按1:1混合的气体倒立水槽中,充分反应后,试管中液面上升的高度为试管高度的几分之几?(答案:1/3)
过渡:近几十年来,随着工业的发展,大气污染的问题日益严重,其中煤和石油的燃烧、金属的冶炼、汽车尾气所产生的SO2、NO2尤为严重。
PPT展示图片:酸雨对森林、建筑物、金属雕塑的危害。
板书:
四、板书设计
二、二氧化氮和一氧化氮
1.氮气:在通常情况下,化学性质比较稳定,但在放电或高温的条件下,可以与氧气反应。
N2
+
O2
放电或高温
2NO
2.一氧化氮
(1)物理性质:无色气体,不溶于水,可与血红蛋白结合。
(2)化学性质:在常温下很容易与氧气反应生成红棕色的二氧化氮
2NO+O2=2NO2(常用此法检验NO)
3.二氧化氮
⑴物理性质:红棕色、有刺激性气味的有毒气体,易溶于水。
⑵化学性质:3NO2+H2O
=2HNO3+NO
三、SO2、NO2对大气的污染
五、布置作业
课后习题1~11题
【当堂检测】
1.病毒学研究证实,NO对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于NO的叙述正确的是
(
)
A.NO是一种红棕色的气体
B.常温常压下,NO不能与空气中氧气直接化合
C.含等质量的氧元素的NO和CO的物质的量相等
D.NO易溶于水,不能用排水法收集
2.某研究性学习小组借助下面的装置收集NO气体,正确的操作是
(
)
A.从①口进气,用排水法集气
B.从①口进气,用排气法集气
C.从②口进气,用排水法集气
D.从②口进气,用排气法集气
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(
)
A.3︰1
B.1︰3
C.1︰2
D.2︰1
4.在体积为VL的密闭容器中通入amolNO和bmolO2,反应后容器中氮原子数和氧原子数之比为(
)
A.
B.
C.
D.
5.一定条件下,将等体积NO和O2充入一试管,并将试管倒立于水槽中,充分反应后剩余气体的体积约为原总体积的(
)
A.
B.
C.
D.
6.北京市最近规定进京汽车尾气排放必须符合国家标准。因为汽车尾气(含烃类、CO、SO2与NO等有毒气体)是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上,装一个催化转换器,它的特点是使CO和NO反应,生成参与大气生态循环的无毒气体,并使汽油充分燃烧及SO2转化。
(1)写出NO和CO通过催化转换器发生反应的化学方程式:
;
(2)“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度。其原因是:
;
(3)控制城市空气污染源的方法有:
。
a.植树造林 b.开发氢能源 c.使用非机动车 d.控制汽车进城 e.使用无铅汽油
《参考答案》
1.C
[解析]NO是一种无色难溶于水的气体,可以用排水法收集。常温常压下,NO容易与氧气直接化合生成NO2。
2.C
[解析]NO遇空气立即被氧化,故不能用排空气法收集,只能用排水法收集。排水时应用短进长出。
3.C
[解析]写出反应方程式并标出电子的转移:,可知氧化剂和还原剂均是NO2,所以发生还原反应和氧化反应的物质的质量之比为1︰2
。
4.C
[解析]无论反应进行到什么程度,根据元素守恒,反应后的氮原子总数应该是amolNO中所含的氮原子数amol,氧原子数为NO和O2中所含的氧原子数的总和:(a+2b)mol。所以氮原子数和氧原子数之比为:
。
5.C
[解析]4NO
+3
O2
+
2
H2O=4
HNO3
;若NO和O2都取4体积,则反应后剩余O2
1体积,所以充分反应后剩余气体的体积约为原总体积的。
6.[解析]一辆以汽油为燃料的汽车有几个地方排出污染物,其中最主要的是尾部排出的废气。废气中主要含CO、NOx及碳氢化合物。CO是汽油不完全燃烧的产物,NOx是汽油爆裂时,进入的空气中氮和氧化合而成。碳氢化合物中含有烷烃、烯烃和芳烃、醛等,有的是汽油原有成分,有的是氧化产物。让学生明确汽车尾气成分有利于认识尾气对环境的污染,有利于要治汽车尾气。大城市中汽车多,大气中NO含量较高这是因为,汽车引擎在工作时产生高温高压使之发生如下反应:N2+O2=2NO,矿物油中硫在燃烧过程中产生SO2,不完全燃烧产生CO,治理方法是在汽车排气管上装一个用铂、钯合金作的“催化转化器”,使之发生反应,NO与CO反应生成N2和CO2,SO2催化氧化为SO3。控制城市空气污染源的根本方法是植树造林和开发无污染的氢能源。
【答案】(1)2CO+2NON2+2CO2 2SO2+O22SO3
(2)反应除生成了N2外,还生成了增加空气酸度的CO2和SO3 (3)ab硫和氮的氧化物
1.
下列气体不会造成大气污染的是(
)
A.NO
B.CO
C.SO2
D.N2
2.
以下气体因与人体血液中血红蛋白作用引起中毒的是(
)
A.二氧化硫
B.氮气
C.二氧化碳
D.一氧化氮
3.
对下列污染现象叙述错误的是(
)
A.臭氧空洞的形成主要与SO2有关
B.酸雨的形成主要与SO2有关
C.光化学烟雾的形成主要与NO2等有关
D.水体富营养化的形成主要与含磷污水的排放有关
4.
下图是化学实验常用装置之一,若气体从右管进入,可用来收集的气体是(
)
A.NO
B.O2
C.CO
D.SO2
5.
