专题四 硫、氮和可持续发展
第一单元 含硫化合物的性质和应用
一、课程标准
【内容标准】 通过实验了解硫及其重要化合物的主要性质,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
【标准解读】 帮助学生获得未来发展所必需的化学知识、技能和方法,提高学生的科学探究能力,是高中化学课程的主要目标之一。学习二氧化硫、硫酸等重要的含硫化合物性质,能使学生的元素和化合物知识更加全面、系统。在本单元的教学中应该重视帮助学生构建新的知识结构,使学生形成硫及其化合物的知识网络。
关注与化学有关的社会热点问题,逐步形成可持续发展的思想,使学生在情感态度与价值观方面得到和谐发展,是高中化学课程的另一主要目标。本单元教学中应利用二氧化硫、硫酸的应用及酸雨的相关知识,让学生认识到化学物质在造福人类、推动人类社会物质文明发展中所起的作用,并形成化学物质的不合理应用也会引起环境污染等社会问题的观点,进而使学生树立科学地应用化学物质促进社会可持续发展的科学发展观。
二、学习目标
1.知识与技能:
⑴认识硫及其化合物的主要性质和应用。
⑵知道工业上生产硫酸的基本原理,了解浓硫酸的特性和硫酸的应用。
2.过程与方法:
⑴通过对硫酸型酸雨形成的实验探究,进一步学习基本的化学实验技能,认识科学探究的意义。
⑵运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取硫及其化合物的相关知识,并运用归纳、概括等方法来形成硫及其化合物的知识网络。
3.情感态度与价值观:
⑴了解二氧化硫对空气的污染,知道硫酸型酸雨的成因和防止二氧化硫所导致的空气污染的方法,形成良好的环境保护意识。
⑵逐步树立珍惜自然、爱护环境、合理使用化学物质、促进社会可持续发展的观念。
三、教学建议
1.教学内容的处理:
【基本要求】
⑴了解二氧化硫的性质和应用
⑵认识酸雨对环境的破坏,了解酸雨的成因和防治方法
⑶了解硫酸的工业生产过程及浓硫酸的特性
⑷初步了解几种重要硫酸盐的用途
⑸通过对二氧化硫及硫酸性质的归纳、总结,初步建立起S、SO2、H2SO4等硫及其化合物之间相互转化的网络体系
【弹性要求】
⑴了解硫的性质和用途
⑵了解实验室制取二氧化硫的方法
⑶掌握硫酸根离子的检验方法
【发展要求】
从氧化还原反应和非氧化还原反应的角度来进一步理解硫及其化合物之间的相互转化,了解浓硫酸是重要的氧化剂、二氧化硫具有较强的还原性。
2.课时安排:
二氧化硫的性质和作用 1课时
硫酸的制备和性质 1课时
硫和含硫化合物的相互转化 1课时
3.实验安排:
建议至少安排以下演示实验和学生分组实验
⑴演示实验。教材(苏教版)P88 观察与思考栏目中关于SO2的性质实验
⑵分组实验。教材(苏教版)P91 观察与思考栏目中关于浓硫酸的性质实验
4.教法参考:
⑴在本单元的教学中,可以利用图片、报纸、录象等音像资料,采用多媒体手段帮助学生认识硫酸型酸雨的成因、危害、防治,还可以通过网络来扩大学生的视野,使学生树立强烈的环境保护意识。
⑵在硫及其化合物的相互转化的教学中,可以通过引导学生进行归纳、总结、实验探究等多种形式,来帮助学生构建硫及其化合物知识的网络体系。
⑶在进行二氧化硫的性质、硫酸的性质的教学中,可运用实验比较、分析比较等方法,让学生学会用科学的方法学习元素及其化合物的知识。例如,将SO2与CO2的性质进行比较,将SO2的漂白作用与次氯酸的漂白作用进行比较,将浓硫酸跟铁、铜的反应与稀硫酸与铁、铜的作用进行比较等。
四、参考资料
1.酸雨
在正常状况下,由于大气中含有一定量的二氧化碳,降雨时二氧化碳溶解在水中,形成酸性很弱的碳酸,因此正常的雨水呈微酸性,pH约为5.6~5.7。在1982年6月的国际环境会议上,国际上第一次统一将pH小于5.6的降水(包括雨、雪、霜、雾、雹、霰等)正式定为酸雨。
酸雨中的酸绝大部分是硫酸和硝酸,主要来源于工业生产和民用生活中燃烧煤炭排放的硫氧化物、燃烧石油及汽车尾气排放的氮氧化物等酸性物质。
我国的酸雨具有以下特点:
⑴ 酸雨分布面广;据对全国各个省、市、自治区调查表明,已有20多个出现酸雨。
⑵ 酸雨分布存在着明显的区域性,主要集中在西南、中南和华东地区,并且有从北到南逐渐加重的趋势。
⑶ 不少地区的酸雨已相当严重,而且逐年加重。
⑷ 酸雨的发展速度很快。
⑸ 酸雨主要是由硫酸及硫酸盐引起的。
要防治酸雨的污染,最根本的途径是减少人为的污染物排放。人为排放的二氧化硫主要是由于燃烧高硫煤(煤中一般含硫的质量分数为0.3%~5%)造成的,因此,研究煤炭中硫资源的综合开发与利用,是防治酸雨的有效途径。具体做法是大力进行煤炭洗选加工,综合开发煤、硫资源;对于高硫煤和低硫煤实行分产分运,合理使用;在煤炭燃烧过程中,采取排烟脱硫技术,回收二氧化硫,生产硫酸;发展脱硫煤、成型煤供民用;有计划地进行城市煤气化等。
2.二氧化硫的漂白作用
SO2溶解于水成亚硫酸,亚硫酸跟有色的有机物质直接结合而成无色化合物。例如,把SO2通入微酸性的品红溶液里,溶液颜色就由红色变为无色,这是亚硫酸直接跟有色物质结合的结果。这个反应可以用下面的化学方程式表示:
品红的结构里有一个发色团,该发色团遇到亚硫酸后,生成不稳定的无色化合物,改变了发色团的结构。这种无色化合物不稳定,遇热时,又分解为发色团。
3.历史上硫酸是如何被发现的
据我国科学家考证,在公元650~683年(唐高宗时),炼丹家孤刚子在其所著《黄帝九鼎神丹经诀》卷九中就记载着“炼石胆取精华法”,即干馏石胆(胆矾)而获得硫酸。若用化学方程式表示则为:
CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O;CuSO4CuO+SO3;SO3+H2OH2SO4
这一发现比西方早五六百年。
孤刚子不仅用这种硫酸分解过金矿,而且还发现了硫酸参与的许多惊奇的变化,如他知道稀硫酸对铜不能腐蚀的性质。
8世纪阿拉伯炼金家贾比尔发现,将硝石和绿矾一起蒸馏,所得气体溶于水得硫酸。后来人们还发现某些矿泉中有浓厚的硫磺味道,可治疗皮肤病,这是因为河水长期接触硫铁矿(FeS2)等,被缓慢氧化成微量H2SO4,使河水味道发酸。这个变化可表示为:
2FeS2+7O2+2H2O2H2SO4+2FeSO4
至于用硫磺燃烧(通过铅室法)制硫酸,则是17世纪以后的事,而用接触法制硫酸则更是19世纪以后才出现的。
4.铜与浓硫酸作用时,为何溶液变黑
铜跟浓硫酸在加热条件下发生反应时,常产生黑色沉淀,有时会影响到蓝色溶液的观察。这往往是由于铜过量或浓硫酸的浓度不够造成的。除了教材上介绍的反应外,加热过程中还往往发生下列反应:
5Cu+4H2SO4(浓)3CuSO4+Cu2S↓+4H2O
Cu2S+2H2SO4(浓)CuSO4+CuS↓+SO2↑十2H2O
CuS+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑十S↓+2H2O
由于Cu2S和CuS都是黑色的,因而使液体呈黑色。
5.浓、稀硫酸氧化作用不同的原因
浓硫酸是一种氧化作用相当强的氧化剂,特别是当加热时,它的氧化性就更强了。浓硫酸的氧化作用是由于分子里有氧化数为+6的硫所引起的。
加热时,绝大多数金属(Au、Pt例外)都能跟浓硫酸发生反应,但都没有氢气生成。在金属活动性顺序中氢前面的金属,根据它们还原性强弱的不同,硫酸分子里氧化数为+6的硫,能被还原成不同氧化数的产物,如SO2、S和H2S等。在一般情况下,大多生成SO2。在加热情况下,当还原性强的锌跟浓硫酸作用时,主要生成SO2,但往往同时有单质S和H2S生成。
Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑十2H2O
3Zn+4H2SO4(浓)3ZnSO4+s↓+4H2O
4Zn+5H2SO4(浓)4ZnSO4+H2S↑+4H2O
金属的还原性越强,生成S和H2S的倾向就越大。在金属活动性顺序里氢以后的拿属,在加热情况下跟浓硫酸反应,都生成SO2,而不生成S和H2S。例如:
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑十2H2O
稀硫酸跟活泼金属反应,能放出H2。
Zn+H2SO4(稀)ZnSO4+H2↑
这种氧化作用,实际上是由金属跟稀硫酸里电离出来的氢离子反应而引起的。因此,稀硫酸的氧化作用是一般酸类共有的性质。但氢离子只能氧化金属活动性顺序中位于氢前面的金属,例如Mg、Zn、Fe等,或者说是这些活泼金属的还原性把氢离子还原了。而位于氢后面的金属,例如Cu、Ag、Hg等,则不能与稀硫酸反应。
五、教学设计
第一课时
【创设情景】 参考学生搜集的有关酸雨及酸雨危害的相关资料,通过观看影视录象、图片资料等来激发学生的学习兴趣。
1872年,美国化学家Smith,首先提出了“酸雨”一词。
从1974年起,每年由联合国环境规划署确定一个主题,开展“世界环境日”的活动,其中1983年的主题是防治酸雨。
1985年,几场酸雨过后,我国四川奉节县9万亩华山松全部枯死,重庆南山2.7万亩马尾松死亡过半。
【问题提出】 酸雨的危害是如此之大,造成“酸雨”的罪魁祸首是谁呢?你想知道人们目前是如何防治酸雨的吗?
【指导阅读】 教材P89 —P90
【归纳小结】
一、硫酸型酸雨的成因和防治 :
1.含硫燃料(化石燃料)的大量燃烧
涉及到的反应有:
2SO2 + O2 2SO3 SO3 + H2O = H2SO4
SO2 + H2O H2SO3 2H2SO3 + O2 = 2H2SO4
2.防治措施:
从根本上防治酸雨—开发、使用能代替化石燃料的绿色能源(氢能、核能、太阳能)
对含硫燃料进行脱硫处理(如煤的液化和煤的气化)
提高环保意识,加强国际合作
【问题提出】 SO2是一种无色、有刺激性气味、有毒的气体,是一种大气污染物,是空气质量监测的重要气体之一。酸雨已经成为目前世界上非常严重的环境问题之一。酸雨的形成与SO2的化学性质密切相关,我们有必要来更加详细地学习SO2的化学性质。
二、SO2的性质及其应用
1.物理性质:无色、有刺激性气味、有毒的气体,易溶于水
* 大气污染物通常包括:SO2、CO、氮的氧化物、烃、固体颗粒物(飘尘)等
【创设情景】按下图进行演示实验,学生认真观察实验现象
【交流讨论】观察到的实验现象说明SO2具有怎样的化学性质?
实验现象:石蕊试液变红;品红溶液褪色;溴水褪色;高锰酸钾溶液褪为无色;澄清石灰水先变浑浊,后又变澄清。
【归纳小结】
2.SO2的化学性质及其应用
⑴SO2是酸性氧化物
SO2 + H2O H2SO3 (二元中强酸)
SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3↓+ H2O;CaSO3 + SO2 + H2O = Ca(HSO3)2
SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O(实验室用NaOH溶液来吸收SO2尾气)
* 减少燃煤过程中SO2的排放(钙基固硫法)
CaCO3 CaO + CO2↑;CaO + SO2 = CaSO3
SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3 + H2O
2CaSO3 + O2 = 2CaSO4
⑵SO2具有漂白性:常用于实验室对SO2气体的检验
【创设情景】 将上述实验中褪色了的品红溶液进行加热,发现溶液变回红色
【对比分析】 SO2和某些有色物质化合成无色物质,加热后,这些无色物质又分解成有色物质。
【归纳小结】
活性炭漂白——活性炭吸附色素
HClO、O3、H2O2等强氧化剂漂白——将有色物质氧化,不可逆
SO2漂白——与有色物质化合,可逆
⑶SO2具有还原性
2SO2 + O2 2SO3
SO2 + X2 + 2H2O = 2HX + H2SO4
第二课时
【提出问题】 硫酸是当今世界上最重要的化工产品之一。它在生产中具有广泛的应用。那么目前工业上是如何制取硫酸的呢?
【创设情景】 展示接触法制硫酸的设备模型或者指导学生查看教材91页中的硫酸制备流程图。
【分析讲解】
一、接触法制硫酸
流程 设备 反应
生成二氧化硫 沸腾炉 S + O2 SO2 或4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2
SO2接触氧化 接触室 2SO2 + O2 2SO3
SO3的吸收 吸收塔 SO3 + H2O = H2SO4
* 为了防止形成酸雾,提高SO3的吸收率,常用浓硫酸来吸收SO3得到发烟硫酸
【提出问题】 化肥、医药、农药的生产,金属矿石处理,金属材料的表面清洗等都要用到硫酸。物质的用途是由物质的性质决定的,那么,我们接下来学习硫酸的化学性质及其应用。
【学生活动】 学生回答初中学习过的硫酸的性质和应用
二、硫酸的性质及其应用
1.硫酸的酸性:硫酸是二元强酸 H2SO4 = 2H+ + SO42-
如:Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O 硫酸用于酸洗除锈
【创设情景】 演示:取大的表面皿两只,其中一只倒入少量浓硫酸(用玻棒使之展成薄层),另一只倒入少量稀硫酸,待用。另取两只1000mL的大烧杯,悬罩在两只盛有开水的小烧杯上,经3~4 s,再移罩到两只表面皿上。
【学生活动】 观察现象:罩在盛有浓硫酸的表面皿上的烧杯,其壁上的水雾顷刻消失,而另一只烧杯的烧杯壁则依然一片模糊。思考一下,这说明浓硫酸具有什么特性?可以如何应用浓硫酸的这种特性?
【学习反馈】
2.浓硫酸的吸水性:浓硫酸具有吸水性,通常可用作干燥剂
【创设情景】 演示:取一张滤纸,置于表面皿上。用胶头滴管往滤纸上滴入几滴浓硫酸。
【学生活动】 观察现象:滤纸上浓硫酸滴到的地方迅速变黑。思考一下,这说明浓硫酸具有什么特性?在实验中使用浓硫酸时应注意什么?
【学习反馈】
3.浓硫酸的脱水性:浓硫酸将H、O按照2∶1的比例从物质中夺取出来,浓硫酸用作许多有机反应的脱水剂和催化剂。
浓硫酸具有强烈的腐蚀性,皮肤上不慎粘到浓硫酸时应用布小心拭去,再用大量水冲洗后涂上NaHCO3溶液。
【创设情景】 演示:将一小块铜片放入试管中,然后加入2mL浓硫酸,用如教材P92图4-6所示的实验装置进行实验。
【学生活动】 观察现象:铜片逐渐溶解,溶液变蓝色,生成气体可使品红溶液褪色。思考一下,这说明浓硫酸具有什么特性?
