專題02 氯、氮、硫及其化合物(期末復習講義)(原卷版)_第1頁
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文檔簡介

1/3專題02氯、氮、硫及其化合物(期末復習講義)內(nèi)容導航明·期末考情:把握考試趨勢方向,精準備考理·核心要點:系統(tǒng)歸納知識脈絡,構建體系破·重難題型:攻克典型疑難問題,突破瓶頸過·分層驗收:階梯式檢測與評估,穩(wěn)步提升考查重點命題角度氯、氮、硫及其化合物的性質(zhì)與用途物質(zhì)的性質(zhì)、用途的判斷氯、氮、硫及其化合物的轉化關系物質(zhì)的轉化關系判斷;價類二維圖;氮、硫循環(huán)氯、氮、硫及其化合物的性質(zhì)與制備實驗探究性質(zhì)實驗探究;制備實驗探究酸雨及其防治酸雨的成因;酸雨的危害;酸雨的防治原理與方法要點01氯及其化合物一、氯堿工業(yè)——電解飽和食鹽水,制取燒堿、氯氣和氫氣(1)原理:在食鹽水的電解過程中,由于陰極區(qū)H+濃度變小,OH—濃度不斷增大,生成的OH—向陽極移動,會和陽極產(chǎn)生的氯氣發(fā)生反應Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,另外陽極產(chǎn)生的氯氣和陰極產(chǎn)生的氫氣會發(fā)生反應生成氯化氫,為阻止OH—向陽極移動,同時避免生成的氫氣和氯氣接觸,工業(yè)上通常離子交換膜將兩極分開,使用的離子交換膜是陽離子交換膜,它只允許陽離子(如Na+)通過,能阻止陰離子(如Cl-)及分子(如Cl2)通過,這樣既避免了Cl2與H2混合光照下發(fā)生爆炸,又防止了Cl2與NaOH溶液的反應,從而得到燒堿、氯氣和氫氣。(2)兩極室放入的原料:陽極室是精制后的飽和食鹽水;陰極室是稀的NaOH溶液。(3)陰極:有無色、無味氣泡產(chǎn)生,滴加酚酞——變紅陽極:有黃綠色、刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍(3)電極反應式陽極反應式:2Cl--2e-=Cl2↑陰極反應式:2H++2e-=H2↑(4)總反應方程式:2NaCl+2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH+H2↑+Cl2↑二、Cl2的化學性質(zhì)(1)氧化性:Cl2是很活潑的非金屬單質(zhì),能氧化許多金屬、非金屬以及一些具有還原性的物質(zhì)。與金屬單質(zhì)與Fe2Fe+3Cl2eq\o(,\s\up9(△))2FeCl3,棕紅色煙與CuCu+Cl2eq\o(,\s\up9(△))CuCl2,棕黃色煙與非金屬單質(zhì)與H2H2+Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2HCl,蒼白色火焰;呈現(xiàn)霧狀;光照發(fā)生爆炸能將P、Si氧化為PCl3、PCl5,SiCl4與還原性化合物與碘化鉀溶液Cl2+2KI=2KCl+I2與SO2水溶液Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl與FeCl2溶液Cl2+2FeCl2=2FeCl3注意:Cl2與變價金屬反應,均生成高價態(tài)的金屬氯化物。(2)歧化反應:氯氣與水或堿反應,氯元素的化合價既有升高又有降低,因而氯氣既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性。與水離子方程式:Cl2+H2OH++Cl-+HClO與堿制漂白液化學方程式:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O制漂白粉化學方程式:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O三、氯水漂白性的實驗探究①氯氣與水的反應并不能進行完全,反應物與生成物共存于溶液中,所以氯水的成分比較復雜,除了含有氯氣外,還含有HCIO、H+、Cl-等。氯水呈淺黃綠色是因為其中含有氯氣分子。②Cl2本身沒有漂白性,起漂白作用的是Cl2與水反應生成的HClO。③Cl2可使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙先變紅后褪色,其原因是Cl2與水反應生成的HCl使藍色石蕊試紙變紅,具有強氧化性的HClO又將變紅后的石蕊試紙氧化褪色(漂白)。四、氯水的成分和性質(zhì)成分三分子H2O、Cl2、HClO四離子H+、OH-、Cl-、ClO-性質(zhì)表現(xiàn)粒子反應的物質(zhì)或現(xiàn)象氧化性Cl2能氧化Fe2+、S2-、Br-、I-、SO2-、SO2等酸性HCl、HClO與NaOHCa(OH)2Na2CO3Mg等反應漂白性HClO能漂白有機色質(zhì)如紅紙、品紅溶液、石蕊等沉淀性Cl-與AgNO3溶液反應生成沉淀不穩(wěn)定性HClO見光產(chǎn)生氣泡歸|納|總|結①氯水中含有Cl2、HClO、H2O分子,也含有H+、Cl-等離子,說明Cl2與H2O不能完全反應,只能進行到一定的限度。