用某溶液浸湿滤纸后置于集气瓶口,以检验瓶中是否收集满SO2气体。则该溶液是( )
A.BaCl2溶液
B.酸性KMnO4溶液
C.KI淀粉溶液
D.澄清的石灰水
6.
检验SO2中是否混有CO2气体,可采用的方法是( )
A.通过品红溶液
B.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水
C.通过澄清石灰水
D.先通过KMnO4酸性溶液,再通过澄清石灰水
7.
关于SO2与NO2的下列说法错误的是(
)
A.都能与NaOH溶液反应生成两种盐
B.都能使石蕊试液变红
C.都是引起光化学烟雾的大气污染物
D.工业制硫酸、硝酸时要用到它们
8.
利用下图所示装置收集以下8种气体(图中烧瓶的位置不得变化)
①H2
②Cl2
③CH4
④HCl
⑤NH3
⑥NO
⑦H2S
⑧SO2
(1)若烧瓶是干燥的,则由B口进气收集的气体有________(写序号)。
(2)若烧瓶充满水,可收集的气体有________,这时气体由________进入。
(3)若烧瓶是干燥的,则由A口进气,可收集的气体有________。
(4)若在烧瓶内装入浓硫酸使气体干燥,则可用此装置来干燥的气体有________,这时气体由________口进入。
9.
汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NO及汽油、柴油等物质,这种尾气越来越成为城市空气污染的主要来源,必须予以治理。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂)。它的特点是使CO与NO反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,并促使汽油、柴油等物质充分燃烧及SO2的转化。
(1)汽车尾气中NO的来源是
。
A.汽油、柴油中含氮,是其燃烧产物
B.是空气中的N2与汽油、柴油的反应产物
C.是空气中的N2与O2在汽车气缸内的高温环境下的反应产物
D.是汽车高温尾气导致了空气中N2与O2的化合反应
(2)写出CO与NO反应的化学方程式:
。
(3)“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度,其原因是
。
(4)控制或者减少城市汽车尾气污染的方法可以有
。(多选)
A.开发氢能源
B.使用电动车
C.限制车辆行驶
D.使用乙醇汽油
10.
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、NO2
C.可能有Cl2和O2
D.肯定只有NO
11.
把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中,再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管,最后收集到的气体是( )
A.氧气
B.二氧化氮
C.二氧化氮和氧气
D.二氧化氮和一氧化氮
12.
二氧化硫、二氧化碳、三氧化硫同时具备的性质是( )
A.都能使品红试液褪色
B.都能和氢氧化钠溶液反应生成盐和水
C.都有刺激性气味
D.常温下都是气体13.
贮满干燥的某种气体的试管倒置于水中,轻轻振荡,水可以充满试管。该气体不可能是(
)
A.HI
B.NO2
C.SO2
D.NH3
14.
下列气体溶解于水,没有发生氧化还原反应的是(
)
A.SO2溶解于水
B.NO2溶解于水
C.F2溶解于水
D.Cl2溶解于水
15.
溶液中可能有下列阴离子中的一种或几种:SO、SO、S2-、CO、Cl-。
(1)当溶液中有大量H+存在时,则不可能有________________存在。
(2)当溶液中有大量Ba2+存在时,则不可能有__________________存在。
(3)当溶液中有________和________等阳离子存在时,上述所有阴离子都不可能存在。
(4)当向溶液中通入足量的Cl2时,__________________离子在溶液中不可能存在。
16.
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”。
_____________________________________。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。
17.
根据下图所示的A、B、C、D、E五种物质的相互转化关系,按如下要求填写相应的物质和有关反应的化学方程式。
(1)当A是气体单质时,A是
,B是
,C是
,D是
,E是
。
(2)当A是固体单质时,A是
,B是
,C是
,D是
,E是
。
18.
一定条件下,将等体积的NO和O2的气体通入倒立于水槽中的试管中,充分反应后剩余气体的体积为原总体积的( )
A.1/4
B.3/4
C.1/8
D.3/8
19.将盛有12
mL
NO2和O2混合气体的量筒倒立于水槽中,充分反应后,还剩余2
mL无色气体,则原混合气体中O2的体积可能是( )
A.2.2
mL
B.2.4
mL
C.3.6
mL
D.4
mL
20.
硫在加热时能被N2O氧化成SO2,现用3.2
g硫粉和224
mL(标准状况)
N2O在加热条件下充分反应,反应结束后,气体混合物在标准状况下的体积为(
)
A.112
mL
B.224
mL
C.336
mL
D.448
mL
21.
将SO2和NO2混合气体通入BaCl2溶液中,其结果是(
)
A.2种气体都被吸收,并有白色沉淀析出
B.生成BaSO4和BaSO3
2种沉淀
C.2种气体都被吸收,并有白色沉淀析出,还有无色气体从溶液中逸出,遇空气变红棕色
D.生成BaSO3沉淀,NO2从溶液中逸出
22.
我国农业因遭受酸雨而造成每年损失高达15亿多元。为了有效控制酸雨,目前国务院已批准了《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》等法规。
(1)现有雨水样品1份,每隔一段时间测定该雨水样品的pH,所得数据如下表:
测试时间/h
0
1
2
3
4
雨水的pH
4.73
4.62
4.56
4.55
4.55
分析数据,回答下列问题:(已知Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl)
①雨水样品的pH变化的原因是(用化学反应方程式表示)____________________。
②如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合,pH将变________(填“大”或
“小”)。
(2)你认为减少酸雨产生的途径可采用的措施是________。
①少用煤作燃料
②把工厂烟囱造高
③燃料脱硫
④在已酸化的土壤中加石灰
⑤开发新能源
A.①②③
B.②③④⑤
C.①③⑤
D.①③④⑤
(3)在英国进行的一项研究结果表明:高烟囱可以有效地降低地表面SO2的浓度。在20世纪的60年代~70年代的10年间,由发电厂排放出的SO2增加了35%,但由于建筑高烟囱的结果,地面SO2浓度降低了30%之多。请你从全球环境保护的角度,分析这种方法是否可取。简述其理由。
23.