【学习反馈】
4.浓硫酸的强氧化性:
Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑+ 2H2O
【分析讲解】
Cu与浓硫酸反应的机理:
Cu + H2SO4 CuO + SO2↑+ H2O 浓硫酸体现氧化性(S化合价降低)
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O 硫酸体现酸性(S化合价不变)
浓硫酸可以将许多金属氧化:金属 + 浓硫酸 → 硫酸盐 + SO2↑+ H2O
浓硫酸的氧化性比稀硫酸强:浓硫酸的强氧化性由+6价的S引起,而稀硫酸的氧化性由H+引起(只能氧化金属活动顺序表中H前面的金属)。
【学生活动】 根据刚才的分析,写出稀硫酸和浓硫酸分别与锌粒反应的化学方程式
【学习反馈】 Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑;Zn + 2H2SO4(浓) ZnSO4 + SO2↑+ 2H2O
【创设情景】 展示:一铁罐浓硫酸,密闭
【学生活动】 思考:铁可与硫酸反应,为什么可将硫酸密闭在铁罐中?塞子可以不要吗?
【分析讲解】 浓硫酸将铁氧化生成致密的氧化物保护膜,保护膜阻止铁进一步与硫酸接触,反应中断,这种现象叫钝化。
冷的浓硫酸可以将铁、铝钝化,可以用铁槽车或铝槽车储存或装运。
【探究活动】 取适量的蔗糖于小烧杯中,通过玻璃棒引流往蔗糖中加入浓硫酸。认真观察现象,并运用所学的知识分析这些现象说明了浓硫酸的哪些性质?
【学习反馈】
蔗糖变黑,体积膨胀,产生疏松多孔的碳柱——浓硫酸具有脱水性,使蔗糖脱水炭化
用手触摸小烧杯外壁有烫的感觉,烧杯口有白雾——浓硫酸吸水放热,使水汽化
闻到有刺激性气味——浓硫酸有强氧化性,将碳氧化为二氧化碳,自己被还原产生SO2
C + 2H2SO4(浓) CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O
第三课时
【提出问题】 硫在自然界主要以硫单质(游离态)、硫化物和硫酸盐(化合态)等形式存在。
【学生活动】 S元素有-2、+4、+6等多种价态,请大家列举不同价态的含硫化合物,并写出它们的化学式。
【学习反馈】
一、不同价态的硫的化合物
1.-2价:H2S、Na2S、FeS;+4价:SO2、H2SO3、Na2SO3
+6价:SO3、H2SO4、Na2SO4、BaSO4、CaSO4 、FeSO4
【指导阅读】 P93 几种重要的硫酸盐
2.几种重要的硫酸盐
【提出问题】 人类对硫元素的利用,从本质上看,就是实现含硫物质的相互转化。以硫为原料生产硫酸的过程就是一个很好的例证。请同学们从S元素化合价的角度分析一下相关的硫及其化合物的转化过程
【学生反馈】 S转化为SO2和SO2的催化氧化中S元素的化合价升高,属于氧化还原反应,而SO3和水化合的反应中,S元素的化合价不变,属于非氧化还原反应。
二、硫及其化合物的相互转化
【分析讲解】
1.通过氧化还原反应实现含不同价态硫元素的物质之间的转化
-2 0 +4 +6
S S S S
2.通过非氧化还原反应实现含相同价态硫元素的物质之间的转化
⑴实验室制取H2S
原理:FeS + H2SO4(稀) = FeSO4 + H2S↑
装置:启普发生器、固体+液体反应的简易装置
检验:H2S + CuSO4 = CuS↓+ H2SO4
尾气处理:H2S + 2NaOH = Na2S + H2O
⑵实验室制取SO2
原理:Na2SO3 + H2SO4(浓) = Na2SO4 + H2O + SO2↑
装置:固体+液体反应的简易装置(不能用启普发生器)
【提出问题】 硫酸盐除了BaSO4、PbSO4外,大多数都可溶于水。SO42-可以和Ba2+结合生成BaSO4沉淀,实验室经常利用这个性质来检验SO42-。
【演示实验】 分别取少量的Na2CO3、AgNO3和Na2SO4溶液于试管中,滴入BaCl2溶液,均产生白色沉淀。再分别往沉淀中加入足量盐酸,观察现象。另取少量Na2SO3溶液于试管中,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀;将浊液分成两份,分别加入盐酸和硝酸,观察沉淀是否溶解。
【讲解分析】 通过上述实验可以看出,在SO42-离子检验的时候,SO32-、CO32-、Ag+等离子均可能会产生干扰。利用沉淀能否溶于盐酸(不是硝酸,硝酸有强氧化性会将BaSO3氧化为BaSO4)来排除CO32-、SO32-的干扰。可以先加盐酸酸化,通过没有白色沉淀产生来排除Ag+的干扰。
【归纳小结】
⑶SO42-离子的检验:SO42- + Ba2+ = BaSO4↓
取少量待测液 无明显现象 产生白色沉淀
六、习题处理
1.教材习题参考答案
⑴ C ⑵ C ⑶ A
⑷ S + O2 SO2 ;2SO2 + O2 2SO3 ;SO3 + H2O = H2SO4
⑸ SO2与水化合生成H2SO3,H2SO3被氧气氧化生成硫酸:2H2SO3 + O2 = 2H2SO4。硫酸是强电解质,能电离出SO42-。且H2SO4比H2SO3更容易电离出H+,因而溶液中H+浓度增大,pH减小。
⑹ 应用溶液中电荷守恒求出Fe3+和Fe3+浓度:
C(H+) + 2 C(Fe2+) + 3 C(Fe3+)=2 C(SO42-)
C(H+)=C(Fe2+)=C(Fe3+)=2 mol/L
溶解最多的Fe粉以后,溶液变为FeSO4溶液,此时C(Fe2+)=C(SO42-) =6 mol/L
根据Fe元素守恒,最多可溶解的Fe为:
(0.1L×6mol/L-0.1L×2mol/L-0.1L×2mol/L)×56g/mol=11.2g
⑺ 第一种:
CaCO3 CaO + CO2;CaO + SO2 = CaSO3 ;2CaSO3 + O2 = 2CaSO4
第二种:
MgCO3 MgO + CO2;MgO + SO2 = MgSO3 ;2MgSO3 + O2 = 2MgSO4
⑻ 这种做法并不可取。加高烟囱只能降低地面的二氧化硫浓度,没有降低二氧化硫的排放量,并没有从根本上消除二氧化硫可能带来的污染。
⑼ SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O;SO2 + NaOH = NaHSO3
至少需要NaOH溶液446.43L。
2.补充练习
【基本练习】
⑴将下列溶液置于敞口容器中,溶液质量会增加的是( )
A.浓硫酸 B.稀硫酸 C.浓盐酸 D.浓硝酸
答案:A
⑵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
答案:A
⑶关于SO2和Cl2的说法错误的是( )
A.都是大气污染物 B.密度都比空气大
C.水溶液都呈酸性 D.都具有漂白性,能使有色物质永久褪色
答案:D
⑷SO2是常见的大气污染物之一,我国规定空气中SO2含量不得超过0.02mg·L-1。下列措施中能够减少SO2排放量的是( )
①用天然气代替煤炭作民用燃料 ②提高热能利用率 ③使用CS2萃取煤炭中的硫 ④燃煤中加入石灰后使用
A.全部 B.①②④ C.①②③ D.①③④
答案:B
⑸煤是重要的化工原料,用煤做燃料,不仅是极大的浪费,而且煤中含有的硫在燃烧时生成二氧化硫气体,造成环境污染。东北某城市冬季取暖约150天,每天消耗含硫1%的煤200 t ,该城市冬季向大气排放 t二氧化硫气体,从环境保护的角度考虑,请你提出一条合理化建议 。
答案:600;改用其它更洁净的燃料(如管道煤气等)或能源、在燃煤中添加生石灰等
⑹汞蒸气有毒。
①万一把汞洒出,可以在有微细汞滴的部位撒一层硫磺粉,这时发生反应的化学方程式是______ __。
②室内有汞蒸气时应进行通风以降低汞蒸气浓度,这时通风口装在墙的________(填“上”或“下”)部的效率高。
答案:①Hg+S = HgS;②下
⑺硫酸具有下列性质:A.在水溶液中电离,并呈强酸性;B.具有高沸点,难挥发性;C.浓硫酸具有吸水性; D.浓硫酸具有脱水性;E.浓硫酸具有强氧化性。在下列变化中,硫酸体现的性质为:
①铜跟浓硫酸共热,产生二氧化硫气体。( )
②亚硫酸钠中加入硫酸,产生二氧化硫气体。( )
③氯化钠固体跟浓硫酸的混合物共热时产生氯化氢气体。( )
④浓硫酸能用来干燥H2、O2、Cl2等,但不能用来干燥NH3、HI等。( )
⑤纸张、布条等遇到浓硫酸会慢慢变黑。( )
答案:① AE;② A;③ B;④ ACE;⑤ D
【达标习题】
⑴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
答案:B
⑵以硫酸和铜为原料,通过以下两个途径都可以制得CuSO4。
途径一:铜和浓硫酸反应
途径二:先将铜与空气反应,产物再与稀硫酸反应
分别写出途径一、二中有关的化学方程式:
从降低成本和减少环境污染的角度考虑,更适合通过途径 来制取CuSO4,简要地说明原因 。
答案:方程式略;二;制取等量的CuSO4,消耗硫酸的量途径一是途径二的两倍,且途径一反应生成SO2带来空气污染。
⑶测定烟雾中SO2的含量,可做下列实验:取100L该空气,通过盛放足量H2O2水溶液的吸收瓶,使它们充分反应生成硫酸。在吸收后的水溶液中加入足量的BaCl2溶液,生成白色沉淀,经测定白色沉淀的质量为11.65g。
写出SO2与H2O2溶液反应生成硫酸的化学方程式
写出硫酸与BaCl2溶液反应的离子方程式
100L该空气中,SO2的物质的量为 。
答案:SO2 + H2O2 = H2SO4 ;SO42- + Ba2+ = BaSO4↓;0.05mol
⑷汽车尾气(含有烃类、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.开发氢能源 B.使用电动车
C.植树造林 D.戴上呼吸面具
答案: ①2CO + 2NO = 2CO2 + N2 ;②SO2被催化氧化为SO3;③ AB
⑸已知实验室制取H2S气体的原理是:H2SO4 + FeS = FeSO4 + H2S↑根据 下图中A~D的实验装置和试剂进行实验,回答下列问题:
㈠装置A是由双孔塞、玻璃导管及
和 组装起来的。
㈡组装一套制取SO2气体的装置,并
证明SO2既有氧化性,又有还原性。
①按实验装置连接顺序,把a → f各导管口连接起来,正确的顺序是
,连 , 连 ;?
②C装置中的溶液是 ,反应后该溶液变为无色,说明SO2具有 性;?
③D中产生的现象是 ,说明SO2具有 性。
㈢A装置中发生反应的化学方程式为 。
㈣烧杯中NaOH溶液的作用 。
答案:
㈠分液漏斗、圆底烧瓶;
㈡①a、d、c、e、f、b;②溴水或酸性KMnO4溶液、还原性
③瓶壁有浅黄色固体出现、氧化性
㈢Na2SO3+H2SO4 = Na2SO4+SO2↑+H2O
㈣吸收未反应的H2S和SO2,以免污染空气
⑹由常见元素组成的化合物A、B、C、D、E、F有如下图所示的关系,其中C、F、G是无色的,D是氯化物。
试确定A、B、C、G 4种物质的化学式。
答案:A—FeS;B—FeSO4;C—H2S;G—H2SO4
【课外探究】
⑴按不同时段提取所在地区某次降水的雨水样品,分别测量雨水的pH(用pH试纸粗略测量,有条件的可以和本地环保部门联系,用pH计更准确地测量;或者从环保部门获得本地区的雨水pH资料),记录后求本次降水的pH平均值。根据所学知识判断本次降水是否属于酸雨。
如果本次降水属于酸雨,请你说明本地区产生酸雨的主要原因,并根据本地区的实际情况提出你防治酸雨的建议。
如果本次降水不属于酸雨,请你说明本地区不容易产生酸雨的可能原因。
⑵火柴盒侧面所涂的物质是红磷和三硫化二锑等的混合物,而火柴头上通常含有氯酸钾、二氧化锰、硫等物质。等两者摩擦时,引摩擦而产生的热量使跟氯酸钾接触的红磷发火,并引起火柴头上的易燃物燃烧,从而使火柴杆着火。通过以下方案可进行火柴头中含有硫的实验探究:
将多根火柴放在如下图所示实验装置中的漏斗下面,用一根燃着的火柴点燃,慢慢拉动注射器活塞抽气,让火柴燃烧产生的气体通过稀品红溶液(或者稀溴水、稀KMnO4溶液等)。
①请你按照以上方案进行火柴头中含有硫的探究,记录实验现象,并通过实验现象来解释你的结论。
②思考一下:在上述方案中能否使用烧碱溶液或饱和石灰水来代替品红溶液?
③另行设计实验方案来进行火柴头中含有硫的实验探究。
⑶现有98%的浓硫酸和20%的稀硫酸两瓶溶液,请根据你所学的知识,自己设计实验方案,用化学方法来鉴别他们,并完成实验报告的主要部分:
实验方案(简述)
实验现象
现象解释、化学方程式
七、教学反思
专题4,第二单元,生产生活中的含氮化合物
一、教学目标的选择与确立
第一部份,氮氧化物的生产与转化,把相关化学变化与自然现象结合在一起,把科学技术应用与相应的化学变化所导致的环境问题结合在一起。第二部分,氮肥的生产和使用,把化学技术的诞生源于人类的需要,呈现给学生。第三部分,硝酸的性质,让学生用所学知识,分析工业制备HNO3的解流程。上述有别于传统教材的特色,能让学生真切感受到,化学变化、化学技术,就在我们身边,与我们的生活息息相关。
1.知识技能部分。
下述各种转化关系NH4+←NH3←N2→NO→NO2→HNO3教学难度不大。无需
做过多选择,可以直接从传统课程中移植过来。处理知识与技能教学的难度在于,新的课程标准的最高目标,是培养学生的创新精神和实践能力。因此,知识与技能的教学就不再是一个孤立的教学过程了。
2.过程与方法部分。
传统的课程,一般是纯化学性的实验技能教学,主要依据化学原理,设计与完成一个实验,包括仪器的选择与安装,按一个正确步骤完成即可。新的课程标准,则要求学生理解探究的科学意义,学习基本的探究方法,在这一过程中形成发现问题的能力与意识。教师可以结合几个演示实验,创设恰当的教学情景,引导学生进行发现与解决问题。
3.情感态度与价值观部分。
这一部分教材来源于生产生活中的实例,涉及人类选择与使用化学技术的方法与态度。从课程标准看,这一部分最为宽泛,不易把握,是传统化学课中所没有的。无论是教师还是学生,都需要从头学习。在四十五分钟的短时间内,考虑到教学的时空局限,可以利用多学科多视角,对相应的化学技术进行批判性讨论。让学生感受一个当代社会的核心问题,化学技术的选择与应用,不是一个纯化学问题。只有把人类社会可持续发展,纳入人们的视野,才能保证化学技术向正确的方向发展。
一节课的时间是有限的,教师只能依据教材,有选择地去达成课程标准的要求,而不是面面俱到。按新课程标准,教学重点在于把教材与学生的学习、发展需要结合起来,让学生在学习化学的过程中,理解化学技术从诞生到走向完善,人类所面临的种种艰难困苦,以及又克服这些难题而积累的智慧。
二、教学目标
1.知识技能部分。
(1)了解氮及其重要化合物的主要性质,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
(2)知道工业生产硝酸的基本原理。
(3)初步认识喷泉实验,与反应的实验原理与操作步骤。
2.过程与方法部分。
(1)由N的化合物性质、转化、应用学习,进而理解研究氮元素的化学意义。
(2)通过喷泉实验,与反应的实验探究,培养问题意识和解决问题的能力。。
3.情感态度与价值观部分。
讨论氮气及其化合物的各种应用的科学价值,由此带来的问题,克服与解决这些问题的途径。培养学生的社会责任感。
对教学目标的后二个部分,教师可以根据个人的特长,学生的学习情况进行选择。
4.教学重点,氮的各种化合物的性质及相互转化,实验基本技能。
教学难点,喷泉实验的工作原理,铜与硝酸反应,装置的选择与操作过程。
三、教学主要过程
[板书] 第一课时 氮氧化物的产生及转化
1.[问题情景]
初步介绍人类对、氮的化合物研究成果及应用价值,由此而生产的环境问题(氮氧化物的产生及转化)
[问题与探究]
氮元素在地球上主要以存在。非常稳定,不易转化为化合物。而动植物生长需要的是化合态的氮。在人类还无法将转化为化合物之前,自然界如何实现这一转化呢?