Cl2+H2OHCl+HClO為可逆反應(在相同條件下,既能向正反應方向進行,又能向逆反應方向進行的反應)。②氯水中含有Cl2、HClO,當氯水發(fā)生氧化還原(如與FeCl2、NaBr、KI等)反應時,只看作Cl2參與反應,如2FeCl2+Cl2==2FeCl3;當考慮氯水的漂白性和消毒性時,只看作HClO起作用。五、漂白液和漂白粉的漂白原理及保存①利用"強酸制弱酸"的反應原理使其有效成分NaClO或Ca(ClO)2與較強的酸反應轉化為HClO來進行漂白或消毒,如Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO(家庭漂白、消毒),Ca(ClO)2+2HClCaCl2+2HClO(工業(yè)漂白、消毒)。②由于漂白液和漂白粉中的有效成分NaClO或Ca(ClO)2。能夠與空氣中的CO2和H2O反應生成不穩(wěn)定的HClO,漂白液和漂白粉應密封、避光并置于陰涼干燥處保存。③漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉麻、紙張的漂白劑,又可用作游泳池等場所的消毒劑。六氯及其化合物的轉化(1)氯及其化合物的“價——類二維圖”①同價態(tài)之間的轉化主要是酸性氧化物、酸和鹽之間的化合反應或復分解反應;②同種元素不同價態(tài)之間的轉化分“歧化”和“歸中”。(2)氯氣及其化合物的轉化關系要點02氮及其化合物一、氮的固定(1)含義:將大氣中游離態(tài)的氮轉化為氮的化合物的過程。(2)分類:①自然固氮:高能固氮(大自然通過閃電釋放能量將氮氣轉化為含氮的氧化物);生物固氮(通過豆科植物的根瘤菌將氮氣轉化為氨)。②人工固氮:合成氨(工業(yè)上合成氨);仿生固氮(某些金屬有機化合物可起到根瘤菌的作用)。二、氮氣(1)結構:①分子式:N2②電子式:③結構式:N≡N④球棍模型:(2)物理性質(zhì)通常情況下,氮氣是無色、無味的氣體,密度比空氣的稍小,難溶于水(體積比=1:0.02),在壓強為101KPa下,氮氣在—195.8℃時變成無色液體,氮氣分子在—209.9℃時變成雪花狀固體。(3)化學性質(zhì)氮分子內(nèi)兩個氮原子間以共價三鍵(N≡N)結合,斷開該化學鍵需要較多的能量,所以氮氣的化學性質(zhì)很穩(wěn)定,通常情況下很難與其他物質(zhì)發(fā)生化學反應,但在高溫、放電等條件下,氮氣也可以與鎂、氫氣、氧氣等物質(zhì)發(fā)生化合反應。三、NO和NO2的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)和制法對比NONO2物理性質(zhì)色態(tài)味無色、無味、氣體紅棕色、刺激性氣味、氣體密度密度略大于空氣密度比空氣大熔沸點很低低,易液化溶解性不溶易溶化學性質(zhì)毒性有毒有毒與水不反應3NO2+H2O=2HNO3+NO

NO2既是氧化劑,又是還原劑與堿不反應2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2ONO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O氧化性2NO+2CO=2CO2+N22NO2+2KI=I2+2KNO2還原性2NO+O2=2NO2

可使KMnO4褪色可使KMnO4褪色與O2混合,通入水中4NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO3制法實驗室制取3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O收集方法排水法向上排空氣法四、氨氣(1)氨氣溶于水的噴泉實驗實驗裝置實驗準備實驗操作實驗現(xiàn)象在干燥的圓底燒瓶中充滿氨氣,用帶有玻璃管和滴管(滴管里預先吸入水)的塞子塞緊瓶口,倒置燒瓶,使玻璃管插入盛有水(含酚酞)的燒杯中打開橡膠管上的夾子,輕輕擠壓滴管的膠頭使少量水進入燒瓶燒杯中的溶液由玻璃管進入燒瓶,形成美麗的噴泉,燒瓶內(nèi)液體呈紅色歸|納|總|結氨氣噴泉實驗的解釋①能形成噴泉說明氨氣極易溶于水,使燒瓶內(nèi)的壓強迅速減小,燒杯內(nèi)的水在大氣壓的作用下進入燒瓶;燒瓶內(nèi)液體呈紅色,說明氨氣溶于水得到的溶液呈堿性。②氨氣噴泉實驗成功的關鍵:a.裝置氣密性良好;b.圓底燒瓶要干燥;c.裝置內(nèi)氣體的純度要高。