将充满NO2和O2混合气体的量筒倒置于水中,充分反应后,保持气体压强不变,水进入至量筒体积的一半处停止了,则原混合气体中NO2和O2的体积比是多少
参考答案
基础达标:
1.B
2.D
3.A
4.D
5.B
6.D.7.C
8.(1)②④⑦⑧
(2)①③⑥
A
(3)①③⑤
(4)①②③④⑥⑧
B
9.(1)C
(2)2CO+2NO
===
2CO2+N2
(3)SO2转化为SO3,产生了硫酸酸雾
(4)ABD
知识巩固:
10.A
11.C
12.B
13.B
14.A
15.(1)SO、S2-、CO
(2)SO、SO、CO
(3)Ag+ Ba2+(或Ca2+)
(4)SO、S2-、CO
16.(1)不反应
弱酸不能制强酸
(2)BaSO3
能
(3)Ba2++SO2+Cl2+2H2O===BaSO4↓+2Cl-+4H+
(4)224
17.(1)N2
NH3
NO
NO2
HNO3
(2)S
H2S
SO2
SO3
H2SO4
能力提升:
18.C
19.D
20.
C
21.C
22.(1)①2H2SO3+O2===2H2SO4
②小
(2)C
(3)不可取
因SO2的排放总量没有减少,所以进一步形成的酸雨仍会造成对全球的危害
23.V(NO2)∶V(O2)=
2∶3
基础达标
知识巩固
能力提升第三节 硫和氮的氧化物
第1课时 二氧化硫和三氧化硫
一、硫
1.硫的存在
(1)游离态:存在于__________________或____________里。
(2)化合态:
①主要以____________________的形式存在。
②重要的化合物
名称
硫铁矿
芒硝
黄铜矿
石膏
化学式
FeS2
Na2SO4·10H2O
CuFeS2
CaSO4·2H2O
(3)硫还是组成某些__________的生命元素。
2.硫的性质
(1)物理性质
俗名
色态
溶解性
硫黄
黄色晶体
____溶于水,____溶于酒精,____溶于CS2
(2)化学性质
在空气中燃烧的化学方程式为____________________________________________。
二、二氧化硫
1.物理性质
______色,有__________气味的______毒气体,密度比空气______,______液化,______溶于水。
2.化学性质
实验操作
实验现象
结论
SO2的水溶性
试管中液面________
SO2____溶于水
酸性氧化物的性质
溶液颜色________
SO2的水溶液显
SO2的漂白性
溶液先____,振荡后____,再加热后,溶液颜色______________
SO2具有________性,但生成的无色化合物不稳定
(1)酸性氧化物的通性
①与水反应:______________________________。
②与碱反应:与NaOH溶液反应__________________________________________或
____________________________________________。
③与碱性氧化物反应:CaO+SO2CaSO3
(2)漂白性
SO2与某些有色物质生成__________的无色物质,但这种无色物质易________而使有色物质恢复到原来的颜色。
(3)还原性
SO2中的硫元素为______价,处于硫元素的中间价态,既有________性又有________,一般表现为________性。
3.用途
(1)用于________纸浆、毛、丝、草帽辫等。
(2)用于____________。
三、三氧化硫
SO3是一种酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性。
1.与水反应生成硫酸
________________________________________________________________________
2.与碱性氧化物反应生成盐
SO3+CaO===___________________
3.与碱反应生成盐和水
SO3+Ba(OH)2===______________________________
知识点1 硫的存在与性质
1.关于硫的叙述正确的是( )
A.硫的非金属性较强,所以只以化合态存在于自然界中
B.分离黑火药中的硝酸钾、木炭和硫黄要用到二硫化碳、水及过滤操作
C.硫与金属或非金属反应时均作氧化剂
D.硫的两种单质之间的转化属于物理变化
2.下列说法,不正确的是( )
A.硫是一种淡黄色的能溶于水的固体
B.硫在自然界中既有化合态又有游离态
C.硫与铁反应生成硫化亚铁
D.硫在空气中燃烧产物是二氧化硫
知识点2 二氧化硫的氧化性与还原性
3.下列反应中,SO2表现氧化性的是( )
A.2SO2+O22SO3
B.SO2+H2O===H2SO3
C.2H2S+SO2===3S↓+2H2O
D.SO2+2H2O+Cl2===H2SO4+2HCl
4.SO2溶于水后,所得溶液的性质是( )
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
知识点3 二氧化硫的漂白性
5.二氧化硫能使下列溶液褪色,是利用二氧化硫漂白性的是( )
A.氯水
B.溴水
C.品红溶液
D.酸性KMnO4溶液
6.下列说法,正确的是( )
A.SO2能使品红溶液、溴水和酸性KMnO4溶液褪色均是因为SO2具有漂白性
B.SO2、Cl2都可用于漂白物质,将等物质的量的两种气体同时作用于潮湿的有色物质,可增强漂白效果
C.活性炭也能使有色物质褪色,是利用了碳单质具有还原性,使有色物质发生了还原反应
D.SO2使品红溶液褪色,将褪色后的溶液加热,溶液又重新变为红色
知识点4 二氧化硫的酸性氧化物的性质
7.能够用于鉴别SO2和CO2的溶液是( )
A.澄清的石灰水
B.品红溶液
C.紫色石蕊试液
D.氯化钡溶液
知识点5 三氧化硫的性质
8.下列对于SO2和SO3的叙述,正确的是( )
A.都是既有氧化性,又有还原性
B.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.都能与碱溶液反应
练基础落实
1.下列实验能证明SO2存在的是( )
