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用心 爱心 专心 1第三节硫和氮的氧化物【本节学习要点】1了解 SO2 的物理性质,掌握 SO2、SO 3 的化学性质。2.了解 NO、NO 2 的物理性质,掌握NO、NO 2 的化学性质。3了解 SO2、NO 2 对大气的污染及其防治。【重难点讲解】重难点、硫与硫的氧化物1硫的化学性质硫原子最外层有 6 个电子,容易得 2 个电子而显2 价,具有弱氧化性。因硫单质硫的化合价为 0 价,处于中间价态,故单质硫既有氧化性,又有还原性。(1)硫与金属的反应2CuS Cu 2S(黑)FeSFeS( 黑 )2NaSNa 2S2Al3SAl 2S3(2)硫与非金属的反应SH 2=H2SSO 2 点燃 SO2特别提醒硫的氧化性比氯气弱,硫与变价金属反应时,生成的化合物中金属显最低价。2二氧化硫的化学性质(1)具有酸性氧化物的通性与水SO2H 2OH2SO3(可逆)能使紫色的石蕊试液变红,湿润的蓝色石蕊试纸变为红色。与碱性氧化物反应:SO 2CaOCaSO 3SO2Na 2ONa2SO3与碱反应aSO 2 与 NaOH 溶液反应NaOH 过量时:SO 22NaOHNa 2SO3H 2O(实验室利用该反应吸收多余的 SO2 气体)SO22OH SO H 2O23SO2 过量时:SO 2NaOHNaHSO 3SO 2OH HSO 3bSO 2 与 Ca(OH)2 溶液反应Ca(OH)2 过量时:用心 爱心 专心 2SO2Ca(OH) 2CaSO3H 2OSO2Ca 2 2OH CaSO3H 2OSO2 过量时:2SO2Ca(OH) 2Ca(HSO3)2SO2OH HSO 3注意SO 2 与碱反应的用量不同,产物不同;能使澄清石灰水变浑浊的气体不一定是 CO2。(2)氧化性和还原性从 SO2 中 S 的化合价分析:得电子 O2 失电子 O3(或 SO )S0 S 4 S 6 24SO2 既能失电子被氧化作还原剂,又能得电子被还原作氧化剂。还原性aSO 2 气体能使 Cl2(Br2、I 2)水褪色SO2X 22H 2OH2SO42HX(X 2Cl 2、Br 2、I 2)bSO 2 气体能使紫色的 KMnO4 酸性溶液褪色c5SO 22KMnO 42H 2OK2SO42MnSO 42H 2SO4d催化氧化2SO 2O 2 催化剂,2SO 3(可逆) ,工业制 SO3氧化性:SO 2 具有弱氧化性,能被 H2S,S 2 等强还原 剂还原为 S2H2SSO 23S2H 2O漂白性SO2 的漂白机理是 SO2 与有色物质结合生成了不稳定的无色物质,故加热时,又显红色,是无色物质又分解的缘故SO 2 的漂白是化学反应。但不是氧化还原反应。3常见的具有漂白性物质的比较漂白剂 SO2 氯水 Na2O2 漂白粉 活性炭漂白原理 化合漂白 氧化漂白氧化漂白氧化漂白吸附漂白反应 非氧化还原反应 氧化还原反应氧化还原反应氧化还原反应物理吸附品红 褪色,加热又恢复褪色,加热不恢复原色褪色红色石蕊变红,不褪色先变红、后褪色先变蓝、后褪色褪色 褪色用心 爱心 专心 3漂白后所得物质的稳定性不稳定 稳定 稳定 稳定特别提醒品红溶液Error!紫色石蕊试液Error!二氧化硫不能漂白酸碱提示剂。能氧化酸碱指示剂而使指示剂褪色的常见物质主要有 Cl2(HClO)、浓 HNO3 及 Na2O2,它们会使酸碱指示剂溶液先显色后褪色。不能一概认为褪色的原因都是由于 SO2 的漂白性。SO2 使品红溶液褪色,是因为其具有漂白性,SO 2 使紫色 KMnO4 溶液褪色是因为其具有还原性,SO2 使滴加酚酞的 NaOH 溶液褪色,是因为 SO2 是酸性氧化物,与 NaOH 反应而碱性减弱的原因。