③噴泉實驗的常見類型氣體HClNH3CO2、Cl2、H2S、SO2NO2+O2吸收劑水或NaOH溶液水或鹽酸NaOH溶液水組合時的條件氣體在溶液中的溶解度很大或者通過反應,使氣體的物質(zhì)的量迅速減小,產(chǎn)生足夠的壓強差(負壓)(2)氨的化學性質(zhì)①氨與水的反應氨氣溶于水時,大部分NH3與H2O反應生成一水合氨(NH3·H2O);常溫下,一水合氨中有一小部分(約1%)電離成NH4+和OH-,所以氨水顯弱堿性,發(fā)生反應的化學方程式為NH3+H2ONH3·H2O、NH3·H2ONH4++OH-,或表示為NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-。NH3·H2O不穩(wěn)定,受熱易分解,反應的化學方程式為NH3·H2ONH3↑+H2O。②氨與酸的反應氨氣是常見氣體中唯一的堿性氣體,也是中學階段唯一能與酸反應生成鹽的氣體。將兩根分別蘸取濃氨水和濃鹽酸的玻璃棒靠近時迅速生成大量白煙。該反應的化學方程式為NH3+HClNH4Cl。③氨的氧化反應氨的催化氧化的化學方程式為4NH3+5O24NO+6H2O。工業(yè)上常利用此反應來制取生產(chǎn)硝酸所需要的一氧化氮。④工業(yè)制硝酸的一系列反應N2NH3NONO2HNO3各步反應的化學方程式∶步驟一:合成氨N2+3H22NH3步驟二∶氨的催化氧化4NH3+5O24NO+6H2O步驟三∶冷卻氧化2NO+O22NO2步驟四∶吸收3NO2+H2O2HNO3+NO對于NO進行多次氧化吸收,從理論上可認為是100%吸收。五、銨鹽(1)由銨根離子(NH4+)與酸根離子形成的化合物稱為銨鹽。農(nóng)業(yè)上常用的化肥,如硫酸銨、碳酸氫銨、硝酸銨等都是銨鹽。(2)銨鹽的物理性質(zhì)常見的銨鹽一般是無色或白色晶體,均易溶于水。(3)銨鹽的化學性質(zhì)①不穩(wěn)定性——受熱易分解實驗裝置實例現(xiàn)象NH4Cl△NH3↑+HCl↑白色固體消失,試管口出現(xiàn)白色固體NH4HCO3△NH3↑+H2O+CO2↑白色固體消失,試管口出現(xiàn)無色液體②與堿反應放出氨氣NH4NO3與NaOH固體混合加熱∶NH4NO3+NaOH△NaNO3+NH3↑+H2ONH4Cl溶液與濃NaOH溶液共熱∶NH4Cl+NaOH△NaCl+NH3↑+H2O歸|納|總|結液氨、氨水、一水合氨和銨鹽的區(qū)別名稱液氨氨水一水合氨銨鹽化學式NH3-NH3·H2O-分類純凈物、氫化物、非電解質(zhì)混合物,氨氣的水溶液純凈物、一元弱堿、電解質(zhì)純凈物,由酸與NH3反應得到成分NH3NH3·H2O、NH3、H2O、NH4+、OH-、H+(極少)NH3·H2O含NH4+和酸根離子聯(lián)系將氨氣降溫、加壓轉化為液態(tài),即為液氨;氨氣的水溶液叫做氨水;在氨水中含有NH3及NH3·H2O等;銨鹽中必含有NH4+(由NH4+與H+反應得到)六、硝酸(1)硝酸的物理性質(zhì)純硝酸是無色、有刺激性氣味的液體,易揮發(fā)。常用的濃硝酸的質(zhì)量分數(shù)大約為69%,質(zhì)量分數(shù)在95%以上的硝酸又稱“發(fā)煙硝酸”。硝酸能與水以任意比互溶。(2)硝酸的化學性質(zhì)①具有酸的通性與指示劑反應:稀硝酸能使紫色石蕊溶液變紅色;濃硝酸則會使紫色石蕊溶液先變紅(H+的作用,酸性)后褪色(強氧化性)。與堿反應,如Cu(OH)2+2HNO3Cu(NO3)2+2H2O。與堿性氧化物反應,如CuO+2HNO3Cu(NO3)2+2H2O。與弱酸鹽反應,如CaCO3+2HNO3Cu(NO3)2+H2O+CO2↑。②硝酸的不穩(wěn)定性硝酸在光照或加熱時容易分解,化學方程式為4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑。因此硝酸應保存在棕色(防光)、細口(液體)、帶玻璃塞(膠塞易被氧化)的玻璃瓶中,并置于陰涼處(防熱)。③硝酸的強氧化性HNO3中的+5價氮元素具有很強的得電子能力。濃、稀硝酸都具有強氧化性,且濃度越大,氧化性越強,還原劑一般被其氧化成最高價態(tài)。a.硝酸與金屬的反應除Au、Pt等少數(shù)金屬外,硝酸幾乎可以氧化所有金屬,生成高價金屬硝酸鹽、低價氮的氧化物和水。例如:3Ag+4HNO3(稀)3AgNO3+NO↑+2H2O。金屬與HNO3反應不生成H2,HNO3的濃度不同,還原產(chǎn)物不同。b.硝酸與非金屬的反應加熱條件下,濃硝酸能將C等非金屬單質(zhì)氧化到最高價態(tài),可表示為非金屬單質(zhì)+濃硝酸最高價氧化物或最高價含氧酸+NO2↑+H2O。例如∶C+4HNO3(濃)△CO2↑+4NO2↑+2H2O。c.硝酸與還原性化合物的反應硝酸的強氧化性還表現(xiàn)在可以氧化具有還原性的化合物或離子,如SO2、Fe2+、FeO、Br-、I-、S2-、SO32-等均能被HNO3氧化。