①能使澄清石灰水变浑浊 ②能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ③能使品红溶液褪色 ④通入足量的NaOH溶液中,再滴加BaCl2溶液有白色沉淀生成,该沉淀溶于稀盐酸 ⑤通入溴水中能使溴水褪色,再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀生成
A.都能证明
B.只有⑤能证明
C.③④⑤能证明
D.都不能证明
2.下列四种有色溶液与SO2作用,均能使其褪色,其实质相同的是( )
①品红溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③溴水 ④滴有酚酞的NaOH溶液
A①④
B.①②
C.②③
D.③④
3.下列有关三氧化硫的说法中,正确的是( )
A.三氧化硫极易溶于水,且与水反应生成H2SO4
B.标准状况下,1
mol
SO3的体积约为22.4
L
C.硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3
D.SO2、SO3均具有漂白性,能使石蕊试液褪色
4.检验SO2中是否混有CO2气体,可采用的方法是( )
A.通过品红溶液
B.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水
C.通过澄清石灰水
D.先通过酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水
5.二氧化硫、二氧化碳、三氧化硫同时具备的性质是( )
A.都能使品红试液褪色
B.都能和氢氧化钠溶液反应生成盐和水
C.都有刺激性气味
D.常温下都是气体
练方法技巧
6.长期存放的亚硫酸钠可能会被部分氧化,现通过实验来测定某无水亚硫酸钠试剂的纯度。实验步骤如下:
①称量a
g样品,置于烧杯中;
②加入适量蒸馏水,使样品溶解;
③加入稀盐酸,使溶液呈强酸性,再加过量的BaCl2溶液;
④过滤,用蒸馏水洗涤沉淀;
⑤加热干燥沉淀物;
⑥将沉淀物冷却至室温后,称量;
⑦重复⑤、⑥操作直至合格,最后得到b
g固体。
回答下面问题:
(1)本实验中是否能用Ba(NO3)2代替BaCl2?其理由是
__________________________________________。
(2)步骤③中加盐酸使溶液呈强酸性的目的是
________________________________________________。
(3)步骤⑦的“合格”标准是__________________。
(4)实验测得样品中无水亚硫酸钠的质量分数是________________________(列出算式,不需化简)。
练综合拓展
7.已知Na2SO3固体与硫酸可发生反应:Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑
下图是实验室制取SO2并验证SO2的某些性质的装置图。试回答:
(1)在⑥中发生的化学反应方程式为_______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)①中的实验现象为石蕊试液______________________________,此实验证明SO2是________气体。
(3)②中的品红溶液______,证明SO2有________。
(4)③中的实验现象是______,证明SO2有________性。
(5)④中的实验现象是______,证明SO2有____________性。
(6)⑤的作用是________________________,反应的化学方程式为_______________
________________________________________________________________________。
第三节 硫和氮的氧化物
第1课时 二氧化硫和三氧化硫
基础落实
一、1.(1)火山喷口附近 地壳的岩层 (2)①硫化物和硫酸盐 (3)蛋白质 2.(1)不 微 易 (2)S+O2SO2
二、1.无 刺激性 有 大 易 易 2.从左至右,从上至下:上升 易 变红色 酸性 变红 褪色 恢复红色 漂白 (1)①H2O+SO2??H2SO3 ②2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O NaOH+SO2===NaHSO3 (2)不稳定 分解 (3)+4 氧化 还原性 还原 3.(1)漂白 (2)杀菌消毒
三、1.SO3+H2O===H2SO4 2.CaSO4 3.BaSO4↓+H2O
对点训练
1.B [元素在自然界中的存在形式虽然与化学活泼性有关,但不能把非金属性强弱作为判断依据。如O、N、S非金属性较强,但自然界中有游离的O2、N2、S。黑火药成分中的硫黄溶于CS2后过滤,将滤液蒸发得到晶体硫,滤渣再加水溶解过滤,滤渣为炭粉,蒸发滤液,浓缩结晶得到硝酸钾。S单质显0价,属中间价态,遇到金属、H2时作氧化剂,遇到O2、F2等强氧化性非金属时作还原剂。硫的不同单质之间的转化属于同素异形体之间的转化,是化学变化。]
2.A [硫不能溶于水。]
3.C [A、D项中,SO2中S的化合价均是由+4价升高到+6价,表现还原性;B项中S的化合价没变;只有C项中,SO2中的S由+4价降低到0价,表现氧化性。]
4.B 5.C
6.D [SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色是因为它们发生了氧化还原反应,SO2作还原剂,而不是SO2与有色物质化合;当SO2与Cl2按物质的量比1∶1通入时,两者发生反应:SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4,失去了漂白作用;活性炭是通过吸附色素而使物质褪色,不是因其具有还原性。]
7.B [SO2和CO2与H2O反应生成的酸均为弱酸;均与BaCl2不反应;与澄清的石灰水反应时现象相同。]
8.D [SO2既有氧化性又有还原性,SO3只有氧化性;SO3溶于水得强酸——H2SO4,SO2溶于水得H2SO3,不是强酸;SO2能使品红褪色,加热时红色重现,SO3不能;SO2、SO3都是酸性氧化物,都能与碱反应,故D项正确。]
