第三节第三节 硫和氮的氧化物硫和氮的氧化物第第1 1课时课时 二氧化硫和三氧化硫二氧化硫和三氧化硫 重点城市空气质量日报（部分）重点城市空气质量日报（部分）重点城市空气质量日报（部分）重点城市空气质量日报（部分）城市城市日期日期污染指数污染指数首要污染物首要污染物空气质量级别空气质量级别空气质量状况空气质量状况北京北京2011-12-5193可吸入颗粒物可吸入颗粒物 轻度污染轻度污染 上海上海2011-12-5可吸入颗粒物可吸入颗粒物良良沈阳沈阳2011-12-5二氧化硫二氧化硫良良大连大连2011-12-5103二氧化硫二氧化硫1轻微污染轻微污染成都成都2011-12-567可吸入颗粒物可吸入颗粒物良良1 1、空气质量日报中，污染指数的大小由二氧化硫和二氧化氮等污染物、空气质量日报中，污染指数的大小由二氧化硫和二氧化氮等污染物的浓度来决定的浓度来决定, ,空气中的二氧化硫和二氧化氮是怎样产生的？空气中的二氧化硫和二氧化氮是怎样产生的？2 2、空气中有多种物质，为什么要选择这两种污染物的指数来作报告？、空气中有多种物质，为什么要选择这两种污染物的指数来作报告？它们有什么危害？它们有什么危害？想一想想一想一、硫（俗名一、硫（俗名: :硫磺硫磺) )1.1.存在形式：存在形式：游离态：火山口附近或地壳的岩石游离态：火山口附近或地壳的岩石化合态：硫化物和硫酸盐，硫铁矿：化合态：硫化物和硫酸盐，硫铁矿：FeSFeS2 2、黄铜矿：黄铜矿：CuFeSCuFeS2 2、生石膏：、生石膏：CaSOCaSO4 42H2H2 2O O、芒硝：芒硝：NaNa2 2SOSO4 410H10H2 2O O2.2.物理性质：俗称硫黄，淡黄色晶体，质脆，易研成粉末。物理性质：俗称硫黄，淡黄色晶体，质脆，易研成粉末。不溶于水，微溶于酒精，不溶于水，微溶于酒精，易溶于易溶于CSCS2 2。硫粉硫粉+16 2 8 6S硫铁矿硫铁矿(FeS2)黄铜矿黄铜矿(CuFeS2)生石膏生石膏(CaSO42H2O)芒硝（芒硝（Na2SO410H2O)火山口硫磺火山口硫磺S S S（SO2） S-2 0 +4 +6思思 考考?根据单质硫中根据单质硫中S的化合价推断它具有怎样的性的化合价推断它具有怎样的性质？质？既有氧化性，又有还原性既有氧化性，又有还原性加加还还原原剂剂加加氧氧化化剂剂化合价既可升高又可降低，化合价既可升高又可降低，升高时作还原剂，降低时作氧化剂升高时作还原剂，降低时作氧化剂（SO3）（FeS）3 3、化学性质、化学性质(1)(1)与金属反应与金属反应( (氧化性氧化性) )2Cu + S = Cu2SFe + S = FeS思考思考:与与Cl2跟跟Fe、Cu的反应相比较你能得出什么结论的反应相比较你能得出什么结论？硫与变价金属反应往往只能将金属氧化到硫与变价金属反应往往只能将金属氧化到低价态低价态既有氧化性又有还原性！既有氧化性又有还原性！Hg + S = HgS（除（除Hg）2Al + 3S = Al2S3+17 2 8 7Cl+16 2 8 6S原子结构原子结构同一周期，左同一周期，左右，原子半径逐渐减小，非金属性右，原子半径逐渐减小，非金属性逐渐增强，氧化性逐渐增强，对应氢化物稳定性逐逐渐增强，氧化性逐渐增强，对应氢化物稳定性逐渐增强。渐增强。(2)(2)与非金属反应（还原性）与非金属反应（还原性）现象现象:在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰; ; 在空气中燃烧发出在空气中燃烧发出淡蓝色淡蓝色火焰火焰 S + O2 = SO2点燃点燃(3)(3)与强碱溶液反应与强碱溶液反应3S + 6NaOH = 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O试管内壁附着的硫怎样洗掉？