歸|納|總|結氧化性酸和酸的氧化性的區(qū)別(1)濃硫酸、硝酸等都是氧化性酸,因為其中的S、N易獲得電子,表現(xiàn)出很強的氧化性;而鹽酸、稀硫酸、碳酸等的酸根部分不能或不易獲得電子,是非氧化性酸。(2)在水溶液中任何酸都能電離出H+,H+在一定條件下可獲得電子,被還原為H2,從這一點來說,酸都具有氧化性,但此時H+表現(xiàn)出的性質(zhì)是酸性,這與氧化性酸中心元素獲得電子表現(xiàn)出的氧化性不同。七、含氮物質(zhì)的轉化(1)氮氣及其化合物的價類二維圖氮元素有多種可變化合價,物質(zhì)的種類較多,在復習時要從物質(zhì)類別和價態(tài)變化理解這些物質(zhì)之間的轉化關系。1)橫向轉化為物質(zhì)類別變化,發(fā)生非氧化還原反應,如①氨氣轉化為銨鹽:HCl+NH3=NH4Cl②硝酸轉化為硝酸鹽:NaOH+HNO3=NaNO3+H2O2)縱向轉化為化合價變化,發(fā)生氧化還原反應,如①NH3轉化為N2:3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl②NH3轉化為NO:5O2+4NH3eq\o(=,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))4NO+6H2O3)歧化——同一物質(zhì)中某元素的化合價在同一反應中既升高又降低。如:3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O4)歸中——不同物質(zhì)中同一元素的不同化合價在同一反應中只靠攏,不交叉。如:6NO+4NH3eq\o(=,\s\up7(一定條件))5N2+6H2ONO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O(2)構建氮氣及其化合物轉化網(wǎng)絡1)知識網(wǎng)絡構建2)重要反應方程式必練①N2和H2的反應:N2+3H22NH3;②把NH3通入水中:NH3+H2ONH3·H2ONHeq\o\al(+,4)+OH-;③實驗室利用NH4Cl固體、Ca(OH)2固體混合加熱制備NH3:2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+2H2O+CaCl2;④NH3的催化氧化:4NH3+5O2eq\o(=,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))4NO+6H2O;⑤NH4HCO3溶液中加入過量稀NaOH溶液:NHeq\o\al(+,4)+HCOeq\o\al(-,3)+2OH-=NH3·H2O+COeq\o\al(2-,3)+H2O;⑥NO2溶于水:3NO2+H2O=2H++2NOeq\o\al(-,3)+NO;⑦NO2被燒堿溶液吸收生成兩種鈉鹽:2NO2+2OH-=NOeq\o\al(-,3)+NOeq\o\al(-,2)+H2O;⑧物質(zhì)的量之比為1∶1的NO和NO2混合氣體恰好被燒堿溶液吸收生成一種鈉鹽:NO+NO2+2OH-=2NOeq\o\al(-,2)+H2O;⑨Cu和稀HNO3的反應:3Cu+8H++2NOeq\o\al(-,3)=3Cu2++2NO↑+4H2O;⑩Cu和濃HNO3的反應:Cu+4H++2NOeq\o\al(-,3)=Cu2++2NO2↑+2H2O;?Fe和過量稀HNO3的反應:Fe+4H++NOeq\o\al(-,3)=Fe3++NO↑+2H2O;?C和濃HNO3的反應:C+4H++4NOeq\o\al(-,3)CO2↑+4NO2↑+2H2O;?濃硝酸見光分解:4HNO3eq\o(=,\s\up7(光照))4NO2↑+O2↑+2H2O。要點03硫及其化合物一、硫單質(zhì)的性質(zhì)及應用1.硫元素的原子結構和性質(zhì)硫元素位置原子結構示意圖非金屬性主要化合價第三周期、第ⅥA族比氯、氧弱-2、+4、+62.硫單質(zhì)的物理性質(zhì)硫單質(zhì)俗稱硫黃,是一種淡黃色固體;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2;有多種同素異形體,如單斜硫、斜方硫等。注:常用CS2將硫單質(zhì)與其他物質(zhì)分離,也可用CS2洗去試管內(nèi)壁上的硫單質(zhì)。3.從化合價的角度認識硫單質(zhì)的化學性質(zhì)H2eq\o(S,\s\up6(-2))eq\o(,\s\up7(氧化性))eq\x(\o(S,\s\up6(0)))eq\o(→,\s\up7(還原性))eq\o(S,\s\up6(+4))O2(1)S的氧化性S與Fe、Cu、Hg、H2反應的化學方程式依次為①Fe+SFeS(黑色難溶于水的物質(zhì),可溶于鹽酸、稀硫酸)②2Cu+SCu2S(黑色難溶于水的物質(zhì),不溶于鹽酸、稀硫酸)③S+Hg=HgS(此反應適用于除去室內(nèi)灑落的Hg)④H2+SH2S(臭雞蛋氣味的氣體)。