课后作业
1.B [①CO2也能使澄清石灰水变浑浊;②许多酸性气体都能使湿润的蓝色石蕊试纸变红;③Cl2也能使品红溶液褪色;④CO2与NaOH反应生成的Na2CO3,也可与BaCl2反应,生成可溶于稀盐酸的白色沉淀;⑤通入溴水后使之褪色,说明该气体有还原性,再滴加Ba(NO3)2生成白色沉淀,说明被氧化成为SO,所以,此性质为SO2的性质。]
2.C [②③均体现SO2的还原性;①体现SO2的漂白性;④是体现SO2是酸性氧化物。]
3.A [因SO3+H2O===H2SO4,A正确;在标准状况下,SO3呈固态并非气态,体积远远小于22.4
L,B错误;不管氧气量有多少,硫在氧气中燃烧的产物都是SO2,C错;SO2具有漂白性,但SO3不具有漂白性,不能使石蕊试液褪色,D错。]
4.D [本题主要考查SO2和CO2在性质上的相似点与不同点。它们在性质上的相似点很多,如都是酸性氧化物,都为弱酸的酸酐;能与Ca(OH)2、Ba(OH)2等碱反应生成白色沉淀。不同点主要表现在:SO2具有漂白性,可使品红褪色,CO2不具有漂白性;通过NaHCO3饱和溶液时,由于H2SO3>H2CO3(酸性),所以SO2能与NaHCO3反应放出CO2,但CO2不反应;SO2中S为+4价,未达到最高价态,故SO2有还原性,但CO2不具有还原性。由以上知识对题目逐项分析即得答案。A项检验的是SO2;B项不管是否混有CO2都不会产生白色沉淀;C项不管有没有CO2都会产生白色沉淀,均不能验证有无CO2;只有D项,酸性KMnO4溶液将SO2完全吸收,再通过澄清石灰水若有白色沉淀,说明一定有CO2;若无沉淀,则无CO2。]
5.B [SO2、SO3、CO2均属于酸性氧化物,都能和NaOH溶液反应生成盐和水,B项正确;CO2为无色无味的气体,C项错误;三种氧化物中只有SO2具有漂白性,A项错误;SO3在常温下不是气体,D项错误。]
6.(1)不能,在酸性溶液中,NO能将SO氧化成SO,造成结果错误 (2)保证得到的沉淀都是BaSO4,而没有BaSO3 (3)连续两次称量的质量不变 (4)(a
g-142
g/mol×)×
7.(1)Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)紫色溶液变为红色 酸性 (3)褪色 漂白性
(4)溶液变浑浊 氧化
(5)溶液的紫色褪去 还原
(6)吸收多余的SO2 SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
解析 SO2中的S处于中间价态,既有还原性,又有氧化性。SO2具有漂白性。
第2课时 二氧化氮和一氧化氮及二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
一、二氧化氮和一氧化氮
1.氮气
氮气在空气中约占总体积的______。通常情况下,N2不与______反应。在一定条件下,N2能跟O2反应生成不溶于水、无色的______:
2.一氧化氮
NO常温下很容易与空气中的氧气反应生成________:2NO+O2===________(红棕色气体)
3.二氧化氮
二氧化氮是__________、有________气味的________气体,密度比空气____,易________,____溶于水。
溶于水时生成________和________,工业上利用这一原理生产硝酸:3NO2+H2O===__________________________。
二、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
1.SO2和NO2的主要来源
(1)______、________和____________的金属矿物的燃烧或冶炼;
(2)________尾气、硫酸厂、硝酸厂的尾气。
2.危害
(1)引起________污染,直接危害人体健康。(2)溶于水形成________。
3.酸雨
(1)概念:__________的降水称酸雨,主要是大气中的________和________溶于水后造成的。
(2)形成原理
①H2SO4的生成:____________________________、____________。
②HNO3的生成:____________________________。
(3)危害
①直接破坏农作物、森林、草原,使土壤、湖泊酸化。
②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。
4.防治措施
(1)调整____________,发展____________。
(2)研究煤的脱硫技术,改进燃烧技术,减少__________和______________的排放。
(3)加强工厂废气的回收处理。
(4)改进汽车尾气的处理技术,控制汽车尾气排放标准。
知识点1 氮气的性质
1.氮气能大量存在于空气中的根本原因是( )
A.氮气性质稳定,即使在高温下也很难跟其他物质发生反应
B.氮气比空气轻,且不溶于水
C.氮分子中两个氮原子结合很牢固,分子结构稳定
D.氮气无氧化性,也无还原性,不与其他物质反应
2.下列关于N2的说法中错误的是( )
A.通常情况下N2性质很稳定,所以N2可在电焊时作保护气
B.N2+O22NO,该反应是汽车尾气造成污染的主要原因之一
C.N2在空气中约占总质量的
D.在反应:3Mg+N2Mg3N2中,N2作氧化剂
知识点2 一氧化氮的性质
3.最新研究表明:NO吸收治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况,缓解病情。病毒学研究同时证实,NO对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于NO的叙述正确的是( )
A.NO是一种红棕色的气体
B.含等质量的氧元素的NO和CO的物质的量相等
C.常温常压下,NO不能与空气中的O2直接化合
D.NO易溶于水,不能用排水法收集
4.在体积为V
L的密闭容器中,通入a
mol
NO和b
mol
O2,反应后容器内氮原子与氧原子个数之比为( )
A.
B.
C.
D.