试管内壁附着的硫怎样洗掉？注意注意：集气瓶里放入少量：集气瓶里放入少量水或水或NaOHNaOH溶液溶液，吸收生成的气体，吸收生成的气体，防止污染空气防止污染空气碱性条件下易发生歧化反应碱性条件下易发生歧化反应在氧气中燃烧时放出的热量少在氧气中燃烧时放出的热量少（转化为光能的多些）（转化为光能的多些）二氧化硫二氧化硫主要来源：主要来源：化石燃料的燃烧化石燃料的燃烧化石燃料的燃烧化石燃料的燃烧工业尾气等工业尾气等工业尾气等工业尾气等 火火火火山山山山爆爆爆爆发发发发 森森森森林林林林火火火火灾灾灾灾 有有有有机机机机体体体体分分分分解解解解 海海海海洋洋洋洋雾雾雾雾沫沫沫沫等等等等 二、硫的氧化物二、硫的氧化物（一）二氧化硫（一）二氧化硫无色无色有有刺激性刺激性气味的气味的有毒有毒气体气体密度比空气大密度比空气大易溶于水易溶于水（常温常压下（常温常压下 1 ：40）易液化易液化（沸点：（沸点：-10）1、物理性质、物理性质SO2 + H2O正反应正反应逆反应逆反应H2SO3与水反应与水反应可逆反应：可逆反应：在在相同条件相同条件下，既能向下，既能向正反应正反应方向进行，方向进行，同时同时又能向又能向逆反应逆反应方向进行的化学反应（方向进行的化学反应（特点：特点：同条件，同进行，共存在）同条件，同进行，共存在）2、化学性质、化学性质注意注意 : a. H2SO3不稳定，容易分解。不稳定，容易分解。b. H2SO3是二元弱酸是二元弱酸 2、将盐酸逐滴加入、将盐酸逐滴加入Na2SO3溶液中，现象如何？溶液中，现象如何？3、将、将SO2通入通入NaHCO3溶液中会发生反应吗？溶液中会发生反应吗？酸性： H2SO3 醋酸醋酸 H2CO3(1)(1)酸性氧化物酸性氧化物1、为什么收集到的酸雨一段时间后，、为什么收集到的酸雨一段时间后， PH值下降值下降？思考思考: : 将充满将充满SO2气体的试管倒立于水中充分反应后，溶液只充气体的试管倒立于水中充分反应后，溶液只充满试管体积的一半，假设溶液中的溶剂不扩散，则试管中溶液满试管体积的一半，假设溶液中的溶剂不扩散，则试管中溶液的物质的量浓度为（标况下）的物质的量浓度为（标况下）_？少量浑浊，过量澄清小结： SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3 + H2O 与碱反应与碱反应 SO2 + H2O + CaSO3 = Ca(HSO3)2 2SO2 + Ca(OH)2 = Ca(HSO3)2思考：能否用澄清石灰水来鉴别思考：能否用澄清石灰水来鉴别SO2和和CO2?A、CO2 2、SO2 2通入Ca(OH)2 2、Ba(OH)2 2溶液B、NaOH溶液逐渐滴加含Al3+ 的溶液C、盐酸逐渐滴加含AlO2 - 的溶液 SO2 + CaO = CaSO3与碱性氧化物反应与碱性氧化物反应 SO2 + Na2O = Na2SO3SO2 + 2NaHCO3 = Na2SO3 + 2CO2 + H2O与盐溶液反应与盐溶液反应SO2 + Na2CO3 = Na2SO3 + CO2强酸制弱酸强酸制弱酸SO2 + Na2SO3 = 2NaHSO3将将SO2和和CO2分别通入分别通入CaCl2或或BaCl2溶液，实验现象？溶液，实验现象？S S S（SO2） S-2 0 +4 +6思思 考考?根据根据SO2中中S的化合价推断它具有怎样的性质？的化合价推断它具有怎样的性质？