(2)S的還原性①S與O2反應的化學方程式為S+O2eq\o(=,\s\up7(點燃))SO2,在空氣中燃燒火焰為淡藍色。②與強氧化劑反應(如濃硫酸)的化學方程式為:S+2H2SO4(濃)3SO2↑+2H2O。(3)既體現(xiàn)S的氧化性又體現(xiàn)S的還原性:S與NaOH溶液反應的化學方程式為:3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O該反應中硫既是氧化劑,又是還原劑,此反應可用于除去試管內(nèi)黏附的S。二、二氧化硫(1)SO2的物理性質(zhì)①SO2是一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體。②SO2密度比空氣的密度大,易溶于水。在通常情況下,1體積水大約能溶解40體積的SO2,所以采用向上排空氣法收集SO2。③SO2的熔點為-72.7℃,沸點為-10℃,容易液化。(2)二氧化碳和二氧化硫的性質(zhì)比較物質(zhì)SO2CO2物理性質(zhì)氣味有刺激性氣味無味毒性有毒無毒水溶性易溶(體積比為1:40)可溶(體積比為1:1)化學性質(zhì)與水反應SO2+H2OH2SO3CO2+H2OH2CO3與堿反應SO2+Ca(OH)2CaSO3↓+H2OCaSO3+SO2+H2OCa(HSO3)2CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2OCaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2與堿性氧化物反應SO2+CaOCaSO3CO2+CaOCaCO3弱氧化性SO2+2H2S=3S+2H2OCO2+C高溫2CO還原性能被酸性高錳酸鉀溶液、氯水、溴水等氧化無還原性漂白性有,不穩(wěn)定無對環(huán)境影響形成酸雨引起溫室效應歸|納|總|結1.SO2、CO2的鑒別(1)物理方法①根據(jù)氣味鑒別∶有刺激性氣味的氣體是SO2,無氣味的是CO2。②根據(jù)溶解性鑒別:同溫同壓下,將兩種氣體充滿相同的試管,分別倒置于水槽中,試管內(nèi)進水多的是SO2。(2)化學方法①用品紅溶液鑒別∶將兩種氣體分別通入品紅溶液中,能使品紅溶液褪色的是SO2。②用溴水或酸性高錳酸鉀溶液鑒別∶將兩種氣體分別通入溴水或酸性高錳酸鉀溶液中,能使溴水或酸性高錳酸鉀溶液褪色的是SO2。③用H2S溶液鑒別∶將兩種氣體分別通入H2S溶液中,出現(xiàn)淡黃色渾濁的是SO2,無明顯現(xiàn)象的是CO2?;瘜W方程式為2H2S+SO23S↓+2H2O。④用FeCl3溶液鑒別∶顏色(棕黃色)變淺的是SO2,無明顯現(xiàn)象的是CO2。離子方程式為2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++4H++SO42-。⑤用硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液鑒別∶產(chǎn)生白色沉淀的是SO2,無明顯現(xiàn)象的是CO2。離子方程式為3Ba2++2NO3-+3SO2+2H2O3BaSO4↓+2NO+4H+。2.混合氣體中同時含有SO2、CO2的檢驗與除雜待檢驗的混合氣體中同時含有SO2和CO2時,要先檢驗SO2,再檢驗CO2,設計實驗流程及實驗裝置如下。(1)流程設計流程設計檢驗SO2除去SO2檢驗SO2是否被除盡檢驗CO2選用試劑品紅溶液酸性高錳酸鉀溶液品紅溶液澄清石灰水實驗現(xiàn)象褪色褪色不褪色變渾濁(2)實驗裝置及分析若A中品紅溶液褪色,說明混合氣體中含有SO2。B中酸性高錳酸鉀溶液的作用是除去SO2,防止其干擾CO2的檢驗。C中品紅溶液的作用是檢驗SO2是否被除盡,若C中品紅溶液不褪色,D中澄清石灰水變渾濁,說明混合氣體中含有CO2。三、硫酸的性質(zhì)1.物理性質(zhì)(1)純凈的硫酸是無色、黏稠、難揮發(fā)的油狀液體。(2)硫酸的密度大于水的密度,硫酸溶液中硫酸的質(zhì)量分數(shù)越大,其密度越大;質(zhì)量分數(shù)為98.3%的濃硫酸,密度為1.84g·cm-3。(3)硫酸能與水以任意比互溶,濃硫酸溶解時可放出大量的熱;濃硫酸的稀釋方法:將濃硫酸沿燒杯內(nèi)壁緩緩倒入水中,并用玻璃棒不斷攪拌。2.化學性質(zhì)(1)稀硫酸具有酸的通性硫酸是強電解質(zhì),硫酸在水里很容易電離出氫離子,在水溶液中的電離方程式為H2SO4=2H++SOeq\o\al(2-,4),具有酸的通性,能使石蕊溶液變紅,還能與活潑金屬、堿、堿性氧化物及某些鹽反應。①指示劑變色:石蕊變紅;酚酞不變色。