[板书]途径一:雷雨发庄稼
[实验探究]湿润的空气在放电的条件下的反应
[板书]结论:
N2+O2===2NO
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
[问题与讨论]如何证明NO2与H2O反应的产物中有NO?
[板书]途径二:生物固氮
[板书]途径三:含氮矿物风化。
[板书][问题与讨论]
(1)、指出上述各种途径中氮元素是被氧化,还是被还原?
(2)、农业生产需要大量氮肥(含氮化合物),上述途径都不适合人工模拟生产氮肥。给出你的解释。
2.[情景设计]
介绍人类各种工业活动,带来的环境问题,氮肥生产、冶炼金属、汽车行驶产生大量氧化物进入大气。由此产生的各种环境问题。
[背景知识]
汽车尾气中氮氧化物的产生过程
N2+O2===2NO
2NO+O2===2NO2
汽车尾气引发的光化学烟雾反应
2NO+O2===2NO2
NO2===NO+O
O+O2===O3
O3和NO2均对人有强烈的刺激性作用。
[板书][问题与讨论]
(1)、环境问题是如何出现的?
(2)、产生环境问题的根源是什么?
(3)、克服环境问题有哪些途径?
[上述问题的参考答案](1)、人类不当使用科学技术的结果。(2)、极力追求商业利润。(3)、治理,使用新技术,改变生活方式,环境意识教育。
[小结]由上述讨论,可知化学技术不是孤立的科学问题,其是否合理与安全使用,直接影响人类社会的发展的持续性。
[作业]
1.收集一试管气体,倒置于水中。观察水最终在试管上升的高度,占试管全长的比例。
2.收集各一瓶,利用空气、水和生石灰来吸收这两瓶气体。试写出相应的反应式。
[板书] [第二课时 氮肥的生产和使用]
1.[创设情景]
氮肥人工合成的途径、原理、及氮肥对农业生产的意义。
[板书]N2+3H2=======2NH3
NH3 +HCl===NH4Cl
2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4
[板书][问题与探究]
研究各种氮肥的性质,并由此提出使用注意事项。
[实验探究] 1、用两支玻棒分别蘸取浓氨水和浓盐酸,把两支玻棒靠近一些。观察现象。
2、用两支玻棒分别蘸取浓氨水和浓硫酸,把两支玻棒靠近一些。观察现象。
[板书][证据与结论]
:氨气易溶于水,溶于水显碱性。氨水易挥发,不易运输,但成本低。氨水应在阴凉处保存。雨天、烈日下不宜施用氨态氮肥。
盐:固态,易分解,易溶于水,与碱反应,产生而挥发。比易于保存和运输,但成本更高。Cl-不被植物吸收,在土壤中积累,影响植物生长。不能在碱性土壤中使用,不能雨天使用。
[板书][思考讨论]
(1)、依据本单元所学知识,氮肥在农业上的使用,有可能在哪些地域,什么时候产生环境问题,人类应采取哪些应对预案?
(2)、同等质量的氯化铵与硫酸铵,谁的肥效更高?如果你是一个农场主,你会怎么选择购买和使用氮肥?
2.[实验探究]喷泉实验,
(1).实验装置的工作原理?
(2).溶液变红色的原因?
(3).喷泉的发生应具备什么条件?
[板书][思考讨论]
(1)、图4-15装置,若去掉胶头滴管,怎样让喷泉发生?
(2)、实验室制取,并用水吸收时,极易发生喷泉现象。如何防止这一现象的发生?
3.[板书][实验探究]
加热分解NH4Cl晶体。
[板书] [结论] NH4Cl===NH3↑+HCl↑
[思考讨论] 可以用加热分解NH4Cl晶体的方法制取氨气或氯化氢气体吗?
4.[板书][实验探究]
加热NH4Cl与Ca(OH)2的固体混合物制取氨气
[思考讨论]
(1)此实验的装置与实验室制取H2、O2、CO2等气体中的哪一种装置相同?
(2)制取的氨气中含有什么杂质,怎样除去这些杂质?
[板书]证据与结论
2NH4Cl+Ca(OH)2====CaCl2+2NH3↑+2H2O
该实验与制氧气相似,氨气中含有水蒸气,用碱石灰干燥。
[作业]
(1)、依据NH3+H2O NH3●H2O、NH3●H2O NH4++OH- ,分析氨水中存在的微粒,使用常用仪器及选择合适的试剂,检测你的假设。
(2)、有浓氨水、浓盐酸、蒸馏水,仪器任选,比较浓氨水与稀氨水的挥发性的差别。
[板书] [第三课时 硝酸的性质]
[创设情景]
是一种强氧化性的酸,绝大多数金属及许多非金属单质能与硝酸反应.。
[板书]浓:
C+4HNO3==CO2+4NO2↑+2H2O 一般生成气体。
[板书]稀: 一般生成气体。
另外,见光或加热也会分解释放出气体。4HNO3==4NO2↑+ O2↑+2H2O
[板书][问题与探究]
依据你所学的知识,选择不同的试剂和装置,在实验室中分别制备与,并比较各自的优缺点。
[板书] [证据与结论]
(1)
适用:固+液气体。方法最为简便。后者反应更剧烈,应对浓硝酸的滴加予以控制。
(2)C+4HNO3==CO2+4NO2↑+2H2O 4HNO3==4NO2↑+ O2↑+2H2O
适用:固+液 气体。方法较为繁锁,且产物中有杂质气体。
[板书][实验探究]
依据以上成果设计一套完整的装置,一次完成制取与收集纯净的NO和NO2各一瓶。
[板书][证据与结论]
(1)
用浓硫酸干燥NO2,用向上排气法收集NO2。
(2)3NO2+H2O===2HNO3+NO
用浓硫酸干燥NO,用排水法收集NO2。
(3)4NO+3O2+4NaOH===4NaNO3+2H2O
尾气吸收
[思考讨论]
(1). 利用氧化还原反应知识分析下述反应中的作用。
C+4HNO3==CO2+4NO2↑+2H2O
(2).分析下述反应,指出浓与稀的氧化性强弱差异,与分子得电子数有何关系?
[板书] [结论]
(1)在中,硝酸只表现为强氧化性。
在中,硝酸既显为强氧化性又显酸性。
(2)浓硝酸与铜反应更剧烈,显示出更强的氧化性。一个稀硝酸分子得电子更多,这说明得电子的多少与硝酸的氧化性无关。
[作业]
(1)、完成工业生产流程途中的化学反应式。对照此图,分析生产中的尾气是如何形成的,有哪些有害成分,可用什么试剂吸收?
(2)、计算每一吨液氨,可氧化制得多少吨960/0的商品硝酸?
专题4第一单元 硫及其化合物的“功”与“过”
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一、酸雨的形成与防治
酸雨的形成与防治
⑴ 雨水的PH
正常雨水: pH<7,约在6左右。是由于大气中的CO2溶解在雨水里形成碳酸的缘故,降水的微弱酸性可以促进土壤里养分的溶解,便于植物吸收,是有益的。
酸 雨:pH小于5.6的雨水称为酸雨,包括雨、雪、雾、雹等降水过程。形成原因是由于大量硫和氮的氧化物被雨水吸收。
⑵硫酸型酸雨的形成与防治
形成原因:化石燃料及其产品的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产等产生的废气中含有二氧化硫
形成过程:
H2SO3 H2SO4
SO2
SO3 H2SO4
酸雨的防治:开发新能源,对含硫燃烧进行脱硫处理,提高环境保护意识。
二氧化硫
⑴物理性质:无色,刺激性气味,有毒,易液化(-10℃),易溶于水(1 : 40)密度比空气大
⑵化学性质:
①酸性氧化物:可与水发生反应生成相应的酸-——亚硫酸(亚硫酸为中强酸);可与碱反应生成盐和水;
SO2+H2O≒H2SO3 (H2SO3为二元中强酸)
SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3 即 SO2+NaOH=NaHSO3
②具有漂白性,可使品红溶液退色。(漂白是暂时性的)
③具有还原性(强),可与过氧化氢、氧气、卤素单质、高锰酸钾等反应
SO2+H2O2=H2SO4 或 H2SO3+H2O2= H2SO4+H2O
SO2+Br2 + 2H2O=H2SO4+2HBr
④具有氧化性(弱),可以氧化硫化氢。SO2+2H2S=3S+2H2O
二、硫酸和硫酸盐
硫酸(其酸酐SO3,标准状况下为固态)
⑴硫酸的工业制法
4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2 或S+O2===SO2
2 SO2 + O2 2 SO3 SO3+H2O=H2SO4
⑵硫酸的物理性质
纯硫酸是无色油状的液体,沸点高,密度大,能与水以任意比互溶,溶解时放出大量的热。
⑶硫酸的化学性质
物质
组成性质
浓硫酸
稀硫酸
电离情况
H2SO4===2H++SO42-
主要微粒
H2SO4
H+、SO42-、(H2O)
颜色、状态
无色黏稠油状液体
无色液体
化学性质
三大特性
酸的通性
浓硫酸的三大特性
①吸水性:将物质中含有的水分子夺去。(可用作气体的干燥剂)
②脱水性:将别的物质中的H、O按原子个数比2:1脱出生成水
③强氧化性:a冷的浓硫酸使Fe、Al等金属表面生成一层致密的氧化物薄膜而钝化。
b活泼性在H以后的金属也能反应(Pt、Au除外)
Cu+H2SO4(浓)====CuSO4+SO2↑+2H2O
c与非金属反应:C+2H2SO4(浓)====CO2↑+2SO2↑+2H2O
d 能与其他还原性物质反应
⑷硫酸的用途
2.硫酸盐
名称
俗称和成分
颜色
名称
俗称和成分
颜色
硫酸钙
石膏CaSO4?2H2O
熟石膏2CaSO4?H2O
白色
硫酸钡
重晶石BaSO4
白色
硫酸亚铁
绿矾FeSO4?7H2O
绿色
硫酸钠
芒硝Na2SO4?10H2O
白色
硫酸铜
胆(蓝)矾CuSO4?7H2O
蓝色
硫酸锌
皓矾ZnSO4?7H2O
白色
三、硫和含硫化合物的相互转化
-2 0 +4 +6
S S S S
H2S SO2 SO3
FeS S H2SO3 H2SO4
HgS Na2SO3 Na2SO4
【例题解析】
例1 我国三峡工程所提供的水电,相当于每年燃烧3000万吨原煤的火力发电站产生的电能,因此三峡工程有助于控制( ) A.温室效应 B.白色污染 C.酸雨产生 D.农药、化肥污染 解析 煤的主要成分是碳,还有少量硫、氮等,它燃烧时产生CO2气体是温室气体,产生的SO2和氮的氧化物易形成酸雨。所以水电代替煤燃烧有利于控制温室效应和酸雨的形成。 答案:A、C
例2 比较Cl2和SO2的漂白原理。思考:若将SO2和Cl2的混合气体通入品红溶液中,可能会观察到什么现象?
解析:SO2和Cl2的混合气体通入品红溶液中,会发生如下反应:
Cl2 +SO2+H2O== H2SO4+2HCl,因此可能会观察到的现象与SO2和Cl2的量的相对大小有关。
答案:
氯水
二氧化硫
原理
氯气中HClO将有色物质氧化成无色物质
SO2与有色物质直接结合生成不稳定无色物质
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
若SO2和Cl2等物质的量混合,完全丧失漂白作用,品红溶液不褪色;
若SO2和Cl2不按等物质的量混合,品红溶液褪色。
例3 将CO2、SO2 分别通入Ca(OH)2溶液中至过量,现象如何?能否用Ca(OH)2溶液鉴别CO2、SO2?列举鉴别CO2和SO2的方法。
解析: 往Ca(OH)2溶液中通入CO2、SO2 的相关反应是:
CO2 + Ca(OH)2 ==CaCO3↓+H2O CaCO3+H2O+CO2==Ca(HCO3)2
SO2 + Ca(OH)2 ==CaSO3↓+H2O CaSO3+H2O+SO2==Ca(HSO3)2
因此不能用Ca(OH)2溶液鉴别CO2、SO2。可充分利用CO2和SO2的物理性质和化学性质的不同之处加以鉴别。
答案:先出现白色沉淀,后沉淀逐渐溶解;不能用Ca(OH)2溶液鉴别CO2、SO2;鉴别CO2和SO2的方法可以是:
闻气体的气味,有刺激性气味的是SO2,无气味的是CO2
将两支分别充满CO2和SO2的试管倒置于水槽中,液面上升高的是SO2,低的是CO2
将CO2和SO2分别通入酸性KMnO4(或溴水)中,能使它褪色的是SO2,不能的是CO2
将CO2和SO2分别通入品红溶液中,能使它褪色的是SO2,不能的是CO2
将CO2和SO2分别通入H2S的水溶液中,出现淡黄色沉淀的是SO2,无沉淀出现的是CO2。等等。
例4 某次采集酸雨样品,每隔一段时间测定一次PH,得到如下数据:
时间
开始
8小时
16小时
24小时
32小时
40小时
48小时
PH
5.0
4.8
4.5
4.3
4.2
4.0
4.0
问题:放置时,雨水样品PH变化的主要原因.