既有氧化性，又有还原性既有氧化性，又有还原性加加还还原原剂剂加加氧氧化化剂剂化合价既可升高又可降低，化合价既可升高又可降低，升高时作还原剂，降低时作氧化剂升高时作还原剂，降低时作氧化剂（SO3）（H2S）(2)SO2的还原性的还原性SO2 + Cl2+2H2O = 2HCl+H2SO42SO2 + O2催化剂催化剂2SO3SO3+ H2O = H2SO4 （放出大量热）（放出大量热）工业制工业制硫酸硫酸Br2 、I2类似类似5 SO2 + 2 KMnO4 + 2 H2O = K2SO4 + 2 MnSO4 + 2 H2SO4 小结：小结： SO2可被可被ClCl2 2（BrBr2 2、I I2 2）、）、OO2 2、KMnOKMnO4 4（HH+ +）、）、HNOHNO3 3、FeFe3+3+、NaNa2 2O O2 2等氧化剂氧化。等氧化剂氧化。2FeCl3SO22H2O = 2FeCl2H2SO42HCl将将SO2和和CO2分别通入分别通入CaCl2或或BaCl2溶液，无明显现象；溶液，无明显现象；若将若将BaCl2溶液改为溶液改为Ba(NO3)2，实验现象？，实验现象？4FeS2+ 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O(3)SO2的氧化性的氧化性(4)SO2的漂白性的漂白性实验实验4-7 酸性条件下易发生归中反应酸性条件下易发生归中反应向向NaSO3和和Na2S混合溶液中滴混合溶液中滴加盐酸，有什么现象？加盐酸，有什么现象？漂白原理漂白原理:注意：注意：SO2不能不能使指示剂褪色使指示剂褪色SO2的漂白性具有的漂白性具有可逆性可逆性现象：现象：试管中的水面上升，溶液试管中的水面上升，溶液几乎几乎充满整个试管；充满整个试管；pHpH试纸试纸变红变红；SO2能使能使品红溶液褪色品红溶液褪色，加热后加热后又又恢复红色恢复红色。 结论：结论： SO2具有漂白作用，但具有漂白作用，但可逆可逆利用品红溶液检验利用品红溶液检验SO2某些有机色素某些有机色素H2SO3无色的物质无色的物质思考：思考：将将ClCl2 2和和SOSO2 2分别通入到紫色石蕊试液中有何现象分别通入到紫色石蕊试液中有何现象? ?为什么为什么? ?2SO2SO2 2 + O+ O2 2 2SO2SO3 3SOSO3 3 + H + H2 2O O = H= H2 2SOSO4 4可以漂白纸浆、毛、丝、草编制品等可以漂白纸浆、毛、丝、草编制品等杀灭霉菌和细菌杀灭霉菌和细菌作食物和干果的防腐剂作食物和干果的防腐剂制造硫酸：制造硫酸：二氧化硫的用途二氧化硫的用途催化剂 二氧化硫作为食品添加剂历史悠久，主要有两个用途，二氧化硫作为食品添加剂历史悠久，主要有两个用途，一是一是用于干果、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。腐、抗氧化等作用，能延长食品保质期。一般来讲，少量的二一般来讲，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。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。1、SO2与与Cl2都具有漂白性，若将两者等体积混合，其漂白性都具有漂白性，若将两者等体积混合，其漂白性是否会增强？为什么？是否会增强？为什么？不会增强，因为混合后发生以下反应：不会增强，因为混合后发生以下反应：SO2 + Cl2 + 2H2O = 2HCl + H2SO42、SO2能使能使Br2水，酸性水，酸性KMnO4褪色，是因其漂白性吗？褪色，是因其漂白性吗？ 不是因其漂白性，而是因为它有不是因其漂白性，而是因为它有还原性还原性的缘故。的缘故。