SO 2 和 Cl2 以等物质的量混合通入品红溶液中,溶液颜色无变化,因SO2Cl 22H 2OH2SO 42HCl,所以不再有漂白性。4二氧化硫和二氧化碳的性质比较SO2 CO2气味 有刺激性气味 无味毒性 毒性 毒性物理性质溶解性 易溶 微溶用心 爱心 专心 4特别提醒(1)SO 2 和 CO2 都是酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性特别是与澄清的石灰水反应极为相似,一般不用此反应区别 CO2 与 SO2,而利用 SO2 的漂白性、还原性和氧化性,选择试剂如品红、H2S、Cl 2、Br 2、I 2、H 2O2、KMnO 4(H )等试剂。(2)除去 CO2 中的 SO2 不能选用品红溶液,可利用 SO2 的还原性选择 KMnO4(H )溶液、溴水、H 2O2等氧化剂,或用饱和 NaHCO3 溶液 NaHCO3SO 2NaHSO3CO 2。检验 SO2 可以用品红溶液。(3)检验混合气体中既有 CO2,又有 SO2 的方法是:依次通入品红溶液溴水( 或酸性 KMnO4 溶液等氧化剂溶液) 品红溶液澄清石灰水。重难点二、有关 NO、NO 2、O 2 与 H2O 作用的计算1有关化学反应方程式3NO2H 2O2HNO3NO4NO2O 22H 2O4HNO34NO3O 22H 2O4HNO32NOO 22NO22不同情况及剩余气体的体积用心 爱心 专心 53.NO2、NO、O 2 三者组成的混合气体溶于水:a先按反应后,再据表进行计算。b先按反应后,再据表进行计算。特别提醒4NO 2O 2 和 4NO3O 2 从组成上均相当于 2N2O5 的组成,即上述两种情况中的总反应式都与 N2O5H 2O2HNO3 等效。这不仅是记忆上述二式的方法,也为上述问题的解法提供了新的思路。即利用混合气体中的 N、O 原子个数比进行分析判断。NOError!【典例精讲】题型 1 SO2 的性质【例 1】SO 2 通入下列溶液中,溶液褪色或变浅,说明 SO2 具有漂白作用的组合是( )KMnO 4(H ,aq)溴水碘水氯水Fe 3 (aq)AB.C.全部 D.都不是解析SO 2 能使 KMnO4(H , aq)褪色,是由于 KMnO4(H ,aq)将 SO2 氧化为 H2SO4,本身被还原为无色 Mn2 的缘故:2KMnO 45SO 22H 2OK2SO42MnSO 42H 2SO4。SO 2 能使卤水褪色,是由于 X2(不包括 F2)将 SO2 氧化为 H2SO4,本身被还原为无色 X 的缘故:SO 2X 22H 2OH2SO42HX 。SO 2 能使棕黄色 Fe3 (aq)颜色变浅,是由于 Fe3 把 SO2 氧化为 H2SO4,本身被还原为浅绿色 Fe2 的缘故:SO22H 2O2Fe 3 2Fe2 4H SO 。SO 2 的漂白作用是 SO2 与有色物质的化合反应,不是氧化反应,24用心 爱心 专心 6且被 SO2 漂白的物质受热后能恢复为原来的颜色,而以上反应后溶液受热不能恢复为原来的颜色,故都不是 SO2 的漂白作用。答案DSO2 发生氧化还原反应造成的褪色不能说成是漂白作用。SO 2 使品红试液褪色发生的是非氧化还原反应,表现了 SO2 的漂白性。 题型 2 SO2 的检验【例 2】检验 SO2 气体中是否混有 CO2 气体,可采用的方法是()A通过澄清石灰水B先通过饱和 NaHCO3 溶液,再通过澄清石灰水C先通过 NaOH 溶液,再通过澄清石灰水D先通过酸性 KMnO4 溶液,再通过品红溶液,最后通过澄清石灰水解析二氧化硫对二氧化碳的检验有干扰作用,因此,在检验二氧化碳之前必须先除去二氧化硫气体。