解析 酸雨的形成如下:SO2 SO3 H2SO4;SO2 H2SO3 H2SO4
雨水中溶入SO2、SO3和一些其它物质。SO2 、SO3遇雨水生成H2SO3(中强酸)和H2SO4,H2SO3被空气中的氧气氧化成硫酸。40小时之前的时间段内,由于H2SO3被氧化导致雨水样品中的硫酸越来越多,溶液酸性逐渐增强,所以PH不断减小;40小时之后,SO2和H2SO3全部被氧化为H2SO4,所以PH不再发生变化。
答案:⑴雨水样品里SO2和中强酸H2SO3不断被空气中氧气氧化生成强酸H2SO4,溶液中的H+ 浓度不断增大,所以PH不断下降;至SO2和H2SO3全部被氧化后,溶液中形成的H2SO4的浓度不再变化,所以PH不再变化。
【小资料】
二氧化硫进入呼吸道后,因其易溶于水,故大部分被阻滞在上呼吸道,在湿润的粘膜上生成具有腐蚀性的亚硫酸、硫酸和硫酸盐,使刺激作用增强。上呼吸道的平滑肌因有末梢神经感受器,遇刺激就会产生窄缩反应,使气管和支气管的管腔缩小,气道阻力增加。上呼吸道对二氧化硫的这种阻留作用,在一定程度上可减轻二氧化硫对肺部的刺激。但进入血液的二氧化硫仍可通过血液循环抵达肺部产生刺激作用。
二氧化硫可被吸收进入血液,对全身产生毒副作用,它能破坏酶的活力,从而明显地影响碳水化合物及蛋白质的代谢,对肝脏有一定的损害。动物试验证明,二氧化硫慢性中毒后,机体的免疫受到明显抑制。
酸雨最集中,面积最大的地区是欧洲、北美和我国。加拿大30多万个湖泊,到二十世纪末,有近5万个因湖水酸化湖中生物将完全灭绝。酸雨对森林的危害在许多国家已普遍存在,全欧洲1.1亿公顷的森林,有5000公顷受酸雨危害而变得脆弱和枯萎。
我国的酸雨主要分布在长江以南、青藏高原以东地区及四川盆地。华中地区酸雨污染最严重,其中心区域酸雨pH年均值低于4.0,酸雨频率在80%以上;西南地区南充、宜宾、重庆和遵义等城市的酸雨区,仅次于华中地区,其中心区域的酸雨pH年均值低于5.0,酸雨频率高于80%;贵州省会贵阳市是中国污染最严重的城市之一,二氧化硫浓度异高,总颗粒物水平也相当高。贵阳的主要污染源是高硫煤的燃烧,煤占该市总能耗的90%以上。二氧化硫引起的酸雨使当地的镀锌铁皮平均寿命只有四年,而不是通常的29年。
50年前,故宫太和殿台阶的栏杆上雕刻着各式各样精美浮雕花纹还清晰可见,而现在却大多是模糊不清,部分已成光板…2005年7月份空气质量日报显示20年来北京空气中SO2含量首次达到国家标准。
巫山在一场大雨过后,整个山体上暴露的石块全部被腐蚀近1厘米…...
1995年,几场酸雨过后,我国四川奉节县9万亩华山松全部枯死,重庆面山的2.7万亩马尾松死亡过半.
能够吸收SO2的有关树木:臭椿、垂柳、柳杉等、夹竹桃。
【课时精练】
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.防治酸雨最根本的途径是 ( )
A.减少矿物燃料使用量
B.减少人为硫氧化合物和氮氧化合物排放量
C.减少温室气体排放量
D.植树造林
2.剽尘是物质燃烧时产生的粒状漂浮物,颗粒很小,不宜沉降,它与空气SO2、O2接触时,SO2会部分转化为SO3,使空气的酸度增加,剽尘所起的作用可能是( )
氧化剂 ②还原剂 ③催化剂 ④吸附剂
A ①② B ②③ C ①②③ D ③④
3.下列物质中硫元素只显示还原性的是 ( )
A.H2S B.SO2 C.S D.H2SO4
4.下列关于二氧化硫的叙述中错误的是 ( )
A在高温下二氧化硫可被催化氧化成三氧化硫
B二氧化硫可使品红溶液褪色
C二氧化硫既具有氧化性又具有还原性
D二氧化硫与水反应生成硫酸。
5.放在敞口容器中的下列溶液,久置后溶液中该溶质的浓度会变大的是( )
A 浓硫酸 B 氢氧化钠 C氯水 D氯化钠
6.下列五种有色溶液与SO2作用均能褪色,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;⑤含I2的淀粉溶液A ①④ B ①②③ C ②③⑤ D ③⑤
7.向盐酸中加入浓H2SO4时,会有白雾生成,不是导致产生该现象的原因的是( )? (A)浓H2SO4脱水性能??? (B)浓H2SO4具有吸水性? (C)盐酸具有挥发性???? (D)气态溶质的溶解度随度随温度的升高而降低 8.通常情况下能共存且能用浓硫酸干燥的气体组是 ( )? (A)SO2、Cl2、H2S??? (B)O2、H2、SO2??? (C)CH4、H2、Cl2??? (D)CO、SO3、O2 9.区别浓H2SO4和稀H2SO4,既简单又可靠的方法是 ( )? (A)各取少许溶液分别放入铜片`??? (B)分别与石蕊试液作用` (C)用玻璃棒各蘸少许液涂在纸上?? (D)各取少许溶液分别放入铝片 10。能鉴别K2SO4、K2SO3、K2S和K2CO3的物质是 ( )
A、氯化钡溶液??? B、稀硫酸???? C、氢氧化钠????? D、硝酸银溶液
11.硫磺在空气中燃烧生成气体甲,甲溶于水得溶液乙,向乙溶液中滴加溴水,乙溶液褪色变成丙。在丙里加入Na2S生成气体丁,把丁通入乙得到沉淀戊。甲、乙、丙、丁、戊均含有硫元素,则蛇们正确的顺序是 ( )? (A)SO3 H2SO4 H2SO3 H2S S??? (B)SO2 H2SO3 H2SO4 SO2 SO3? (C)SO3 H2SO4 H2SO3 SO2 Na2S2O3??? (D)SO2 H2SO3 H2SO4 H2S S二、填空题
12.标准状况下,把SO2气体和H2S气体混合后,产生48g淡黄色的固体物质,则参加反应的SO2是 L,H2S是 L。
13.(12分)下列实验事实或实验现象,反映了硫酸的哪些性质。
(1)在工业上可用铁制槽车或铝制槽车运输浓硫酸 。
(2)浓硫酸与甲酸共热可制备一氧化碳 。
(3)实验室用锌粒和稀H2SO4反应制备氢气 。
(4)浓硫酸露置在空气中质量增加 。
⑸ 浓硫酸使硫酸铜晶体由蓝变白_________________.
14.有甲、乙、丙三种常见的单质,在一定条件下可按图示关系转化为X、Y、Z三种常见的化合物。①在X、Y、Z三种化合物中,一定含有乙元素的是 (用X、Y、Z符号表示)。②单质乙一定是由 元素组成。理由是 ______________________________________________________________________ 。③X、Y、Z三种化合物的化学式依次为 ._____________._______________.??
15.有一瓶无色气体,可能含有CO2,HCl ,HBr ,SO2 中的一种或几种气体,将气体通入适量氯水中,得到无色透明的溶液,继续向该溶液中加入少量的BaCl2溶液和盐酸,有白色沉淀产生。则原气体中一定含有??????_______? ,肯定不含有????_____??? ,可能含有????_________________________? 。
三、计算题
16.向铜片中加入115mL某浓度的硫酸,在加热条件下反应,待铜片全部溶解后,将其溶液稀释到500mL,再加入足量锌粉,使之充分反应,收集到2.24L(标准状况)气体。过滤残留固体,干燥后称量,质量减轻了7.5g。求原硫酸的物质的量浓度。
答案:1.B 2.D 3.A 4.D 5.D 6.C 7.A 8.B 9.C 10.B 11.D
12.11.2; 22.4
13.(1)强氧化性 (2)脱水性 (3)强酸性 (4)吸水性 ⑸吸水性
14 ①X,Y;②氧;化合物X、Y中均含有元素Z,而X、Y又是Z在氧气中充分燃烧的产物;③H2O,SO2,H2S(H2O,CO2,CH4)。
15.SO2, HBr , HCl和CO2 16.C(H2SO4)=18.3 mol/L
专 题 4 第 二 单 元
生 产 生 活 中 的 含 氮 化 合 物
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一、氮气和氮氧化物
1、氮气:无色无味、难溶于水的气体。空气中78%(体积分数)是氮气。
氮分子(N2)为双原子分子,结构稳定,决定了氮气性质的稳定性,常温下氮气很稳定,很难与其它物质发生反应,因此,生产上常用氮气作保护气。但这种稳定是相对的,在一定条件下(如高温、放电等),也能跟某些物质(如氧气、氢气等)发生反应。
N2 + O2 2NO
N2 + 3H2 2NH3
2、固氮作用:游离态氮转变为化合态氮的方法。
途径 举例
自然固氮 → 闪电时,N2 转化为NO
生物固氮 → 豆科作物根瘤菌将N2 转化为化合态氮
工业固氮 → 工业上用N2 和H2合成氨气
3、氮氧化物(NO和NO2):
NO
NO2
色、态(常温下)
无色气体
红棕色气体
气 味
没有气味
刺激性气味
毒 性
有 毒
有 毒
重要反应
2NO + O2 = 2NO2
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
氮氧化物对环境的污染、危害及防治措施
①硝酸型酸雨的产生及危害
②造成光化学烟雾的主要因素③破坏臭氧层
措施:使用洁净能源,减少氮氧化物的排放;为汽车安装尾气转化装置;处理工厂废气
氮的氧化物是大气污染气体,常用碱液(NaOH溶液)吸收。
二、氮肥的生产和使用
1、氨的合成: N2 + 3H2 2NH3
2、氨气的物理性质:
氨气是无色、有刺激性气味的气体,在标准状况下,密度是0.771g.L-1,比空气小。氨易液化,液氨气化时要吸收大量的热,使周围温度急剧下降,所以液氨可作致冷剂。
氨极易溶于水,常温常压下,1体积水中大约可溶解700体积的氨气。氨的水溶液称氨水。计算氨水的浓度时,溶质应为NH3 。
3、氨的化学性质:
(1)氨溶于水时,大部分氨分子和水分子形成一水合氨分子(NH3·H2O)。一水合氨分子(NH3·H2O)不稳定,受热时分解为氨气和水。
NH3 + H2O NH3·H2O NH3·H2O NH4+ + OH-
氨水显弱碱性。
比较液氨与氨水:
名 称
液 氨
氨 水
形 成
氨降温加压
液 化
氨溶于水
物质分类
纯净物
混合物
成 分
NH3
NH3、NH3·H2O 、H2O 、 NH4+ 、 OH- 、H+
(2)氨具有弱碱性,可以与酸(硫酸、硝酸、盐酸等)反应,生成铵盐。
NH3 + H+ = NH4+
(3)与氧气反应(具有还原性)
氨气在催化剂(如铂等)、加热的条件下,生成一氧化氮和水,并放出热量。此反应是放热反应,是工业制硝酸的基础。
4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O
4、铵盐:由铵离子和酸根离子构成的盐。
如:硫酸铵【(NH4)2SO4 ,俗称硫铵,又称肥田粉】,氯化铵【NH4Cl,俗称氯铵】,硝酸铵【NH4NO3,俗称硝铵】,碳酸氢铵【NH4HCO3,俗称碳铵】,它们都是白色、易溶于水的晶体。铵盐属于铵态氮肥。常用氮肥有硝态氮肥和尿素【 CO(NH2)2 】
①铵盐受热易分解:
NH4Cl NH3 + HCl
NH4HCO3 NH3 ↑+ H2O + CO2↑
②铵盐能与碱反应放出氨气:
NH4Cl + NaOH NaCl + NH3 ↑+ H2O
▲铵态氮肥,要避免与碱性肥料混合施用。
5、实验反思:①喷泉实验的实质是什么?氨气为什么可做喷泉实验?是否只有氨气才能做该实验?
②用氯化铵和氢氧化钙固体混合共热制氨气,应使用什么实验装置?注意哪些问题?
三、硝酸:
1、硝酸的工业制法:氨催化氧化法
原理: 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O
2NO + O2 = 2NO2
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
总反应式:NH3 + 2O2 = HNO3 + H2O
2、硝酸的物理性质:
纯硝酸为无色有刺激性气味的液体,沸点较低(83℃),易挥发,在空气中遇水蒸气形成硝酸的小液滴而呈白雾状。98%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”,69%的硝酸溶液称为浓HNO3。浓HNO3由于HNO3分解产生的NO2溶于硝酸中而一般呈黄色。
3、硝酸的化学性质:
(1)不稳定性:4HNO34NO2( + 2H2O + O2(
硝酸越浓越易分解,因此浓HNO3应存放在棕色试剂瓶中。
(2)强酸性:具有酸的通性。
(3)强氧化性: HNO3中的+5价N元素处于最高价态,具有很强的氧化性。
如:Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2( + 2H2O
3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO( + 4H2O
C + 4HNO3(浓) = CO2( + 4NO2( + 2H2O
钝化作用:常温下, 浓HNO3使Fe、Al钝化。
4、氮及其化合物的性质和转化关系:
NH4NO3 NH3 HNO3
N2 NO NO2
5、自然界中氮的循环:
雷电 细菌分解
遗 体
固氮
作用 遗体
【例题解析】
【例题1】(12分)下图中,A是一种无色液体,G是极易溶于水的碱性气体,Y是胃酸的主要成分,K是不溶于稀硝酸的白色沉淀,反应⑤是工业制X的主要反应之一。
请按要求填空:
(1)写出下列物质的化学式:A: ,E: F: ,Y: 。
(2)反应⑤的化学方程式为: 。
(3)1molB通过反应②得到1molF,B中F的质量分数为72%,则B的化学式为: 。
分析:解题要寻找突破口,如“G是极易溶于水的碱性气体”,中学阶段只能是NH3 ,“Y是胃酸的主要成分”,推知Y是HCl;反应⑤是以氨为原料制取X,联想工业制硝酸的原理,可推出C是O2,J是NO,A是H2O,再推知D是H2,E是N2,X是HNO3,I是AgNO3,K是AgCl,H是NO2。反应⑤是:4NH3+5O2 4NO+6H2O,反应⑥是:3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO。(3)中1molB通过反应②得到Ag和N2,从已知条件出发,B中F的质量分数为72%,从而推知F的化学式为AgN3 。
【答案】(12分)(1)H2O N2 Ag HCl (2)4NH3+5O2 4NO+6H2O (3)AgN3,
【例题2】汽车尾气(含有烃类、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 (多选扣分)
a 开发氢能源 b 使用电动车
c 植树造林 d 戴上呼吸面具
分析:解此题,一方面应从反应物自身的性质入手,汽车尾气中,CO具有较强的还原性,NO具有较强的氧化性,一定条件下,可能发生氧化还原反应;另一方面,应紧扣题意,寻找突破口,由“生成可参与大气生态循环的无毒气体”,推出生成产物为CO2和N2。
【答案】(1) 2CO + 2NO 2CO2 + N2,
(2)SO2转化成SO3,产生硫酸酸雾。
(3) a、b。
【例题3】在下图装置中,烧瓶中充满干燥气体a,将滴管中的液体b挤入烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,然后打开弹簧夹f,烧杯中的液体b呈喷泉状喷出,最终几乎充满烧瓶.则a和b分别是 ( )
分析:此题考查形成喷泉的实验,从而了解形成喷泉的实质,是要形成内外气压差。
【答案】(BD)
【例题4】在100ml NaOH溶液中加入NH4NO3和(NH4)2SO4的固体混合物,加热充分反应。右图表示加入的混合物质量和产生的气体体积(标准状况)的关系,试计算:
(1)NaOH溶液的物质的量浓度
(2)当NaOH溶液的体积为140mL,固体混合物质量是51.6g时,充分反应后,生成气体的体积为多少升?