3、将、将SO2通到通到红色红色酚酞试液中，发现红色消失，主要是因为酚酞试液中，发现红色消失，主要是因为SO2 ( ) A有漂白性有漂白性 B有还原性有还原性 C有氧化性有氧化性 D溶于水后显酸性溶于水后显酸性D几种具有漂白性物质的性质比较：几种具有漂白性物质的性质比较：物质物质氯水氯水SOSO2 2活性炭活性炭原理原理实质实质效果效果范围范围氯水中的氯水中的次氯酸次氯酸将有色物质氧化将有色物质氧化成无色物质成无色物质氧化还原反应氧化还原反应(化学变化化学变化) ) 永久性永久性可漂白可漂白大多数大多数有有色物质，色物质，能使紫能使紫色石蕊褪色色石蕊褪色SOSO2 2溶于水反应生成溶于水反应生成的的H H2 2SOSO3 3与有色物质直与有色物质直接结合接结合生成生成不稳定的不稳定的无色物质无色物质非氧化还原反应非氧化还原反应(化学变化化学变化) )暂时性暂时性可漂白可漂白某些某些有色有色物质，物质，不能漂白不能漂白酸碱指示剂酸碱指示剂将有色物质将有色物质的分子吸附的分子吸附在其表面在其表面物理吸附物理吸附(物理变化物理变化) )暂时性暂时性可吸附某些可吸附某些有色物质的有色物质的分子分子Na2O2、O3、H2O2CO2和SO2的比较利用SO2漂白性：品红溶液鉴别鉴别方法（化学）有漂白性无漂白性不同点酸性氧化物（对应的酸是弱酸，酸性：亚硫酸碳酸）与CaCl2、BaCl2溶液不产生沉淀相同点化学性质有还原性无还原性易溶于水可溶于水有毒无毒物理性质利用SO2还原性：氯水、酸性高锰酸钾等溶液鉴别有刺激性气味无味不同点无色气体、密度比空气大相同点SO2CO2拓展：如何除去下列气体的杂质气体拓展：如何除去下列气体的杂质气体?(?(括号内为杂质括号内为杂质) ) ClCl2 2(HCl):(HCl): SO SO2 2(HCl):(HCl): COCO2 2(HCl):(HCl):COCO2 2 (SO (SO2 2):):通人饱和食盐水通人饱和食盐水通人饱和通人饱和NaHSO3溶液溶液通人饱和通人饱和NaHCO3溶液溶液饱和饱和NaHCO3液液 溶液溶液、通过饱和、通过饱和NaHCONaHCO3 3溶液溶液、通过、通过KMnOKMnO4 4溶液或溶液或FeClFeCl3 3溶液。溶液。思思 考考?如何除去如何除去COCO2 2中的中的SOSO2 2？A.A.通过品红溶液通过品红溶液 B. B.通过澄清石灰水通过澄清石灰水C.C.先通过先通过NaOHNaOH溶液，再通过澄清石灰水溶液，再通过澄清石灰水D.D.先通过酸性先通过酸性KMnOKMnO4 4溶液，再通过澄清石灰水溶液，再通过澄清石灰水思思 考考?检验检验SOSO2 2气体中是否混有气体中是否混有COCO2 2气体，可采用的方法是（气体，可采用的方法是（ ）D D尾气处理：尾气处理：用用NaOH溶液吸收溶液吸收收集：收集：向上排空气法向上排空气法检验：检验：品红溶液品红溶液干燥：干燥：用用浓浓H2SO4或或P2O5固体固体NaNa2SOSO3( (固固)+ H)+ H2SOSO4( (70%70%) = Na) = Na2SOSO4+ SO+ SO2 + H+ H2O O实验室制备实验室制备SO2的硫酸是用的硫酸是用浓浓硫酸还是硫酸还是稀稀硫酸？能硫酸？能否改为浓盐酸或浓硝酸？否改为浓盐酸或浓硝酸？3、实验室制法、实验室制法实验室用什么方法制取和收集二氧化硫气体？实验室用什么方法制取和收集二氧化硫气体？浓盐酸易挥发，浓盐酸易挥发， SO2中会混有少量的中会混有少量的HCl气体；硝气体；硝酸有强氧化性，会氧化酸有强氧化性，会氧化SO2 。SOSO2 2性质实验性质实验：将：将SOSO2 2依次通过下列实验装置，说出依次通过下列实验装置，说出A A、B B、C C、D D各装置中的实验现象。