答案DCO2 的存在不影响 SO2 的鉴定,但 SO2 的存在会影响 CO2 的鉴定(使澄清石灰水变浑浊),须先除去(用溴水或酸性 KMnO4 溶液,品红溶液可用于鉴别 SO2,但一般不用于除 SO2)。二氧化硫和二氧化碳都能使澄清的石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则沉淀都可消失。所以不能用澄清的石灰水鉴别二氧化硫和二氧化碳。通常可用以下方法:(1)用品红溶液,使品红溶液褪色的是二氧化硫,不能使品红溶液褪色的是二氧化碳。(2)用高锰酸钾溶液,紫色褪去的是二氧化硫,无明显现象的是二氧化碳。2KMnO45SO 22H 2OK2SO42MnSO 42H 2SO4(3)用溴水,使橙色褪去的是二氧化硫,无明显现象的是二氧化碳。Br 22H 2OSO 22HBrH 2SO4(4)用硝酸酸化的硝酸钡溶液,产生白色沉淀的是二氧化硫,无明显现象的是二氧化碳。2H2O2HNO 33SO 23H2SO42NOBa(NO3)2H 2SO4BaSO42HNO 3(5)用 FeCl3 溶液,使棕黄色颜色变浅的是二氧化硫,无明显现象的是二氧化碳。2FeCl3 SO22H 2OFeCl2FeSO 44HCl 题型 3 NO2 与 O2 混合气体溶于水的计算【例 3】将一充满 NO2 和 O2 混合气体的试管倒立于水中,若试管的容积为 10 mL,充分反应后剩余气体为 1 mL,求原混合气体中 NO2 和 O2 的体积各为多少毫升?解析(1)若 O2 过量,剩余的 1 mL 气体为 O2。根据 4NO2O 22H 2O4HNO3 得:用心 爱心 专心 7V(NO2) 9 mL7.2 mL,V(O 2) 9 mL1.8 mL。45 15故 V(O2)1.8 mL1 mL2.8 mL。(2)若 NO2 过量,剩余的 1 mL 气体为 NO。先根据 3NO2H 2O2HNO3NO 得出过量的 NO2 体积为 3 mL。再根据 4NO2O 22H 2O4HNO3 计算参加此反应的 NO2、 O2 的体积:V(NO 2) 7 mL5.6 mL,V(O 2) 7 mL1.4 mL。45 15故 V(NO2)5.6 mL3 mL8.6 mL,V(O 2)1.4 mL。答案7.2 mL、2.8 mL 或 8.6 mL、1.4 mL错因分析本题易发生的错误是:对最后的 1 mL 气体的成分的可能性考虑不全。题型 4 利用喷泉实验求溶质的物质的量浓度【例 4】标准状况下,两个体积相等的干燥圆底烧瓶中分别充满HCl;NO 2 进行喷泉实验。经充分反应后,瓶内溶液的物质的量浓度是()A B. C. D.不能确定答案C解析设圆底烧瓶的体积为 V L,n(气) mol,HCl 极易溶于水,所以,溶液的体积为 V V22.4L,c(HCl) molL1 。V/22.4molV L 122.43NO2H 2O2HNO3NO3 mol2 moln(HNO3)V22.4moln(HNO3) mol,V( 溶液) V L,2V322.4 23c(HNO3) mol V L molL12V322.4 23 122.4用心 爱心 专心 8进入烧瓶液体的体积等于气体减少的体积,若气体为单一气体,物质的量浓度为 molL1 ,V m 为1Vm该条件下的气体摩尔体积。 题型 5 有关 SO2 的实验设计与评价【例 5】研究性学习小组进行 SO2 的制备及性质探究实验。(1)根据反应 Na2SO3(固)H 2SO4(浓)Na 2SO4SO 2H 2O,制备 SO2 气体。用下列简图,在方框中画出制备并收集 S O2 的实验装置(含试剂)示意图。实验过 程中,使用分液漏斗滴加浓硫酸的操作是。(2)将 SO2 气体分别通入下列溶液中:品红溶液,现象是_
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