(3)当NaOH溶液体积为180mL时,固体混和物的质量为51.6g时,充分反应后,生成气体的体积为多少升?
解析:(1)由图可见:34.4g混合物和100mLNaOH溶液恰好完全反应。
n(NaOH)=n(NH3)= =0.5mol
c(NaOH)= = = 5.00mol/L
(2)V(NaOH)=140mL完全反应所需固体质量
= =48.16g<51.6g,
因固体过量,所以
V(g)=22.4L·mol-1×5mol·L-1×0.14L=15.68L
(3)V(NaOH)=180mL完全反应所需固体质量
= =61.92g>51.6g,故NaOH过量,固体51.6g完全反应, =
V(g)=16.8L
【答案】:(1)5.00mol/L (2)15.68L (3)16.8L。
【习题精练】
一、选择题:(每小题只有一个选项正确)
1、据称2004年冬季将是自1869年人类有气象观测记录以来的四大暖冬之最。江苏气温预计 较常年偏高4~6℃。这与下列各组中的两种气体在大气中的含量都有关系的是: ( )
A.SO2、CO2 B.NO2、CO
C.CO2、CH4 D.NO、O3
2、美国三位医学教授因发现X 物质在人体血管系统内具有传送信号的功能而荣获1998年度诺贝尔生理学或医学奖。因此 X 物质被誉为“生物信使分子”。已知 X 是一种奇电子数分子,也是一种污染大气的无色气体,且能使血红蛋白失去携氧能力。则 X 是: ( )
A.CO B.HF C.CO2 D.NO
3、起固氮作用的化学反应的是: ( )
A.工业上用氮气和氢气合成氨气
B.一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮
C.氨气经催化氧化生成一氧化氮
D.由氨气制碳酸氢氨和硫酸氨
4、在标准状况下, ①HCl ②NH3 ③SO2 ④NO2分别充满容积相同的烧瓶做喷泉实验, 都获成功, 则生成溶液物质的量浓度相同的是: ( )
A.①②③ B.①②③④
C.①②④ D.①②
5、在NO2与水的反应中,水: ( )
A.是还原剂 B.是氧化剂
C.既是氧化剂又是还原剂 D.既不是氧化剂又不是还原剂
6、密度为0.91 g·cm-3的氨水,质量百分比浓度为25%(即质量分数为0.25),该氨水用等体积的水稀释后,溶液中溶质的质量分数为 ( )
A.等于12.5% B.大于12.5% C.小于12.5% D.无法确定
7、在NH3、HNO3、H2SO4的工业生产中,具有的共同点是: ( )
A.使用吸收塔设备 B.使用尾气吸收装置
C.使用H2作原料 D.使用催化剂
8、工业废气中氮氧化合物是造成污染的主要来源。为治污,工业上通常通入NH3与之发生下列反应:NOX+NH3→N2+H2O。现有NO、NO2的混合气3L,可用同温同压下的3.5LNH3恰好使其完全转化为N2,则原混合气体中NO和NO2的物质的量之比: ( )
A.1:3 B.2:1 C.1:1 D.1:4
9、限用一种试剂, 经过一次性实验就能鉴别下列四种溶液:Na2CO3、(NH4)2SO4、NH4Cl、KNO3, 应选用: ( )
A.AgNO3溶液 B.NaOH溶液
C.Ba(OH)2溶液 D.盐酸
10、Inorganic Syntheses一书中,有一如右图所示的装置,用以制备某种干燥的纯净气体。该装置中所装的药品正确的是:( )
A.A中装浓硫酸,B中装浓盐酸
B.A中装浓盐酸,B中装浓硫酸
C.A中装氢氧化钠浓溶液,B中装浓氨水
D.A中装浓氨水,B中装氢氧化钠浓溶液
11、对下列事实的解释正确的是: ( )
A.浓硝酸在光照下变黄,证明硝酸不稳定,且产物有红棕色气体可溶于浓硝酸
B.向某溶液中加入氯化钡溶液和稀硝酸,生成白色沉淀,则原溶液一定含有SO42-
C.常温下,将铜放入浓硫酸中无明显变化,说明铜在冷的浓硫酸中钝化
D.氯气使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝,说明氯气可与淀粉反应
12、在某100mL混合液中,HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4mol·L-1和0.1mol·L-1。向该混合液中加入1.92g铜粉,加热,待充分反应后,所得溶液中的Cu2+的物质的量浓度(mol·L-1)是: ( )
A.0.15 B.0.225 C.0.35 D.0.45
二、填空题:
13.制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置已略去)。
⑴写出实验室制取氨气的化学方程式:
.⑵收集氨气用 法,要得到干燥的氨气可选用 作干燥剂。
⑶用图1装置进行喷泉实验,上部烧瓶已装满干燥氨气,引发水上喷的操作是 该实验的原理是 .
⑷如果只提供如图2的装置,请说明引发喷泉的方法。
.
14.A、B、C、D均为中学所学的常见物质且均含有同一种元素,它们之间的转化关系如下图所示(反应条件及其他物质已经略去):
。
(1)若A、D的水溶液均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,且D为强酸,则A、D分别为(填写化学式)A: ,D: 。
写出A→B转化的化学方程式: 。
(2)若A的水溶液能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,D的稀溶液能使蓝色的湿润石蕊试纸变红。则A为 ,写出A→B转化的化学方程式:
15. 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 (填以下项目的编号)
A.破坏臭氧层
B.高温下能使一些金属被氧化
C.造成酸雨
D.与人体血红蛋白结合
(2)在含Cu+ 离子的酶活化中心中,亚硝酸根离子(NO2-)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)在常温下,把NO气体压缩到100个大气压,在一个体积固定的容器里加热到50℃,发现气体的压力迅速下降,压力降至略小于原压力2/3就不再改变,已知其中一种产物为N2O,写出上述变化的化学方程式: 。
16.人类也可主动地参与氮循环,合成氨工业就是参与上图过程 ①的手段之一,氮肥的生产和使用促进了植物体内蛋白质和核酸的合成,使农业生产取得了飞速发展,以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法,它具有污染小、成本低等诸多优点。 其过程大体如下:
(1)请写出用天然气制备氢气的化学方程式:
(2)写出合成尿素[CO(NH2)2]反应的化学方程式:
(3)某工厂以标准状态下的含CH489.6%的天然气100 m3为原料经过上述过程,只生产NH4NO3,不生产尿素, 若生产中氮元素无损失,求最多可制得NH4NO3化肥的质量。
17.下图是铜与稀硝酸反应的两个实验装置图,请回答下列问题:
(1)铜与稀硝酸反应的离子方程式_____ _
。
(2)I实验装置中能否证明铜与稀硝酸反应生成的是NO气体______________(填“能”或“不能”),简述理由___________ _
。
(3)若用Ⅱ实验装置进行实验,以证明铜与稀硝酸反应生成的气体是NO,则:检查气密性的操作是__________________________________
_________________________。
在烧杯中加入一定体积的稀硝酸,打开止水夹,用注射器慢慢抽取干燥管内的空气,稀硝酸沿着干燥管慢慢上升,直到充满整个干燥管,停止抽拉注射器,关闭止水夹,观察干燥管内的现象__________________________________
_______________________________________。反应停止后,打开止水夹,用注射器抽取干燥管内的气体(事先已将注射器内原有的空气推出),关闭止水夹后取下注射器,并抽取一定量的空气,观察到的现象是_______________ 。
(4)上述实验完成后,将注射器内的气体通入到NaOH溶液中,其目的是_____ 。
18.某化肥厂用NH3为原料制取硝酸,再进一步制取NH4NO3。已知:由NH3制取HNO3时的产率为88%;由NH3与HNO3反应生成NH4NO3的产率为98%。若用100t NH3制取硝酸铵,则用于制硝酸的氨的质量为多少吨?可制得硝酸铵多少吨?
【答案】
一、选择题:(每小题只有一个选项正确)
1、C 2、D 3、A 4、B 5、D 6、C
7、D 8、A 9、C 10、B 11、A 12、B
二、填空题:
13.⑴2NH4Cl + Ca(OH)2 2NH3↑ + CaCl2 + 2 H2O
⑵ 向下排空气 , 碱石灰
⑶打开止水夹,挤出胶头滴管中的水 ; 氨气极易溶于水,致使烧瓶内气体压强迅速减小。
⑷ 打开止水夹,用手或热毛巾将烧瓶捂热,氨气受热膨胀,赶出玻璃导管内的空气,使得氨气与水接触,即可发生喷泉现象。
14、(1)A:H2S D:H2SO4
2H2S+3O2 == 2SO2+2H2O;
(2)A:NH3 4NH3+5O2 == 4NO + 6H2O
15.(1)C、D。
(2) Cu+ + NO2- + 2H+ = Cu2+ + NO↑+H2O
(3) 3NO = N2O +NO2
16.(1)CH4 + 2H2O CO2 + 4H2
(2)2NH3 + CO2 = CO(NH2)2 + H2O
(3)426.5Kg
17.(1)3Cu + 2NO3 – + 8H+ 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O
(2)不能,因为圆底烧瓶中有空气,空气中的氧气会与NO反应生成NO2,出现红棕色。
(3)关闭止水夹,将干燥管放入带有水的烧杯中,若干燥管内的液面比烧杯中的液面低,且过一段时间后干燥管内的液面位置保持不变,则表明该装置的气密性良好。铜片溶解,且表面有无色气泡产生,溶液变成蓝色,液面下降。有红棕色气体产生。
(4)防止污染环境。
18、52.7t, 218t
专题四 第一单元 含硫化合物的性质与应用
二氧化硫的性质和应用
【学海导航】1、掌握二氧化硫的物理性质和化学性质
2、二氧化硫的危害
3、酸雨的形成和防护
【主干知识】
1.(1)物理性质:二氧化硫是一种 色有 气味的有毒气体,易液化;密度比空气 , 溶于水,常温、常压下1体积水大约能溶解 体积的二氧化硫。
2.化学性质:
二氧化硫是一种酸性氧化物,它的水溶液呈 。
①SO2是酸性氧化物:(请与CO2对比学习)
a.与水反应:
(H2SO3容易被氧化,生成硫酸 )
b.与碱反应:与NaOH溶液反应
与Ca(OH)2溶液反应
②SO2中S元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性(以还原性为主)
a.弱氧化性:与硫化氢反应
b.较强还原性:可被多种氧化剂(如O2、Cl2、Br2、I2、HNO3、KMnO4、H2O2等)氧化
SO2与O2反应
SO2与H2O2反应
SO2使氯水褪色:
SO2使溴水褪色:
③SO2的漂白性:
由此得出结论:
SO2的漂白原理:SO2跟某些有色物质(如品红等)化合生成无色物质,但此无色物质 ,见光、遇热或长久放置又容易 ,又会恢复到原来的颜色(与HClO、过氧化氢等的漂白原理有本质区别)
SO2不能漂白酸碱指示剂,如SO2只能使紫色石蕊试液变红,不能使它褪色。
3.二氧化硫的污染
SO2是污染大气的主要物质之一,主要来自于 。
①SO2直接危害人体健康,发生 疾病,直至人死亡。
②形成硫酸形酸雨
空气中硫的氧化物和氮的氧化物随雨水降下就成为酸雨,酸雨的pH<5.6。正常的雨水由于溶解CO2形成弱酸H2CO3,pH约为5.6。
硫酸型酸雨的形成有两条途径:
SO3 H2SO4
SO2
H2SO3 H2SO4
反应方程式分别为
减少酸雨的产生可采用的措施有:燃料脱硫;少用煤作燃料;开发新能源。
4.二氧化硫的用途:制 ,用作 ,杀灭霉菌和细菌等,还可作食物和干果的 。
【精彩例题】
例题1:我国三峡工程所提供的水电,相当于每年燃烧3000万吨原煤的火力发电站产生的电能,因此三峡工程有助于控制( )A.温室效应 B.白色污染C.酸雨产生 D.农药、化肥污染
例题2:下列关于二氧化硫的叙述中错误的是 ( )
A在高温下二氧化硫可被催化氧化成三氧化硫
B二氧化硫可使品红溶液褪色
C二氧化硫既具有氧化性又具有还原性
D二氧化硫与水反应生成硫酸
例题3:将等物质的量的SO2和Cl2混合均匀后,通入以下溶液,下列说法不正确的是
A.品红溶液褪色 B.AgNO3溶液产生沉淀 ( )
C.BaCl2溶液产生沉淀 D.石蕊试液变红
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
一、选择题
1.防治酸雨最根本的途径是 ( )
A.减少矿物燃料使用量
B.减少人为硫氧化合物和氮氧化合物排放量
C.减少温室气体排放量
D.植树造林
2.下列物质中硫元素只显示还原性的是 ( )
A.H2S B.SO2 C.S D.H2SO4
3.既使石蕊试液最终变为红色,又能使品红试液变为无色,还能使溴水褪色的是
A.Cl2 B.H2S C.SO2 D.CO ( )
4.如图是一套检验气体性质的实验装置图。向装置中缓慢通入气体X,若关闭活塞K,则品红试液无变化,而澄清石灰水变浑浊;若打开活塞K,则品红试液褪色。X和Y可能是 ( )
A.SO2、Na2SO3 B.CO2、Na2SO3
C.SO2、Na2CO3 D.Cl2、Na2CO3
5.X盐和Y酸反应,可放出有气味的气体Z;Z跟NaOH溶液反应又得到X;Z氧化的最终产物为W ,W溶于水又得到Y,则X和Y是( )
A.Na2S和H2SO4 B.Na2SO3和盐酸 C.Na2S和盐酸 D.Na2SO3和H2SO4
6.煤燃烧生成的气体中能形成酸雨的是 ( )①一氧化碳 ②二氧化碳 ③二氧化硫 ④二氧化氮A ①② B ①③ C ③④ D ②④
7.下列各组气体中,一经混合即能迅速发生反应的是 ( )
A.H2和O2 B.H2和Cl2 C.H2S和SO2 D.H2S和O2
8.除去SO2中混有的HC1气体,可选用的试剂是 ( )
A.石灰水 B.浓硫酸 C.饱和NaHSO3溶液 D.饱和Na2SO3溶液
9.将H2S、SO2、SO3各0.01mol,依次溶解于1L水中,最后得到的溶液具有( )
A.中性,漂白性 B.酸性,漂白性 C.只有酸性 D.只有漂白性
10.将二氧化硫通入溴水中发生如下的反应:SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4 ,反应中转移的电子数和还原剂是 ( )
A.2e-,H2SO4 B.4e-,SO2 C.2e-,Br2 D.2e-,SO2
二、填空题
11.一种试剂除去下列各气体中的杂质(括号内):
⑴CO2(HCl):试剂 ,离子方程式
⑵CO2 (SO2):试剂 ,离子方程式
⑶SO2 (HCl)试剂: ,离子方程式
⑷Cl2(HCl)试剂:
12.有甲、乙、丙三种常见的单质,在一定条件下可按图示关系转化为X、Y、Z三种常见的化合物。①在X、Y、Z三种化合物中,一定含有乙元素的是 (用X、Y、Z符号表示)。②单质乙一定是由 元素组成。理由是______________________________________________________________________。③X、Y、Z三种化合物的化学式依次为 、_____________、_______________。