②與金屬(如Fe、Al)反應:Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑;2Al+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2↑

③與堿(如NaOH、Ba(OH)2)反應:2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O;Ba2++2OH-+2H++SOeq\o\al(2-,4)=BaSO4↓+2H2O;④與堿性氧化物(如CuO、MgO)反應:CuO+H2SO4==CuSO4+H2O;MgO+2H+=Mg2++H2O;

⑤與某些鹽(如BaCl2、Na2SO3)反應:BaCl2+H2SO4==BaSO4↓+2HCl;SOeq\o\al(2-,3)+2H+=H2O+SO2↑;(2)濃H2SO4的特性1)吸水性與脫水性的區(qū)別①濃硫酸吸水是把物質(zhì)本身中含有的自由H2O分子或結晶水吸收。②濃硫酸脫水是把本身不含水的有機物中的氫元素和氧元素按原子個數(shù)比2∶1的形式脫去,如向蔗糖中加入濃硫酸時,蔗糖逐漸變黑,體積膨脹,變成疏松多孔的海綿狀黑色固體C,C被濃硫酸氧化放出有刺激性氣味的氣體,C12H22O1112C+11H2O,C+2H2SO4(濃)CO2↑+2H2O+2SO2↑,體現(xiàn)了濃硫酸具有脫水性、強氧化性。③二者的本質(zhì)區(qū)別是物質(zhì)中有沒有現(xiàn)成的水分子。④利用濃硫酸的吸水性,常用濃硫酸作干燥劑,濃硫酸可以干燥H2、Cl2、O2、SO2、N2、CO2、CO、CH4等氣體,但是它不能用來干燥堿性氣體(如NH3)和強還原性氣體(如HBr、HI、H2S)。注意:在濃硫酸作用下,結晶水合物失去結晶水屬于濃硫酸的吸水性。2)強氧化性:在濃硫酸中主要是以硫酸分子的形式存在,體現(xiàn)的是硫酸分子的性質(zhì)。在硫酸分子中,存在+6價硫,很容易得電子被還原,所以具有很強的氧化性。濃硫酸能將大多數(shù)金屬(如Cu)或非金屬(如C)氧化:①Fe、Al的鈍化常溫下,當Fe、Al等金屬遇到濃硫酸時,會與濃硫酸發(fā)生反應,表面生成一層致密的氧化物薄膜而出現(xiàn)“鈍化”現(xiàn)象。②與不活潑金屬和非金屬的反應由于濃硫酸具有強氧化性,故存在與稀硫酸不同的化學性質(zhì),能夠與不活潑金屬或非金屬發(fā)生反應,反應過程中有如下規(guī)律:a.反應要加熱,否則不反應;b.還原產(chǎn)物一般是SO2。一般金屬被氧化為高價態(tài)的硫酸鹽,非金屬被氧化為高價態(tài)氧化物或含氧酸。c.濃硫酸與金屬反應時,既表現(xiàn)酸性又表現(xiàn)強氧化性,而與非金屬反應時,只表現(xiàn)強氧化性。如:Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+2H2O+SO2↑2Ag+2H2SO4(濃)Ag2SO4+SO2↑+2H2OC+2H2SO4(濃)CO2↑+2H2O+2SO2↑S+2H2SO4(濃)3SO2↑+2H2Od.隨著反應的進行,濃硫酸濃度變小,一旦變?yōu)橄×蛩?,反應就停止。四、硫及其化合物的相互轉化及應用1.理清硫元素的化合價與氧化性、還原性之間的關系2.構建硫及其化合物轉化網(wǎng)絡3.掌握硫及其化合物之間的轉化規(guī)律(1)相同價態(tài)硫的轉化是通過酸、堿反應實現(xiàn)的如:寫出②、③、④反應的化學方程式:②H2SO3+2NaOH=Na2SO3+2H2O;③Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑;④SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3。(2)不同價態(tài)硫的轉化是通過氧化還原反應實現(xiàn)的當硫元素的化合價升高或降低時,一般升高或降低到其相鄰的價態(tài),即臺階式升降,可用下圖表示注意:(1)同種元素相鄰價態(tài)的粒子間不發(fā)生氧化還原反應,如S和H2S、S和SO2、SO2和濃硫酸之間不發(fā)生氧化還原反應。(2)當硫元素的高價態(tài)粒子與低價態(tài)粒子反應時,一般生成中間價態(tài),如2Na2S+Na2SO3+3H2SO4=3Na2SO4+3S↓+3H2O。要點03酸雨及防治1.SO2、NO2的主要來源、危害與防治SO2NO2來源煤、石油等化石燃料和某些含硫的金屬礦物的燃燒或冶煉汽車尾氣(尾氣中含有NO,NO遇空氣轉化為NO2)以及硝酸工業(yè)的尾氣(含有NO、NO2等)危害引起大氣污染,直接危害人體健康,引起呼吸道疾病;形成硫酸型酸雨引起大氣污染,形成光化學煙霧;刺激人的眼睛,引起呼吸道疾病;形成硝酸型酸雨防治(1)調(diào)整能源結構,發(fā)展清潔能源;(2)研究煤的脫硫技術,改進燃燒技術,減少SO2的排放;(3)加強工廠廢氣的回收處理;(4)改進汽車尾氣的處理技術,提高汽車尾氣排放標準2.