各装置中的实验现象。 A B A B C C D D褪色褪色 褪色褪色 红色红色先浑浊先浑浊后澄清后澄清思考与交流：思考与交流：思考与交流：思考与交流：1.如何证明某无色气体含有二氧化碳和二氧化硫？画出实验装如何证明某无色气体含有二氧化碳和二氧化硫？画出实验装置示意图置示意图KMnO4 （H+）品红溶液品红溶液品红溶液品红溶液澄清石灰水澄清石灰水先先检验检验SO2，后后检验检验CO2SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O二氧化硫二氧化硫物理性质物理性质无色、有刺激性气味、有毒、比空气重、无色、有刺激性气味、有毒、比空气重、易溶于水（易溶于水（1 1：4040）化化学学性性质质1、酸性氧化物的通性、酸性氧化物的通性 SO2 + 2 NaOH=Na2SO3 + H2O2、既有氧化性，又有还原性、既有氧化性，又有还原性 2SO2 + O2 2SO33、漂白性：暂时性漂白，可逆、漂白性：暂时性漂白，可逆催化剂催化剂小结小结SO2 + H2O正反应正反应逆反应逆反应H2SO3某些有机色素某些有机色素H2SO3无色的物质无色的物质1、物理性质、物理性质 与水剧烈反应与水剧烈反应SO3 + H2O = H2SO4 与碱反应与碱反应SO3 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O标况下，标况下， 无色无色易挥发的易挥发的晶体晶体（熔点（熔点16.8 16.8 、沸点、沸点44.8 44.8 ）2、化学性质、化学性质（1 1）酸性氧化物）酸性氧化物 （工业上制硫酸）（工业上制硫酸） 与碱性氧化物反应与碱性氧化物反应SO3 + Na2O = Na2SO4 SO3 + CaO = CaSO4SO3 + Ca(OH)2 = CaSO4 + H2O（二）三氧化硫（二）三氧化硫1.1.下列叙述中下列叙述中, ,正确的是正确的是( )( )A. SOA. SO2 2在空气中易被氧化为在空气中易被氧化为SOSO3 3B. B. 在标准状况下在标准状况下, SO, SO3 3的气体摩尔体积是的气体摩尔体积是22.4mol/L22.4mol/LC. SOC. SO2 2 与与SOSO3 3都能与水剧烈反应都能与水剧烈反应D. SOD. SO2 2可用于漂白纸浆可用于漂白纸浆, SO, SO3 3不能不能D D我们将我们将PHPH5.65.6的雨水称之为酸雨的雨水称之为酸雨酸酸雨雨的的形形成成原原理理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。1、定义：正常雨水的pH约为5.6，将pH值小于5.6的雨水叫做酸雨.2、形成：自然和人为因素向大气中排放的污染物（SO2主要、NxOy次要）S硫铁矿(FeS2)黄铜矿(CuFeS2)火山爆发工业大量燃烧含S煤、石油、生活用煤O2SO2H2OH2SO3H2SO4O2SO3H2SO4O2H2O主要次要3、主要成份：H2SO4三、三、 SO2和酸雨和酸雨催化剂：NO2( NxOy)NxOy或空气中尘埃饮用酸化饮用酸化的地下水的地下水危害人类危害人类腐蚀建筑物腐蚀建筑物和工业设备和工业设备破坏土壤成分破坏土壤成分使农作物减产使农作物减产甚至死亡甚至死亡损坏植物叶面损坏植物叶面导致森林死亡导致森林死亡破坏露天破坏露天文物古迹文物古迹使湖泊中使湖泊中鱼虾死亡鱼虾死亡 4、酸雨的危害和防护直接影响人体健康（硫酸酸雾）污染水体破坏植被、建筑（1）危害（2）防护将煤脱硫将硫固定尾气处理植树造林开发新能源CaOSO2 + CaO= CaSO3(煤渣) S + O2 = SO2氨水SO2+2NH3H2O=(NH4)2SO3+H2O化肥，变废为宝2CaSO3 + O2 = 2CaSO4硫化硫化氢氢H2 S注意无色有臭鸡蛋气味的气体无色有臭鸡蛋气味的气体密度比空气略大密度比空气略大 制取和使用硫化氢时必须在密闭或通风橱中进行。 