13.有一瓶无色气体,可能含有CO2,HCl ,HBr ,SO2 中的一种或几种气体,将气体通入适量氯水中,得到无色透明的溶液,继续向该溶液中加入少量的BaCl2溶液和盐酸,有白色沉淀产生。则原气体中一定含有_______,肯定不含有__ ___,可能含有________________________。
三、计算题
14.两份不同浓度的NaOH溶液各500ml,分别吸收1120ml(标况下)SO2气体,反应后溶液中分别有5.75g和7.10g溶质。求两份NaOH溶液的物质的量浓度。
专题四:第二单元 生产生活中的含氮化合物
—— 氮氧化物的产生及转化
【主干知识】
1、氮气:无色无味、难溶于水的气体。空气中78%(体积分数)是氮气。
氮分子(N2)为双原子分子,结构稳定,决定了氮气性质的稳定性,常温下氮气很稳定,很难与其它物质发生反应,因此,生产上常用氮气作保护气。但这种稳定是相对的,在一定条件下(如高温、放电等),也能跟某些物质(如氧气、氢气等)发生反应。
2、固氮作用:游离态氮转变为化合态氮的方法。
途径 举例
自然固氮 → 闪电时,N2 转化为NO
N2 + O2 == 2NO
生物固氮 → 豆科作物根瘤菌将N2 转化为化合态氮
工业固氮 → 工业上用N2 和H2合成氨气
N2 + 3H2 2NH3
3、氮氧化物(NO和NO2):
NO
NO2
色、态(常温下)
气 味
毒 性
重要反应
氮氧化物对环境的污染、危害及防治措施
①硝酸型酸雨的产生及危害
②造成光化学烟雾的主要因素③破坏臭氧层
措施:使用洁净能源,减少氮氧化物的排放;为汽车安装尾气转化装置;处理工厂废气
【典型例题】
1、Murad等三位教授最早提出了NO分子在人体内有独特功能,近年来此领域研究有很大进展,因此这三位教授荣获了1998年诺贝尔医学及生理学奖,关于NO的下叙述不正确的是 ( )
A、NO可以是某些低价N物质氧化的产物
B、NO不是亚硝酸的酸酐
C、NO可以是某些高价N物质的还原产物
D、NO是红棕色气体
【巩固练习】
1、下列物质不属于城市空气质量日报的是
A、二氧化硫 B、氮氧化物 C、二氧化碳 D、悬浮颗粒 ( )
2、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、H2
3、下列气体由于能结合血红蛋白而引起中毒的是 ( )
A、Cl2 B、NO C、O2 D、CO
4、鉴别NO2和溴蒸汽的方法正确的是 ( )
A、用氢氧化钠溶液 B、用湿润的淀粉碘化钾试纸
C、用硝酸银溶液 D、用蒸馏水
5、美国医学教授因发现X 物质在人体血管系统内具有传送信号的功能而荣获1998年诺贝尔生理学和医学奖。因此 X 物质被誉为“生物信使分子”。已知 X 是一种奇电子数分子,也是一种污染大气的无色气体且能使血红蛋白失去携氧能力。则 X 是: ( )
A.CO B.HF C.CO2 D.NO
6、起固氮作用的化学反应的是: ( )
A.工业上用氮气和氢气合成氨气 B.一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮
C.氨气经催化氧化生成一氧化氮 D.由氨气制碳酸氢氨和硫酸氨
7、在NO2与水的反应中,水: ( )
A.是还原剂 B.是氧化剂
C.既是氧化剂又是还原剂 D.既不是氧化剂又不是还原剂
8、一定体积下,将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中,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气体总体积的 ( )
A、 B、 C、 D、
9、在体积为VL的密闭容器中通入a mol NO和b mol O2,反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为 ( )
A、 B、 C、 D、
10、在标准状况下,将NO2和O2按体积比为4﹕1充满一个干燥的烧瓶,将烧瓶倒置于水中,瓶内液面上升,最后烧瓶内溶液的物质的量浓度为 ( )
A、0.045mol/L B、0.036mol/L C、0.026mol/L D、0.030mol/L
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
11、电闪雷鸣是人们司空见惯的自然现象,地球上每年平均发生315160余次闪电
每当雷电交加之际,空气中可能发生如下反应:
① ②
③ ④
12、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 (填以下项目的编号)
A.破坏臭氧层
B.高温下能使一些金属被氧化
C.造成酸雨
D.与人体血红蛋白结合
(2)在含Cu+ 离子的酶活化中心中,亚硝酸根离子(NO2-)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: 。
13、汽车尾气(含有烃类、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 开发氢能源 b 使用电动车
c 植树造林 d 戴上呼吸面具
14、地球外层空间存在臭氧和氧原子,该臭氧层的存在能吸收和阻挡太阳的有害强烈紫外线辐射,可是人为的大气污染物会破坏臭氧层,如超音速飞机排放物中的氮氧化物(NO和NO2),它们和O3及O发生如下反应:O3+NO=NO2 + O2 ,O+ NO2=NO+ O2。这两个反应反复循环,其总反应为: 。由此可见,氮氧化物在破坏臭氧层的过程中起了 作用。
15、将一充满NO2和O2混合气体的试管倒立于水中,若试管容积为10ml,充分反应后剩余气体为1ml,求原混合气体中NO2和O2的体积各为多少毫升?
班级:高一( )班 姓名: 学号: 成绩:
高一化学教学案一体化 第二单元 生产生活中的含氮化合物
氮肥的生产和使用
【学习目标】
1、认识氨和铵盐的性质和用途,知道含氮化合物的应用对社会生产的作用和对自然环境的影响。
2、知道氮肥的性能和使用氮肥的注意事项,认识到科学使用化肥的意义。
【主干知识】
氮肥的生产和使用
1、写出合成氨的反应方程式:_________________________________________________
2、喷泉实验
⑴喷泉实验的原理:
⑵实验现象:
⑶实验结论:
思考:①喷泉为什么不满或失败?
②能否用CO2气体设计一个喷泉实验?如何设计?空气可以吗?
3、NH3与水的反应:
在氨水中既有自由的氨分子,也有水合氨分子和铵离子,主要形成水合氨分子。只有一小部分水合氨分子电离成铵根离子和氢氧根离子,故溶液显弱碱性。在氨水中存在下列平衡:。
NH3·H2O一元弱碱:氨的水溶液称为氨水(试分析氨水中所含微粒种类),氨水密度小于水,其密度随浓度增大而减小(酒精与之相同,硫酸、盐酸都与之相反)
NH3·H2O不稳定,加热易分解NH3·H2O==NH3↑+H2O。
4、氨与氯化氢反应:
⑴实验现象:
⑵实验结论:
⑶化学反应方程式:
⑷氨与酸反应的实质是:
⑸氨气的检验方法:
铵盐的性质
1、铵盐的热解:(一般规律)
(1)若为非氧化性酸形成的铵盐,受热分解成NH3和对应的酸。(酸不稳定继续分解);(2)若为氧化性酸形成的铵盐,受热分解发生氧化—还原反应,产物复杂一般不要求同学们掌握。
2、铵盐的碱解
实质:与碱反应:NH4+ + OH-△ NH3↑+ H2O
注意:①该反应要生成NH3,必须要有加热条件,否则只能写成NH3·H2O
②该反应有何重要应用?一是实验室利用该反应来制取NH3,二是利用该反应检验或鉴定NH4+,请你说出鉴定NH4+方法?
【精彩例题】
例1下列反应起了氮的固定作用的是
A.氮气和氢气在一定条件下反应生成氨气 B.一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮
C.氨气被氧化为一氧化氮 D.由氨气制碳酸氢铵、硫酸铵和尿素
E.闪电时大气中氮的氧化物的生成 F.豆科植物的根瘤菌把大气中的氮转化成氨
例2密度为0.9g/cm-3的氨水,质量分数为25%,设氨水用等质量的水稀释后,所得溶液的溶质的质量分数为 ( )
A、等于12.5% B、大于12.5% C、小于12.5% D、无法确定
例3标准状况下,将X L NH3溶于1LH2O中,制得密度为0.90 g·cm-3浓度为12mol·L-1的氨水,求:X=?
【达标提高】
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
1、“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质是
A.氯化钠 B.固体硝酸铵 C.固体氢氧化钠 D.生石灰
2、在1L1mol/L氨水中
A.含1molNH3氨分子 B.含NH3和NH4+之和为1mol
C.含1molNH3·H2O D.NH3、NH3·H2O、NH4+之和为1mol
3、下列各组气体在常温下,极易发生非氧化还原反应而不能共存的是
A.硫化氢和二氧化硫 B.一氧化氮和氧气 C.氨气和氯化氢 D.氯气和硫化氢
4、下列物质中, 既能和盐酸反应, 又能和NaOH溶液反应的是
①NaHCO3 ②Al2O3 ③Al(OH)3 ④Ca(HCO3)2 ⑤(NH4)2S
A.有②③④⑤ B.有④和⑤ C.有①②③ D.全部
5、喷泉实验时烧瓶中充入a气体,滴管中盛放b溶液,烧杯中盛放b溶液,当把滴管中a溶液挤入烧瓶中,不能形成喷泉实验的是
A.a:氨气 b:水 B.a:二氧化硫 b:氢氧化钠水溶液
C.a:二氧化氮 b:水 D.a:氯气 b:氯化钠水溶液
6、某温度下,在体积一定的密闭容器中适量的NH3(气)和Cl2(气)恰好完全反应若反应产物只有N2(气)和NH4Cl(固),则反应前后容器中压强比应接近于
A.1:11 B.11:1 C.7:11 D.11:7
7、固体混和物,可能有氯化钙、碳酸铵、烧碱、硫酸铵,将它溶解于水得到无色澄清溶液,无其它明显现象,向溶液中加入硝酸钡溶液,产生白色沉淀,再加入硝酸,沉淀部分消失,原混和物中肯定有
A.CaCl2 和(NH4)2SO4 B.(NH4)2SO4 和(NH4)2CO3
C.NaOH和CaCl2 D.NaOH和(NH4)2SO4
8、气体X可能由NH3、Cl2、H2S、HBr、CO2中的一种或几种组成。已知:X通入AgNO3溶液时产生淡黄色沉淀,该沉淀不溶于稀硝酸;若将X通入澄清石灰水,却不见沉淀产生。则有关X的成分,下列说法正确的是
一定有HBr,可能有CO2 ②一定不含CO2 ③一定不含NH3、Cl2、H2S
④ 可能含CO2、Cl2
A.只有① B.只有③ C.①和③ D.②和③
9、标准状况下, VL氨气被1L水吸收后, 测得所得氨水的密度为d g/cm3, 则氨水的物质
的量浓度可表示为______________mol/L; 氨水中溶质的质量分数可表示为_________%.(本题中氨的式量以 17.0计,水的密度以1.00g·cm-3计)
10、某气体可能含有CO、CO2、NH3、HCl、H2和H2O(g)中的一种或几种,当依次通过澄清石灰水(无浑浊现象)、Ba(OH)2(有浑浊现象)、浓硫酸、灼热的CuO(变红)和无水CuSO4(变蓝)时,则可断定该混合物中一定有__________,可能有_________,一定没有_________
11、有下列实验装置:
盐酸
还原铁粉
a D
锌粒 干燥剂 E酚酞试液
A B C
示意图中A是简易的氢气发生器,B是大小适宜的园底烧瓶,C是装有干燥剂的U形管,
a是旋转活塞,D是装有还原铁粉的反应管,E是装有酚酞试液的试管。实验前先检查实
验装置的气密性。实验开始时,先关闭活塞a,并取下烧瓶B,向A中加入一定量浓度适
当的盐酸,发生氢气,经必要的“操作”[见问题(2)]后,在导管的出口处点燃氢气,然
后如图所示套上烧瓶B,塞紧瓶塞,氢气在烧瓶中继续燃烧。用酒精灯加热反应管D中的
还原铁粉,待B中氢气的火焰熄灭后,打开活塞a,气体通过反应管D进入试管E中,使
酚酞试液呈红色。请回答下列问题:
(1)实验前如何检查实验装置的气密性?
答:
(2)点燃氢气前必须进行 操作,进行该操作的方法是
。
(3)写出B、D中分别发生的化学方程式:
B中:
D中:
(4)C中所盛干燥剂的名称是 ,该干燥剂的作用是 ____
专题四:硫、氮和可持续发展
第二单元 硝酸的性质(第一课时)
【学海导航】1、了解硝酸的物理性质。
2、掌握硝酸的主要化学性质,特别是硝酸的重要特性—--不稳定性和强氧化性。
3、掌握工业上氨催化氧化法制硝酸的反应原理,并了解主要生产过程
【知识准备】
1.物理性质:纯硝酸是 色、易挥发、 气味的 体,能跟水以任意比例互溶,常用浓硝酸的质量分数为69% “发烟硝酸”的质量分数为 。
2.化学性质:硝酸除具有强酸的通性(电离方程式为 )外
还有如下的特性:
(1)不稳定性:观察浓硝酸的颜色,预测可能是什么原因,用实验证明你的结论。
。反应方程式:
拓展:由此可知硝酸如何保存? 。 (2)强氧化性:
演示实验:浓、稀硝酸分别与Cu反应,观察实验现象。
①与金属反应(写出浓、稀硝酸分别与Ag、Cu反应的化学方程式和离子方程式)
浓硝酸
稀硝酸
Cu
Ag
*可用稀硝酸洗涤沾附在仪器内壁上的银。
反应规律:a.浓、稀HNO3能氧化除Au、Pt以外的所有金属。
b.可用通式表示:M + HNO3 M(NO3)n+还原产物+ H2O
c.氧化性:浓HNO3>稀HNO3。(稀HNO3使石蕊试液变红后不褪色)
与非金属反应:写出浓硝酸与C反应的化学方程式。
与其它还原剂的反应:写出离子方程式:稀硝酸分别与SO32-、Fe2+反应:
【巩固练习】
( )1、下列溶液:①BaCl2溶液、②溴水、③AgNO3溶液、④浓硝酸、⑤氯水、⑥稀硫酸,
可以用无色玻璃滴瓶长期存放的是
A.①② B.①⑥ C.③④ D.⑤⑥
( )2、下列化学反应中,硝酸只表现了氧化性的是
A.3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O B.CuO+2 HNO3 (稀)=Cu(NO3) 2 +H2O
C.C+4HNO3 (浓)=CO2+4 NO2↑+2H2O D.3Ag+4 HNO3 (稀)=3 Ag NO3 +NO↑ +2H2O
( )3、右图装置可用于
A.加热NaHCO3制CO2
B.用Cu和稀HNO3反应制NO
C.用NH4Cl与浓NaOH溶液反应制NH3
D.用NaCl与浓H2SO4反应制HCl
( )4、用以下三种途径来制取相等质量的硝酸铜①铜跟浓硝酸反应②铜跟稀硝酸反应;
③铜先跟氧气反应生成氧化铜,氧化铜再跟硝酸反应。以下叙述正确的是
A.三种途径所消耗的铜的物质的量相等
B.三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等
C.所消耗的铜的物质的量是:途径③>途径①>途径②
D.所消耗的硝酸的物质的量是:途径①>途径②>途径③
( )5、将铁屑溶于过量盐酸后,再加入下列物质,会有三价铁生成的是
A.硫酸 B.氯水 C.硝酸锌 D.氯化铜
( )6、38.4g铜与适量浓HNO3反应,铜全部作用后共收集到22.4L标准状况下气体(不考虑NO2转化为N2O4),则反应消耗HNO3的物质的量为
A.1mol B.1.6mol C.2.2mol D.2.4mol
( )7、下列反应中,硝酸既表现氧化性又表现酸性的是
A.Cu + HNO3 B.C + HNO3 C.CuO + HNO3 D.FeO + HNO3
8、硝酸在反应中的动态变化:在浓硝酸中放入铜片,回答下列问题:
(1)开始反应的化学方程式为 ,实验现象为
(2)若铜有剩余,则临近结束时的反应方程式为
(3)待反应停止后,再加入少量25%的硫酸,现象为 原因是
9、若将12.8gCu跟一定量的浓硝酸反应,铜消耗完时,共产生5.6L(STP)气体。则所消耗的HNO3物质的量为多少?所得气体的平均式量为多少?