知识点3 二氧化氮的性质
5.实验室收集NO、NO2两种气体( )
A.均可用排水法
B.均可用向上排气法
C.NO用向上排气法,NO2用排水法
D.NO用排水法,NO2用向上排气法
6.将盛有N2和NO2(无N2O4)混合气体的试管倒立于水中,经过足够长的时间后,试管内气体的体积缩小为原体积的一半,则原混合气体中氮气和二氧化氮的体积比是( )
A.1∶1
B.1∶2
C.1∶3
D.3∶1
知识点4 二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
7.下列物质不属于“城市空气质量日报”报道内容的是( )
A.二氧化硫
B.氮氧化物
C.二氧化碳
D.悬浮颗粒
8.导致下列现象的主要原因与SO2的排放有关的是( )
A.酸雨
B.光化学烟雾
C.臭氧空洞
D.温室效应
练基础落实
1.下列关于SO2的说法中,不正确的是( )
A.SO2是硫及某些含硫化合物在空气中燃烧的产物
B.SO2具有漂白性,可以使品红溶液褪色
C.SO2与水反应生成H2SO4
D.SO2是一种大气污染物,它主要来自于化石燃料的燃烧
2.诺贝尔化学奖曾授予德国化学家Gerhard
Ertl,以表彰他在固体表面化学研究过程中的重大发现。使CO、NOx等在铂表面发生化学反应转变成无毒气体,以减少汽车尾气中有毒气体的排放,正是此项研究的重要应用之一。下列有关说法不正确的是( )
A.CO在铂表面被氧化生成CO2,铂起催化作用
B.汽车尾气中NOx在铂表面发生反应的产物是N2
C.CO在铂表面可能和O2、NOx反应
D.NOx、CO、CO2均能与人体中的血红蛋白结合
3.NO2被水吸收发生反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO,判断发生还原反应和发生氧化反应的物质,其物质的量比为( )
A.3∶1
B.1∶3
C.1∶2
D.2∶1
4.下列气体均有毒,使人中毒的原理与CO相似的是( )
A.Cl2
B.SO2
C.NO
D.NO2
5.
A.C3N3(OH)3与HNCO为同一物质
B.HNCO是一种很强的氧化剂
C.1
mol
NO2在反应中转移的电子为4
mol
D.反应中NO2是还原剂
练方法技巧
6.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H2SO4,③Na2O2的装置后,用排水法把残留气体收集到集气瓶中,集气瓶中的气体应是(同温同压下测定)( )
A.1体积NO
B.2体积NO2和0.5体积O2
C.2体积O2
D.0.25体积O2
练综合拓展
7.
利用如图所示的装置收集以下7种气体:①H2 ②Cl2 ③O2 ④HCl
⑤NH3 ⑥NO ⑦NO2
(1)若烧瓶是干燥的,则由B口进气,可收集的气体有________,由A口进气,可收集的气体有________。
(2)若在烧瓶内充满水,可收集的气体有________,气体应由________口进入。
(3)若烧瓶中装入适量浓硫酸,可以用它来干燥的气体有__________________,气体应由________口进入。
8.2008年5月17日新疆电视台(午间新闻)报道:我国新增阿勒泰大气背景监测点。这标志着气候条件独特、空气质量优良的新疆阿勒泰市已成为我国第8个国家大气背景监测点。监测点安装的监测设备可日常监测二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮等污染物。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亦被称为“明星分子”。请回答下列问题。
(1)NO对环境的危害在于________(填编号)。
A.破坏臭氧层
B.高温下能使一些金属氧化
C.造成酸雨
D.与人体血红蛋白结合
(2)在含Cu+的酶的活化中心,亚硝酸根离子(NO)可转化为NO,写出Cu+和亚硝酸根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式:
_________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)“绿色奥运”是2008年北京奥运会的主题之一,为迎接奥运,减少空气污染,北京为汽车加装了“三效催化净化器”,可将尾气中的一氧化碳和一氧化氮转化为参与大气循环的无毒混合气体,该气体是( )
A.二氧化碳和氮气
B.二氧化碳和二氧化氮
C.二氧化碳和氧气
D.二氧化碳和氢气
(4)氟利昂(如CCl2F2)可在光的作用下分解,产生氯原子,氯原子会对臭氧层产生长久的破坏作用(臭氧的分子式为O3)。有关反应如下:
O3O2+O Cl+O3ClO+O2 ClO+OCl+O2
总反应:2O3===3O2 在上述臭氧变成氧气的过程中,Cl是__________________。、
第2课时 二氧化氮和一氧化氮及二氧化硫和二
氧化氮对大气的污染
参考答案
基础落实
一、1.4/5 O2 NO 2NO 2.NO2 2NO2 3.红棕色 刺激性 有毒 大 液化 易 HNO3 NO 2HNO3+NO
二、1.(1)煤 石油 某些含硫 (2)汽车 2.(1)大气
(2)酸雨 3.(1)pH<5.6 SO2 NO2 (2)①SO2+H2OH2SO3 2H2SO3+O2===2H2SO4 ②3NO2+H2O===2HNO3+NO 4.(1)能源结构 清洁能源 (2)SO2 氮的氧化物