酸雨及其類型與危害(1)概念:pH<5.6的雨水(由于溶解了二氧化碳,正常雨水的pH為5.6)。(2)成因:主要是大氣中的SO2和NO2溶于雨水。(3)類型①硫酸型∶途徑1:2SO2+O2飄塵2SO3、SO3+H2OH2SO4(空氣中飄塵有催化作用)。途徑2:SO2+H2OH2SOO3、2H2SO3+O22H2SO4。②硝酸型:3NO2+H2O2HNO3+NO。(4)危害:①直接破壞農(nóng)作物、森林、草原,使土壤、湖泊酸化。②加速建筑物、橋梁、工業(yè)設備、運輸工具及電信電纜的腐蝕。3.SO2和NOx的吸收與處理(1)含有SO2廢氣的兩種處理方法①鈣基固硫法工業(yè)上常用生石灰和含硫的煤混合后燃燒,燃燒時硫、生石灰、O2共同反應生成硫酸鈣,從而使硫轉移到煤渣中,反應的化學方程式為CaO+SO2eq\o(=,\s\up7(△))CaSO3、2CaSO3+O2eq\o(=,\s\up7(△))2CaSO4,總反應的化學方程式為2CaO+2SO2+O2eq\o(=,\s\up7(△))2CaSO4。②氨水脫硫法該脫硫法采用噴霧吸收法,霧化的氨水與煙氣中的SO2直接接觸吸收SO2,其反應的化學方程式為2NH3+SO2+H2O=(NH4)2SO3、2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4。(2)含有NOx尾氣的處理方法①堿液吸收法硝酸工業(yè)產(chǎn)生的廢氣中含有較多的NO、NO2,可用強堿溶液進行吸收,同時獲得副產(chǎn)品。如:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O;NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O。注意:NO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是n(NO2)≥n(NO)。②催化轉化法在催化劑、加熱條件下,氮氧化物通過與氨或CO反應轉化為無毒氣體(N2),一般適用于汽車尾氣的處理。如:6NO+4NH3eq\o(=,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))5N2+6H2O;6NO2+8NH3eq\o(=,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))7N2+12H2O。題型01氯、氮、硫及其化合物的性質(zhì)與用途【典例1】(24-25高一·上海市浦東新區(qū)建平中學·上學期期末)有關下列物質(zhì)與氯氣反應,現(xiàn)象描述正確的是A.H2:淡藍色火焰 B.KI溶液:溶液變紫紅色C.Fe:棕褐色的煙 D.NaOH溶液:溶液變黃綠色【變式1-1】(24-25高一·上海市復旦大學附屬中學·上學期期末)蔗糖中加入濃硫酸和少量水后,充分攪拌,迅速變黑,并產(chǎn)生大量氣體。在此過程中體現(xiàn)了濃硫酸的以下性質(zhì)A.強酸性 B.強氧化性 C.脫水性 D.難揮發(fā)性【變式1-2】(24-25高一·上海市青浦高級中學·上學期期末)各種含氯物質(zhì)是日常生活必需品和重要的化工原料,按要求填空:(1)有以下物質(zhì):①液氯

②氯水

③氯化鈉晶體

④漂白粉

⑤四氯化碳

⑥熔融氯酸鉀屬于電解質(zhì)的是(填編號),屬于非電解質(zhì)的是,能導電的是。氯酸鉀溶于水的電離方程式。(2)工業(yè)上用氯氣通入石灰乳制漂白粉,寫出該反應的離子方程式:,在漂白粉溶液中滴加稀鹽酸提高漂白效果,反應的離子方程式為。題型02氯、氮、硫及其化合物的轉化關系【典例2】(24-25高一·上海市華東模范中學·上學期期末)已知氮元素及其化合物的轉化關系如圖所示,回答下列問題。(1)①~④各步轉化中,屬于氮的固定的是(填序號)。(2)氨水中含有、、分子,以及含有、、離子。(3)檢驗的實驗所依據(jù)的原理是_______。①銨根離子與OH-發(fā)生反應產(chǎn)生氨氣②氨氣極易溶于水③NH3·H2O電離產(chǎn)生和OH-④石蕊在堿性環(huán)境中變?yōu)樗{色A.②④ B.①③④ C.①②④ D.①②③④(4)除去下列物質(zhì)中含有的少量雜質(zhì)(括號中的物質(zhì))的方法中錯誤的是_______。A.H2(HCl):通過水洗滌 B.NO2(NO):通入過量氧氣C.NO(NH3):通過水洗滌 D.NaCl(I2):加熱(5)為讓氨氣盡可能地轉化為硝酸,通入氧氣與氨氣物質(zhì)的量之比理論最佳為:。【變式2-1】(24-25高一·上海市復旦大學附屬中學·上學期期末)硫元素的價類二維圖如圖所示。下列說法錯誤的是A.a(chǎn)與c、d、e都有可能反應生成bB.d溶液久置于空氣中會生成e,溶液的酸性增強C.