专题四:硫、氮和可持续发展
第二单元 硝酸的性质 (第二课时)
【学海导航】掌握工业上氨催化氧化法制硝酸的反应原理,并了解主要生产过程。
【知识准备】硝酸的制法
硝酸的工业制法:原理:(写出化学方程式) ,
, 。
设备 ,为提高原料利用率,采用的措施是 ,
硝酸厂的尾气主要是 ,尾气处理的方法是 。
【例题】
铜和镁的合金8.8g完全溶于浓硝酸,若反应中硝酸被还原只产生6720mL的NO2气体和1120mL的N2O4气体(都已折算到标准状况),在反应后的溶液中,加入足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀的质量为多少?
【巩固练习】
( )1、实验室可以利用NaNO3和浓H2SO4加热制取硝酸,这是利用了HNO3的
A.氧化性 B.强酸性 C.不稳定性 D.挥发性
( )2、在铁和铜的混合物中,加入一定量的稀HN03,充分反应后剩余m1 g金属,再向其中加入一定量的稀硫酸,充分振荡后,剩余m2 g金属,则m1与m2之间的关系是
A.m1一定大于m2 B.m1可能等于m2
C.m1一定等于m2 D.m1可能大于m2
( )3、已知镁和稀硝酸反应时,每有1mol HNO3反应,就有0.8mol电子转移,此时硝酸的还原产物可能是
A.NO2 B.N2O C.NH4NO3 D.NO
( )4、0.4molCu2S与足量浓硝酸反应,生成H2SO4、NO2、Cu(NO3)2和H2O,则参加反应而未被还原的HNO3的物质的量为
A.4mol B.5.6mol C.1.6mol D.0.8mol
( )5、有一无色气体, 不溶于水, 也不溶于碱溶液, 但在常温下能被空气氧化, 该气体是
(A)H2S (B)CO (C)NO (D)NH3
( )6、某单质与浓硝酸反应时,每有0.25mol单质反应就消耗1molHNO3,则该单质氧化后所显示的化合价为
A. +1 B. +2 C. +3 D. +4
( )7、0.1mol固体M(NO3)2加热分解,2M(NO3)2 2MO + 4NO2 ↑ + O2↑
将产生的气体用排水法收集,在标准状况下收集到的气体的体积接近
A.5.6L B.4.48L C.0L D.1.12L
8、下图中的每一方格表示有关的一种反应物或生成物,其中A和C为无色气体。
填写下列空白:
已知:2Na2O2+O2=2Na2CO3+O2
(1)物质M可以是 ;C是 ;F是 (填化学式)。
(2)反应①的化学方程式是 。
(3)反应②的化学方程式是 。
8.由Cu、Ag组成的合金30g,溶于80mL13.5mol·L-1HNO3中充分反应后,合金全部
溶解并放出6.72L气体(STP),所得溶液中C(H+)=1 mol·L-1。若不考虑溶液体积变化,求原合金中银的质量分数
专题四 第一单元 含硫化合物的性质与应用
硫和含硫化合物的相互转化
【学海导航】
1、掌握含硫化合物的制备方法
2、掌握硫及其化合物的相互转化
【主干知识】
一、硫的性质
1、自然界中的硫元素主要以 、 、 等形式存在。
2、硫元素的常见化合价有 。
3、物理性质:颜色 ;俗名 ;溶解性 。
4、化学性质:
①做氧化剂:H2+S→ Fe+S→ Cu+S→
②做还原剂:S+2H2SO4(浓) △ 3SO2↑+2H2O
③既做氧化剂,又做还原剂 3S+6KOH △ 2K2S+3K2SO3+3H2O
(此反应用于除去试管中残留的硫)
④特性:Hg、Ag在常温下虽跟O2不反应,但却易跟S反应
Hg+S=HgS (此反应用于消除室内洒落的Hg)
5、硫及其化合物性质比较:
?
S
H2S
SO2
H2SO4
色态味
溶解性
化 学
性 质
制
取
★不同价态硫的相互转化
-2 0 +4 +6
S S S S
转化关系图:
H2S SO2 SO3
FeS S H2SO3 H2SO4
HgS Na2SO3 Na2SO4
写出上述物质间相互转化的化学方程式:
【精彩例题】
1.氯气和二氧化硫皆可做漂白剂,若用两者 (体积比1:1) 一起漂白一种物质时,漂白效果会 ( )
A. 增强 B. 不变 C. 减弱 D. 难确定
2.盛有氯化钡稀溶液的甲乙两试管分别通入SO2至饱和,若向甲试管中加入足量硝酸,乙试管中加入足量氢氧化钠溶液,则下列叙述正确的是 ( )
A. 甲、乙两试管都有白色沉淀生成 B. 甲、乙两试管都没有白色沉淀生成
C. 甲试管没有白色沉淀生成而乙试管有 D. 甲试管有白色沉淀生成而乙试管没有
3.下列反应中,调节反应物用量或浓度,不会改变反应产物的是:( )
A.H2S在O2中燃烧 B.铁在硫蒸气中燃烧
C.二氧化硫通入石灰水 D.硫酸中加入锌粒
4.硫酸亚铁强热时反应方程式如下: 2FeSO4 == Fe2O3+SO2↑+SO3↑,将气体混合物通入足量氯水后加入氯化钡溶液,实验现象正确的是: ( )
A.生成白色BaSO4 B.生成白色BaSO3沉淀
C.生成BaSO4及BaSO3沉淀 D.生成白色BaSO4沉淀及放出SO2气体
5.久置的油画,白色部位(PbSO4)常会变黑(PbS),用双氧水揩擦后又恢复原貌,有关反应的化学方程为: 。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
一、选择题
1.下列物质中硫元素只显示还原性的是
A.H2S B.SO2 C.S D.H2SO4
2.下列物质中不能由单质直接化合生成的是
①CuS ②FeS ③SO3 ④Fe2O3 ⑤FeCl2 ⑥Hg2S
A.①②③⑤ B.①③⑤⑥ C.①③④⑤⑥ D.全部
3.在空气中不易变质的是
A.Na2SO3 B.NaHSO4 C.亚硫酸 D.氢硫酸
4.已知下列氧化剂均能氧化+4价的硫元素,为除去稀硫酸中混有的亚硫酸,以得到纯净的稀硫酸,应选用的最合理的氧化剂是
A.KMnO4 B.Ca(ClO)2 C.H2O2 D.Cl2
5.用1L1.0mol/L的NaOH溶液吸收0.8mol的SO2,所得溶液中的SO32-和HSO3-的物质的量浓度之比最接近于
A.2:1 B.1:3 C.3:2 D.2:3
6.将碘水滴入Na2S溶液中,溶液浑浊;将溴水滴入KI溶液中,溶液由无色变为褐色,通过以上两个实验可得到的正确结论是 ( )
A.离子的氧化性由强到弱的顺序为:Br->I->S2-
B.离子的还原性由强到弱的顺序为:Br->I->S2-
C.元素的非金属性由强到弱的顺序为:Br>I>S
D.离子的还原性由强到弱的顺序为:S2->I->Br-
7.在由Na2S、Na2SO3、Na2SO4组成的固体混合物中,已知S的质量分数为25.6% ,则氧的质量分数为
A.36.8% B.37.6% C.51.2% D.无法计算
8.将SO2通入BaCl2溶液,未见沉淀,通入另一气体X仍无沉淀,则X可能是
A.H2S B.NH3 C.Cl2 D.CO2
9.对于反应3S+6KOH △ K2SO3+2K2S+3H20,下列说法中正确的是 ( )
A.S是氧化剂,KOH是还原剂 B.若3mol硫完全反应,则反应中共转移了4mol电子
C.还原剂与氧化剂的质量之比为2:1 D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为3:2
10.X盐和Y酸反应,可放出有气味的气体Z;Z跟NaOH溶液反应又得到X;Z氧化的最终产物为W ,W溶于水又得到Y,则X和Y是
A.Na2S和H2SO4 B.Na2SO3和盐酸 C.Na2S和盐酸 D.Na2SO3和H2SO4
二、填空题
1.①含硫煤燃烧时会产生大量的SO2,对大气产生污染。在含硫煤中加入生石灰能有效地减少SO2的排放,这是为什么?_________________________________。
②实验室制取SO2时多余气体的处理方法:________________________________。
怎样检验在SO2中混有CO2?______________________________。
③在SO2中混有HCl,怎样除去?______________________________________。
2.亚硫酸钠中有+4价的硫,它既有氧化性又有还原性,现有试剂:溴水、Na2S溶液、Na2SO3溶液、稀H2SO4、NaOH溶液、氨水
(1)要证明Na2SO3具有还原性,应选用的试剂有__________,看到的现象是____ ,反应的方程式为_________________________ _。
(2)要证明Na2SO3具有氧化性,应选用的试剂有_______________,看到的现象是________________,反应的方程式为________ _。
3.按下列方法制得气体A、B、C.①Na2SO3与浓H2SO4反应产生气体A;②MnO2与浓盐酸反应产生气体B;③FeS与稀HCl反应产生气体C.试回答下列问题:
(1)生成的三种气体中 具有漂白性, 在空气中燃烧;?
(2)把气体B通入A的水溶液中,反应的化学方程式为 ,此反应中,
是还原剂;
(3)把气体A通入FeCl3溶液中,反应的现象为 ,化学方程式为 ;
(4)把气体C通入到溴水中,反应的化学方程式为 ,反应中 是氧化剂.
三、实验题
1.某亚硫酸钠试剂已部分被氧化,为确定它的纯度,要进行如下实验:①称取样品w1g; ②将样品溶解;③给溶液加入稍过量的盐酸酸化了的BaCl2溶液;④过滤、洗涤、干燥沉淀,称其质量为w2g.试回答:
(1)BaCl2要用盐酸酸化的原因是
(2)BaCl2溶液要稍过量的原因是
(3)判断操作③是否完成。方法是
(4)判断沉淀是否洗净的方法是
(5) Na2SO3纯度的表示式为
班级:高一( ) 姓名: 学号 成绩
专题4 硫、氮和可持续发展
硫酸的制备和性质
【学海导航】
1.知道工业生产硫酸的基本原理,了解浓硫酸的特性和硫酸的应用以及硫酸生产过程中产生的废气对环境的污染
2.认识几种常见的硫酸盐及其用途。
3. 1、了解硫酸的物理性质、硫酸的通性;
2、掌握浓硫酸的特殊性:吸水性、脱水性、强氧化性。
1、了解硫酸的用途;
2、掌握浓硫酸的特殊性:强氧化性。
【主干知识】
一、硫酸的工业制法
古代: 。
目前工业:接触法制硫酸
(1)接触法制硫酸的生产阶段、典型设备、反应原理、归纳完成下表:
三阶段
1.造气
2.接触氧化
3.SO3的吸收
三设备
三反应
注意事项
(2)尾气的吸收。通常工业上是用氨水来吸收SO2,其反应式为:SO2+2NH3·H2O=(NH4)2SO3+H2O,(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3,
二、硫酸的性质
(1)硫酸的物理性质
纯硫酸是无色油状的液体,沸点高,密度大,能与水以任意比互溶,溶解时放出大量的热。
(2)硫酸的化学性质
1、吸水性:H2SO4+nH2O==H2SO4·nH2O
〖注意〗“水”可以是混合气体中的水蒸气,也可以是结晶水合物中的结晶水!
2、脱水性:浓硫酸可以使有机化合物中的H、O元素按H2O的组成从有机物中“脱离”出来,结合成水分子。如:C12H22O11(蔗糖)==12C+11H2O,所以浓硫酸对有机物有强烈的腐蚀作用。
※如果皮肤上不慎沾上浓硫酸,正确的处理方法是 。
〖对比〗吸水性和脱水性的区别。
3、强氧化性:
a冷的浓硫酸使Fe、Al等金属表面生成一层致密的氧化物薄膜而钝化。
b活泼性在H以后的金属也能反应(Pt、Au除外) Cu+H2SO4(浓)====CuSO4+SO2↑+2H2O
c与非金属反应:C+2H2SO4(浓)====CO2↑+2SO2↑+2H2O
d 能与其他还原性物质反应
2.硫酸盐
名称
俗称和成分
颜色
名称
俗称和成分
颜色
硫酸钙
石膏CaSO4?2H2O
熟石膏2CaSO4?H2O
白色
硫酸钡
重晶石BaSO4
白色
硫酸亚铁
绿矾FeSO4?7H2O
绿色
硫酸钠
芒硝Na2SO4?10H2O
白色
硫酸铜
胆(蓝)矾CuSO4?7H2O
蓝色
硫酸锌
皓矾ZnSO4?7H2O
白色
三、硫酸的用途
(1)制磷肥、氮肥等肥料,也可用于除锈,还可制实验价值较大的硫酸盐等;
(2)利用其吸水性,在实验室浓硫酸常用作 剂;
(3)利用浓硫酸的高沸点、难挥发性,常用作制取各种挥发性酸,如: 气体;
(4)利用其脱水性,常用作脱水剂。
【精彩例题】1、用实验验证炭和浓硫酸反应的产物。
(1)如按气流由左向右流向,连接上述装置的正确顺序是(填各接口字母):
;
(2)实验中哪些现象能分别证明产物中有水、二氧化硫和二氧化碳?
;
;
(3)盛品红试液的试剂瓶为什么要用两次?
;
(4)在浓H2SO4跟木炭、浓H2SO4跟铜的两个反应中,是否利用浓H2SO4的同一性质?