对点训练
1.C [N2性质稳定,但高温下可与O2等物质反应,在反应中表现出氧化性或还原性;氮气比空气轻且不溶于水并不是N2能大量存在于空气中的根本原因。]
2.C [N2在空气中的体积含量约为。]
3.B [NO是一种无色难溶于水的气体,可用排水法收集,常温常压下NO很容易与O2直接化合成NO2。]
4.C
5.D [NO易与空气中的O2反应,NO2与水反应,故前者不能用排气法收集,后者不能用排水法收集。]
6.C [将试管倒立于水中,只有NO2和H2O反应,生成的NO与不反应的N2为剩余气体。设原气体的体积为V,NO2的体积为x,根据差量法求解:
3NO2+H2O===2HNO3+NO 体积减少
3
2
x
解得:x=
故V(N2)=V-=
故=。]
7.C 8.A
课后作业
1.C [SO2与水反应生成的是H2SO3而不是H2SO4。]
2.D [CO、NOx在铂表面发生的反应为CO+NOxCO2+N2(未配平),也可能是CO与O2反应,此过程中铂作催化剂。CO2不能与人体中的血红蛋白结合。]
3.C [对该反应标明化合价的变化:3O2+H2O===2HN3+O,根据元素守恒,可确定发生氧化反应的NO2有2
mol,而发生还原反应的NO2有1
mol。]
4.C [NO和CO均易与血红蛋白结合,一旦结合就易导致人体缺氧。]
5.C [化学反应①是三聚氰酸的转化,生成氰酸(HNCO),故二者不是同一物质;据反应②知:→,故NO2是氧化剂,HNCO是还原剂,1
mol
NO2转移4
mol电子,所以选C。]
6.D
7.(1)②③④⑦ ①⑤ (2)①③⑥ A (3)①②③④⑥⑦ B
解析 (1)从B口进气是收集密度比空气大的气体;若从A口进气则收集密度比空气小的气体,但排空气法收集的气体必须与O2不反应,且密度与空气密度相差较大。
(2)若用排水法收集,则气体必须不溶于水且不与水反应,应从A口进。
(3)用浓H2SO4干燥气体,必须从B口进气。
8.(1)ACD (2)Cu++NO+2H+===Cu2++NO↑+H2O (3)A (4)催化剂
解析 (1)NO气体在破坏臭氧层的过程中起催化作用;NO能与人体血红蛋白结合而使人中毒;NO被O2氧化生成NO2,NO2与水反应生成HNO3可形成酸雨。(2)NO转化为NO时氮的化合价降低,则Cu+在反应中化合价必升高转化为Cu2+。(3)因为CO和NO含有C、O、N三种元素,那么它变化以后还应该含有这三种元素,所以C、D两项不正确,又因为B项中的NO2依然是空气的污染物,所以也排除。硫和氮的氧化物
教学目标:
1、一氧化氮、二氧化氮的基本性质.环境污染和保护
2、培养学生的观察能力、分析能力、推理能力,且通过氮的氧化物对环境污染及硝酸工业制备原理的推导,培养学生的逆向思维能力,培养学生运用知识解决实际问题的能力,辨证的看待问题的方法
3、加强辩证唯物主义观点的教育及环保意识的教育.
重点和难点
重点:一氧化氮、二氧化氮的性质。环境污染和保护
难点:一氧化氮、二氧化氮的性质。
教学环节
教师活动
学生活动
新课导入
大气污染物,除二氧化硫以外,还有氮的氧化物,这节课我们重点学习氮的氧化物的有关性质。
新知学习
情景展示1
小白鼠接触空气中一氧化氮6~7分
钟引起麻醉,在12分钟死亡。主要为二氧化氮的毒作用,损害深部呼吸道。一氧化氮尚可与血红蛋白结合引起高铁血红蛋白血症。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亦称为“明星分子”。
问题展示
NO对环境有一定危害,但对生命又有很大的作用,这对你有何启示?你了解的氮的氧化物有几种?你知道NO对人体的危害的主要原因吗?
学生分组讨论材料,形成答案
情景展示2
据医院的统计数据表明,近几年来呼吸系统疾病的患者人数呈现持续增加的态势,这与近几年机动车辆的增速过快有关,机动车辆排放的尾气中的氮氧化合物是致病的主要因素.火黄龙的成因:硫酸生产和硝酸生产可分别跑冒滴漏可观量SOx和NOx,由于NO2呈红棕色,因此,工厂尾气所排出的带有NOx
的废气象一条“黄龙”,在空中飘荡,控制和消除“黄龙”被称做“灭黄龙工程”。展示一充有NO气体的针筒,推拉活塞,观察现象
。
学生观察材料并思考完成问题
问题展示
组织阅读教材,讨论总结
上述材料,总结NO、NO2的物理性质。通过上述材料,分析氮的氧化物产生的途径。分析汽车尾气中氮的氧化物产生的原因,写出有关的化学反应方程式。
结论展示
NO
物理性质:无色、有毒气体化学性质:
NO2
红棕色有毒气体,易溶、易液化
情景展示3
将一针筒内贮有60
mLNO2气体,另一针筒内注有20
mL紫色石蕊试液,将其注入NO2的针筒内,仔细观察针筒内的现象。将1反应后的针筒吸入少量的空气,观察现象。俗语说“雷雨发庄稼”,原因是打雷时,在闪电的作用下,空气中的N2和O2反应生成NO,NO和O2生成NO2,NO2和雨水生成的硝酸随雨水流入土壤,做了氮肥。
观察现象
问题展示
思考讨论并作答
1、材料的分析,写出NO2和水反应的化学反应方程式。析“雷雨发庄稼”原理中涉及反应思考如何能使NO2尽可能多的被水吸收?设计一个装置图。欲使30mL的NO2被水完全吸收,消耗的氧气(在同条件下)的体积为
把30mLNO2和O2的混合气体,通入倒立于水槽中装满水的量筒内,最后剩余7.5mL气体,原混合气体中有NO2_______mL,O2________mL。