能溶于水能溶于水（常温常压下（常温常压下 1 : 2. 6 ） 标准状况下硫化氢的密度标准状况下硫化氢的密度 = 34g/22.4L = 1.52 g/L 剧毒剧毒 （头痛、头晕、恶心、昏迷、死亡）（头痛、头晕、恶心、昏迷、死亡）一、硫 化 氢 的 物 理 性 质氢硫酸是硫化氢的水溶液，是一种挥发性氢硫酸是硫化氢的水溶液，是一种挥发性二元弱酸二元弱酸。H+ 的性质，的性质，使紫色石蕊试液变红。使紫色石蕊试液变红。与碱反应：与碱反应：H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O与盐反应：与盐反应：H2S + CuSO4 = CuS + H2SO4H2S + Pb(NO3)2 = PbS + 2HNO31. 酸性：酸性：H2S + NaOH = NaHS + H2O二、硫 化 氢 的 化 学 性 质与金属反应：体现与金属反应：体现H+的氧化性的氧化性：H2S + Zn = ZnS + H2小结常见硫化物的溶解性常见硫化物的溶解性能溶于水、能溶于酸：能溶于水、能溶于酸：Na2S, K2S, (NH4)2S不溶于水、能溶于酸：不溶于水、能溶于酸：FeS, ZnS不溶于水、不溶于酸：不溶于水、不溶于酸：CuS, PbS, Ag2S , HgS二、硫 化 氢 的 化 学 性 质规律2. 可燃性可燃性2H2S + 3O2 = 2H2O + 2SO2 点燃点燃完全燃烧完全燃烧淡蓝色火焰淡蓝色火焰 n(H2S) n(O2) 2 1氧化产物是Sn(H2S) n(O2) 2 3氧化产物是SO2n(H2S) n(O2) 2 1氧化产物是S和SO2 2 3（也体现了硫化氢的还原性）二、硫 化 氢 的 化 学 性 质2H2S + O2 = 2H2O + 2S 点燃点燃不完全燃烧不完全燃烧3. 还原性：还原性：S2- 的性质的性质 2H2S + SO2 = 2H2O + 3S H2S + I2 = 2HI + S 氧化产物和还原产物的质量比是氧化产物和还原产物的质量比是-2+402:1 H2S + Br2 = 2HBr + S H2S + Cl2 = 2HCl + S 小结 单质氧化性：单质氧化性： 离子还原性：离子还原性：Cl2 Br2 I2 SCl- Br - I - S2-二、硫 化 氢 的 化 学 性 质4. 不稳定性不稳定性 H2S = H2 + S +1 -200二、硫 化 氢 的 化 学 性 质三、硫化氢的实验室制取金属硫化物与稀硫酸或稀盐酸反应金属硫化物与稀硫酸或稀盐酸反应 FeS + H2SO4 = FeSO4 + H2S 装置：装置：启普发生器启普发生器 （与制氢、制二氧化碳相同（与制氢、制二氧化碳相同 ） 收集方法：收集方法：向上排空气法向上排空气法 检验：检验：使湿润的醋酸铅试纸变黑使湿润的醋酸铅试纸变黑 1、能否用浓硫酸制取硫化氢？能否用浓硫酸制取硫化氢？ 2、 用浓盐酸制取硫化氢好不好？用浓盐酸制取硫化氢好不好？ FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S 不能。不能。H2S + H2SO4 (浓浓) = S +SO2 +2H2O不好。浓盐酸有挥发性，使硫化氢中混有氯化氢。不好。浓盐酸有挥发性，使硫化氢中混有氯化氢。现制现用