。
【巩固练习】
1.工业上常用稀硫酸清洗铁表面的锈层,这是利用硫酸的 ( )
A、 强氧化性 B、不挥发性 C、酸性 D、吸水性
2.50mL 18mol/L的硫酸中加入足量的铜片并加热,被还原的硫酸的物质的量
A、小于0.45mo1 B、等于0.45mol
C、在0.45mol和0.9mol之间 D、大于0.9mo1
3.下列关于硫酸性质的描述中,正确的是
A、浓H2SO4有氧化性,稀H2SO4无氧化性
B、由于浓H2SO4具有脱水性,所以可用做干燥剂
C、稀H2SO4与铜不反应,但浓H2SO4在加热条件下可与铜反应
D、在受热的情况下浓硫酸也不与铁、铝发生反应
4.在下述反应中,浓H2SO4既表出现氧化性,又表现出酸性的是
A、C+H2SO4 B、H2S+H2SO4
C、NaCl+H2SO4 D、Cu+H2SO4
5.下列离子方程式中,不正确的是
A、氢氧化铜与硫酸反应:Cu(OH)2+2H+==Cu2++2H2O
B、铁与稀硫酸反应:2Fe+6H+==2Fe3++3H2↑
C、氯化钡溶液与硫酸反应:Ba2++SO42—==BaSO4↓
D、氧化铜与硫酸反应:CuO+2H+==Cu2++H2O
6、下列关于亚硫酸、浓硫酸的叙述中,正确的是
A、它们都是酸,彼此不发生化学反应
B、两种酸中,硫元素都既有氧化性,又有还原性
C、两种酸在空气中都很稳定
D、按上述顺序,硫元素的氧化性增强,还原性减弱
7.向盐酸中加入浓H2SO4时,会有白雾生成,不是导致产生该现象的原因的是( )A、浓H2SO4脱水性能??? B、浓H2SO4具有吸水性C、盐酸具有挥发性???? D、气态溶质的溶解度随度随温度的升高而降低8.通常情况下能共存且能用浓硫酸干燥的气体组是 ( )A SO2、Cl2、H2S??? B O2、H2、SO2??? C CH4、H2、Cl2??? D CO、SO3、O29.区别浓H2SO4和稀H2SO4,既简单又可靠的方法是 ( )A、各取少许溶液分别放入铜片`??? B、分别与石蕊试液作用C、用玻璃棒各蘸少许液涂在纸上?? D、各取少许溶液分别放入铝片10.放在敞口容器中的下列溶液,久置后溶液中该溶质的浓度会变大的是( )
A 浓硫酸 B 氢氧化钠 C氯水 D氯化钠
11.将绿矾晶体加强热,除生成水蒸气以外,还发生如下反应:
2FeSO4======Fe2O3+SO2↑+SO3↑,如将生成的混合气体通过BaCl2溶液,应发生的现象有
?A、一定产生BaSO4沉淀??? B、一定产生BaSO3沉淀?C、一定有SO2逸出??????? D、一定有SO3逸出12、为方便某些化学计算,有人将98%浓硫酸表示成下列形式,其中合理的是
A、H2SO4·1/9H2O B、H2SO4·H2O
C、H2SO4·SO3 D、SO3·10/9H2O
13.100g浓度为18mol/L,密度为ρ(g/cm3)的浓硫酸中加入一定量的水稀释成9mol/L的硫酸,则加入水中的体积为
A、小于100mL B、等于100mL
C、大于100mL D、等于100/ρmL
14、将三氧化硫溶解在浓硫酸中所得到的混合物被称为“发烟硫酸”,通常以三氧化硫的质量分数表示其组成。今有1LSO3的质量分数为30%的发烟硫酸(密度为1.95g/cm3),要把它稀释成H2SO4的质量分数为95%的浓硫酸,需加水的体积约为(提示:S元素守恒)
A、120mL B、180mL C、240mL D、300mL
13.工业制CuSO4时,不是直接用铜跟浓H2SO4在加热条件下反应,而是将铜丝浸入稀H2SO4中,再不断由容器下部吹入细小的空气泡。请从原料的用量以及环境保护的角度说明这样做的好处是① _____________________________________ ,
②_____________________________________________________。
13.(12分)下列实验事实或实验现象,反映了硫酸的哪些性质。
(1)在工业上可用铁制槽车或铝制槽车运输浓硫酸 。
(2)浓硫酸与甲酸共热可制备一氧化碳 。
(3)实验室用锌粒和稀H2SO4反应制备氢气 。
(4)浓硫酸露置在空气中质量增加 。
⑸ 浓硫酸使硫酸铜晶体由蓝变白_________________.
22. (1)在硫酸工业生产中,我国采用黄铁矿为原料 生产SO2,反应的化学方程式为: ,该反应在 中进行。
(2)为了有利于SO2的转化为SO3,且能充分利用热能,采 用 了多层催化剂间有热交换器的接触室(见右图)。按此密闭体系中气体的流向,则C处流出的气体为 ,A、B、C三处气体的温度由高到低的顺序为 。
(3)在吸收塔中用 吸收SO3,从吸收塔上部导出的气体再次通入 ,进行第二次氧化,再进行一次吸收后将尾气中很少的SO2净化回收,以防污染大气。
16.向铜片中加入115mL某浓度的硫酸,在加热条件下反应,待铜片全部溶解后,将其溶液稀释到500mL,再加入足量锌粉,使之充分反应,收集到2.24L(标准状况)气体。过滤残留固体,干燥后称量,质量减轻了7.5g。求原硫酸的物质的量浓度。
课件27张PPT。同学们:每天,当你阅读报纸、收听广播或收看电视节目时,经常可以获得关于空气质量的信息。空气质量报告各项指标中,有二氧化硫的指数.为什么要有二氧化硫呢?它有什么危害呢?酸雨对环境的危害二氧化硫的性质和应用第一单元 含硫化合物的性质和应用一、二氧化硫的性质二氧化硫的物理性质思考1:SO2的物理性质体现在哪些方面?
探究1:请设计一个实验来证明SO2是否易
溶于水?气体的物理性质可从以下几个等方面去分析:
(颜色、状态、气味、毒性、密度、溶解性等)二氧化硫试管中的水面上升矿泉水瓶瘪了看颜色想原因闻气味做比较溶解性沸 点能引发呼吸道疾病、浓度高时会令人死亡和空气的相对平均分子量对比沸点为-100C1体积的水大约可以溶解40体积的二氧化硫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。 二氧化硫的物理性质探究2:SO2溶于水仅仅是溶于水吗?有没有发生化学反应?发生化学反应的判断依据是什么?SO2与水的反应:二氧化硫的化学性质|酸性氧化物的通性 SO2 + H2O H2SO3(亚硫酸)探究3:对比实验(1)向一支盛有SO2溶液的试管滴入1-2滴品红溶液,然后振动试管,再加热溶液,观察溶液的颜色变化情况。
(2)向一支盛有氯水的试管滴入1-2滴品红溶液,然后振动试管,再加热溶液,观察溶液的颜色变化情况你能得出什么结论?原理:二氧化硫与某些有色物质直接生成不稳定的无色物质实质:化合作用程度:暂时性,加热可复原范围: 漂白某些有色物质,不能使紫色石蕊试液褪色探究结论:SO2具有漂白性二氧化硫的化学性质 |漂白性永久性暂时性 氯气中HClO将有色物质氧化成无色物质氧化还原反应非氧化还原反应 可漂白大多数有色物质,能使紫色石蕊试液褪色SO2与有色物质直接结合生成不稳定无色物质 漂白某些有色物质,不能使紫色石蕊试液褪色问题探究1:环保部门检测收集酸雨时,pH值在一段时间会有什么变化?问题探究2: SO2具有漂白性,氯水有漂白性,如果混在一起,有漂白性吗?问题探究3:
(1)SO2使滴有酚酞的NaOH溶液红色褪去, SO2体现 性;
(2) SO2使品红褪色,SO2体现 性;
(3) SO2使溴水褪色,SO2体现 性。
二、酸雨的形成三、酸雨的防治阅读:
防治酸雨有哪些措施?1.用新型的能源(氢能、太阳能、核能)
2.对含硫燃料进行脱硫处理
3.对释放出SO2废气进行处理回收利用
4.提高全民的环境保护意识,加强国际间合作防治酸雨的措施二氧化硫物理性质无色、有刺激性气味、有毒、易 液化、比空气重、易溶于水化学性质课堂小结2.下列可以用来鉴别SO2 和CO2 的方法是[ ]
A、通入紫色石蕊试液 B、闻气味 C、通入澄清石灰水 D、通入品红溶液中 B D1.左图是古时用燃烧硫的方法漂白布料的图片。请同学们分析其原理 3.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。
课件16张PPT。专题4 硫、氮和可持续发展第一单元
含硫化合物的性质和应用
(第三课时)二、硫酸的制备和性质H2SO4SO3SO2S硫化物
如 FeS2SO3 + H2O===H2SO4H2OO2O2沸腾炉炉气原料粉碎空气一.造气—沸腾炉一.造气—沸腾炉1.原料:2.设备:3.如何提高原料的利用率?5.炉气中所含的气体有:4.反应原理:硫磺(S)或黄铁矿(FeS2)沸腾炉沸腾炉接触室沸腾炉<600C5000C4500C8500C5000C热交换器催化剂下一张(1)反应原理(2)设备:2) 接触氧化 -----接触室思考:热交换器的作用是什么?3).三氧化硫的吸收和硫酸的生成(1)反应原理:(2)设备:吸收塔(3)尾气:SO2、O2、N2、少量SO3等吸收塔热交换 5000C1500C小知识:硫酸的其它生产办法2(FeSO4·7H2O)===Fe2O3+SO2↑+ SO3↑+14H2O硫酸俗称绿矾油4).尾气处理尾气的组成:SO2,O2,N2、少量SO3等回收利用
碱液吸收法:NH3·H2O
2NH3+H2O+SO2===(NH4)2SO3
请保护我们的环境再见课件11张PPT。硫和含硫化合物的相互转化物性:淡黄色固体,不溶于水,微溶于水酒精,易溶于CS2 氧族元素: O、S、Se、Te、Po硫的性质硫元素的价态S2-、H2S S SO2、SO32- SO3、SO42--2 0 +4 +6硫单质的化性1、跟金属反应:能跟大多数金属反应2Na+S=Na2S (加热或研磨爆炸)Hg+S=HgS(常温下反应 ,除汞)变价金属为低价2Ag+S=Ag2S(黑色、银器变黑)2、跟非金属反应 空气中:淡蓝色,纯氧中:明亮蓝紫色3、跟其他物质反应①S跟碱反应可用于清除硫②S跟强氧化剂反应硫化氢(H2S)1、物理性质无色有臭鸡蛋气味的气体,溶于水
(1:2.6). 有毒。其水溶液叫氢硫酸2、H2S的化学性质点燃2)还原性能与一些氧化剂如: SO2、氯气、浓硫酸、
硝酸、高锰酸钾溶液等反应3)热分解4)溶于水,水溶液叫氢硫酸,它是一种 二元弱酸,不稳定,易被氧化。1)可燃性氧气不足
2H2S + O2 === 2S + 2H2OS2-+2H+=H2S↑S2-+H+ =HS-①与酸反应②与盐反应S2-+Cu2+=CuS↓S2-+Pb2+=PbS↓ 检验
S2-、H2S不溶于盐酸、稀硫酸FeS不溶于水,但溶于酸制H2S硫化物硫酸盐(SO42-)掌握好其检验方法①与酸反应:SO32-+H+=HSO3-SO32-+2H+= SO2↑+H2O实验室制取SO2②有还原性:2Na2SO3+O2=2Na2SO4③有氧化性SO32-+2S2-+6H+=3S↓+3H2O(酸性)用离子方程式表示下列反应过程:Na2SO3和Na2S混合液中加稀HCl思考:亚硫酸盐(SO32-)小结:硫及其化合物的转化关系图导学大课堂P101硫及其化合物的学习主线相同价态的含硫化合物间,通过酸碱反应规律来转化H2SNaHSNa2SNaOHNaOHHCIHCIH2ONaOHNaOHO2HCIHCI加热不相同价态的含硫化合物间,通过氧化还原反应规律来转化H2SSSO2H2SO4氧化氧化氧化还原还原还原﹣20﹢4﹢6作业课本P95 6
导学大课堂相关习题下课再见!课件17张PPT。生产生活中的含氮化合物第二单元第二单元 生产生活中的含氮化合物空气: N2血红蛋白中叶绿素中一 氮氧化物的产生及转化一.氮气的物理性质氮气是无色无味密度比空气稍小,熔、沸点低,难溶于水的气体二.氮分子的结构N≡ N2、电子式: 3、?结构式:1、化学式N2导学大课堂105三.氮气的化学性质(稳定,很难与其他物质反应)1.氮气跟氢气的反应(合成氨)2.氮气跟氧气的反应3.氮气跟某些金属的反应四、氮的氧化物N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5无色红棕色无色(NO2和N2O4均无纯净可言)例:导学大课堂P108第10题NO、NO2都是大气污染物,有毒NO2易溶于水,氧化性强,使湿润KI-淀粉试纸变蓝.NO和NO2的转化3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO (工业制硝酸)2NO + O2 = 2NO2 N2 + O2 == 2NO放电或高温(无色,难溶于水) 红棕色,易溶于水雷雨发庄稼氮氧化物(NOx)对环境的污染NOx的来源:氮肥的生产、金属的冶 炼、汽车等的使用.
NOx的危害:①形成酸雨
②形成光化学烟雾
NO2+O2→O3
O3+CxHy→有毒烟雾
③破坏臭氧层(形成臭氧空洞)
氮的氧化物、氟氯烃(氟利昂)等。
光 防治:课本P98 一氧化氮和二氧化氮对环境的污染3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO2NO + O2 = 2NO2×3×24NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 关于NO2、NO、O2混合气体溶于水的计算1、NO和O2混合叠加法:2、NO2和O2混合3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO×22NO + O2 = 2NO24NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 一般NO2、NO、O2与H2O反应,可归纳成四种情况:(4)NO、NO2、O2三种混合溶于水(1)NO和O2混合溶于水(3)NO和NO2混合溶于水(2)NO2和O2混合溶于水导学大课堂P1054NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO例3:将40mLNO和NO2的混合气体跟20mLO2同时通入装满水倒立于水槽中的量筒中,发现有5mL气体剩余,问原NO和NO2混合气体的体积组成是什么?1、若剩余气体为O2,则无NO和NO2剩余,
设原有NO2体积为x,
则NO的体积为(40-x)3NO2+H2O=====2HNO3+NO3 1
x x/3 4NO+3O2+2H2O=====4HNO3
4 3
40-x+x/3 (20-5) X=30mL VNO=10mL
故原气体组成为:VNO2=30mL2、若剩余气体为NO,无O2、NO2剩余
设原NO体积为y,则NO2体积为(40-y)3NO2+H2O=====2HNO3+NO
3 1
40-y(40-y)/34NO+3O2+2H2O=====4HNO3
4 3
20y+(40-y)/3-5y=27.5mL,则NO2体积为12.5mL把9mLNO气体装入试管,倒立于水槽中,逐渐通入O2,当试管中剩余气3mL时,通入O2的体积可能是( )
A、9ml B、4.5ml
C、3ml D、9.75ml课堂练习作业:
课本P105:2、3、
5、6、7例1:在标况下,把一个50mL量筒装满水, 倒置于水槽中,先通入10mLNO,然后通入20mLO2,问最后剩余气体为多少?解: 4NO+3O2+2H2O=====4HNO34mL 3mL
10mL x现有氧气20mL,所以O2过量,
应根据NO的体积计算,剩余氧气有12.5mL.X=7.5mL返回例2:将12mLNO2与O2混合气体被水充分
吸收后,发现剩余2mL气体 ,问
原混合气体体积各为多少?讨论:(1)若剩余气体为O2,则
4NO2 + O2+2H2O=====4HNO3 ΔV
4mL 1mL 5mL
x 12-2=10mL X=4 ╳10/5=8mL所以有O2 = (12-8)mL= 4mL(2)若剩余气体是NO,则
3NO2+H2O=====2HNO3+NO
2mL6mL4NO2+O2+2H2O=====4HNO3
4mL 1mL
4x x4x+x+6=12
X=1.2mL所以有NO2:6+4 ╳ 1.2=10.8mL返回