结论展示
化学性质:2NO
+
O2
=
2NO2
3
NO2
+
H2O
=
2HNO3
+
NO
情景展示3
酸雨——露天文物的杀手
?希腊古城雅典,是两千年前人类文明的杰出代表,那里巍然耸立的帕提农神庙,埃雷赫修庙及其他一些古建筑,如今却在酸雨侵蚀下横遭摧残。北京故宫,天坛上的大理石栏杆,芦沟桥上著名的石狮子等,在近几十年中由酸雨造成的损害超过几百年风吹雨淋的风化作用,剥蚀速度大大加快。据环保总局介绍,我国目前每年因酸雨和二氧化硫污染对生态环境损害和人体健康影响造成的经济损失在
1100
亿元左右,今后这种污染损失还将持续不断地增加。4、酸雨是指pH低于5.6的大气降水,包括雨、雪、雾、露、霜。由于空气中含有二氧化碳,而二氧化碳溶于水后使水变成弱酸性,因此大气降水通情况下就具有一定的酸性。但是正常降水的pH不会低于5.6,因为二氧化碳饱和溶液的pH为5.6。降水的酸度来源于大气降水对大气中的二氧化碳和其他酸性物质的吸收。前面已经说过,二氧化碳引起的酸性是正常的。形成降水的不正常酸性的物质主要是:含硫化合物,含氮化合物
问题展示
根据上述材料分析总结酸雨的危害分析SO2和氮的氧化物形成酸雨涉及的反应过程。光化学烟雾形成的化学过程是:当汽车尾气产生的NO2在日光照射下分解成NO和O原子,即开始光化学烟雾的循环,不断的产生臭氧,这个循环过程包括下列三个化学化学方程式:
1)
NO2
NO+O
2)2NO+O2=2NO2
3)O2+O=O3写出以上化学反应的总方程式:________
_______________________.CO2也是酸性氧化物,它是否能形成酸雨?它引起的环境问题主要是什么?
结论展示
NO
→
NO2
→
HNO3
SO2
→
SO3
→
H2SO4
小结
自然界中,NOx的生成大致有两条途径,一条是自然的,一条是人为的,NOx对环境有很大的危害,所以我们应不断增强环境保护的意识,保护自身,更保护人类生存的环境.
板书设计
第三节
硫和氮的氧化物二、氮的氧化物1、NO
2、NO2物理性质:无色、有毒气体
红棕色有毒气体,易溶、易液化化学性质:2NO
+
O2
=
2NO2
3
NO2
+
H2O
=
2HNO3
+
NO三、硫和氮的氧化物对大气的污染NO
→
NO2
→
HNO3
SO2
→
SO3
→
H2SO4(共17张PPT)
第三节
硫和氮的氧化物
(一)氮气
无色无味气体,不溶于水,密度比空气稍小。
1、物理性质:
2、化学性质:不活泼
N2
+
O2
=====
2NO
放电或高温
二、二氧化氮和一氧化氮
N2+3H2
2NH3
高温、高压
催化剂
氮元素有六种氧化物:
N2O
NO2
NO
N2O3
N2O4
N2O5
(二)
NO和NO2
NO
NO2
颜色、状态
气味
密度
溶解性
沸点
毒性
化学性质
无色气体
红棕色气体
——
刺激性气味
比空气略大
比空气大
不溶于水
易溶于水
有毒
有毒
NO和NO2
还原性
氧化性
(20℃)易液化
——
一支盛满NO2的试管倒立于盛有足量水的水槽中,现象是什么?
设计实验,要求尽可能多地使NO2被水吸收。
NO2
和
O2
混和气体溶于水的反应
2NO
+
O2
=
2NO2
3NO2
+
H2O
=
2HNO3
+
NO
总反应:4NO2
+
O2
+
2H2O
=
4HNO3
NO
和
O2
混和气体溶于水的反应
2NO
+
O2
=
2NO2
3NO2
+
H2O
=
2HNO3
+
NO
总反应:
4NO
+
3O2
+
2H2O
=
4HNO3
三、SO2、NO2对大气的污染:
四、有关混合气体(NO、NO2、O2等)溶于水的计算
2NO+O2==2NO2
3NO2+H2O==2HNO3
+
NO
例1、
把装有30mlNO、NO2混合气体的试管倒立于盛水的水槽中,充分反应后,剩余气体体积为16ml,求原混合气体中NO、NO2的体积各是多少?
(1)NO2
、NO(或N2、H2)混合气体溶于水
例2、
将一充满NO2和O2的混合气体的试管倒立水中,若试管的容积为10ml,充分反应后,剩余气体为1ml,求原混合气体中NO2和O2的体积各为多少
(2)NO2和O2混合气体溶于水的计算
练习:标况下,将O2和NO2按1:4的体积比充满干燥烧瓶,把烧瓶倒置水中,瓶内液面逐渐上升,最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为多少?
例3、
室温时,在容积为90ml的大试管里充满NO2气体,倒立水中,至液面不再上升时,再往试管内通入一定量O2,则试管内液面继续上升,最后试管内留有10ml气体,问这10ml气体可能是什么?通入O2的体积是多少?
(3)NO、O2混合气体溶于水的计算
练习:将盛满100mlN2和NO2混合气体的容器倒立于水槽中,充分反应后液面上升20ml,则原混合气体中N2和NO2
的体积比是多少
(4)NO、NO2、O2混合气体溶于水
例4
、将NO和NO2各30ml充入试管中,倒立于水槽中,待液面不再上升后,又充入30mlO2,最终在试管中残留气体的体积为多少
练习:将分别充有等体积下列四种混合气体(每组中两气体均为等体积)的集气瓶倒扣在盛有足量水的水槽中,待液面平稳后,按剩余的气体由多到少顺序排列的是:
①N2与NO2
②
NH3与NO2
③O2与NO2
④
O2与NO