若g為酸式鹽,則它與鹽f之間也可能發(fā)生反應D.用e的濃溶液和FeS反應制備a【變式2-2】(24-25高一·上海市格致中學·上學期期末)SO2在生活生產(chǎn)中有重要用途,但不當使用會造成酸雨等環(huán)境問題。(1)大氣中的H2O能結合SO2,被氧化后形成硫酸型酸雨。該過程的總化學方程式為。(2)該同學用下圖所示裝置測定空氣中的SO2含量。反應的離子方程式為:________________=__________________。①配平以上化學方程式。(已知:缺項微粒中各元素化合價均不變)②當注入標準狀況下VmL空氣時,KMnO4酸性溶液的紫紅色恰好褪去,則該空氣中二氧化硫的體積分數(shù)為。(用含V代數(shù)式表示)(3)通過查閱資料,該同學還發(fā)現(xiàn),化工廠燃煤會產(chǎn)生SO2,為減少SO2的排放,他設計了下圖的工藝流程。圖中過程Ⅱ的化學方程式為。題型03氯、氮、硫及其化合物的實驗探究【典例3】(24-25高一·上海市高橋中學·上學期期末)SO2通入BaCl2溶液中并不產(chǎn)生沉淀,而通入另一種氣體后可以產(chǎn)生白色沉淀。則圖中右側Y形管中放置的藥品組合不符合要求的是(必要時可以加熱)()A.Cu和濃硝酸 B.CaO和濃氨水C.大理石和稀鹽酸 D.高錳酸鉀溶液和濃鹽酸【變式3-1】“封管實驗”具有簡易、方便、節(jié)約、綠色等優(yōu)點,下列關于三個“封管實驗”(夾持裝置未畫出)的說法正確的是A.加熱①時,上部匯集了NH4Cl固體,此現(xiàn)象與碘升華實驗原理相似B.加熱時,②中溶液變紅,冷卻后又變?yōu)闊o色C.加熱③時溶液紅色褪去,冷卻后又變紅色,體現(xiàn)SO2的漂白性D.②③中都包括溶液褪色的過程,其褪色原理不同題型04酸雨及其防治【典例4】酸雨是指因空氣污染而造成的酸性降水,在歷史上,人類社會曾出現(xiàn)過幾次嚴重的酸雨事件。下列有關酸雨的說法錯誤的是A.pH小于5.6的降雨通常稱為酸雨B.酸雨會損傷農(nóng)作物、酸化土壤、腐蝕建筑C.空氣中CO2含量增多導致了酸雨形成D.可通過燃煤脫硫、開發(fā)新能源等措施治理硫酸型酸雨【變式4-1】消除氮氧化物有如下3種方法:①;②③下列說法不正確的是A.氮氧化物會造成酸雨等污染B.①中利用氫氧化鈉的堿性消除氮氧化物,也可以用氨水代替C.②③使用催化劑,能加快消除氮氧化物的速率D.若某工廠排出的廢氣中二氧化氮的含量為(體積分數(shù)),用方法③處理(標準狀況下)這種廢氣,約需氨氣【變式4-2】為消除燃煤煙氣中含有的SO2、NOx,研究者提出若干煙氣“脫硫”、“脫硝”的方法。(1)下列物質(zhì)中,能吸收SO2的有(填序號)。a.氨水

b.酸性KMnO4溶液

c.BaCl2溶液

d.Na2CO3溶液(2)向燃煤中加入適量石灰石,高溫時將SO2轉化為CaSO4的化學方程式是。(3)選擇性催化還原法(SCR)“脫硝”。在催化劑的作用下,選取還原劑將煙氣中的NO進行無害化處理。NH3還原NO的化學方程式是。(4)以NaClO溶液作為吸收劑進行一體化“脫硫”、“脫硝”??刂迫芤旱膒H=5.5,將煙氣中的SO2、NO轉化為SO、NO,均為放熱反應。①NaClO溶液吸收煙氣中SO2的離子方程式是。②一定時間內(nèi),溫度對硫、硝脫除率的影響曲線如下圖,SO2的脫除率高于NO,可能的原因是(寫出1種即可)。③煙氣中SO2和NO的體積比為4∶1,50℃時的脫除率見上圖,則此吸收液中煙氣轉化生成的NO和Cl?的物質(zhì)的量之比為。期末基礎通關練(測試時間:10分鐘)1.(24-25高一·上海市浦東新區(qū)建平中學·上學期期末)下列有關氯氣的用途中,氯氣的作用與工業(yè)制鹽酸不同的是A.海帶提碘 B.海水提溴 C.制漂白粉 D.制凈水劑氯化鐵2.(24-25高一·上海市華東模范中學·上學期期末)新制氯水和久置氯水相比,下列關于新制氯水的說法不正確的是A.顏色深 B.漂白作用強 C.有Cl2分子存在 D.沒有HClO分子3.(24-25高一·上海市高橋中學·上學期期末)下列能由兩種單質(zhì)直接化合得到的物質(zhì)是A. B. C. D.4.(24-25高一·上海市復旦大學附屬中學·上學期期末)保鮮時若不慎用量過大,會使水果表面明顯褪色,上述現(xiàn)象說明A.易溶于水 B.是酸性氧化物 C.具有漂白作用 D.具有氧化性5.(24-25高一·上海市復旦大學附屬中學·上學期期末)二氧化硫水溶液和氯水的成分均較為復雜,兩者中微粒種類相比,二氧化硫水溶液氯水(填“>”,“<”或“=”)。6.(24-25高一·上海市交通大學附屬中學浦東實驗高中·上學期期末)電解飽和食鹽水是氯堿工業(yè)的核心流程,請寫出其中的化學方程式。該反應的陰極產(chǎn)物為。該反應陽極產(chǎn)物的檢驗方法是。7.(24-25高一·上海市華東模范中學·上學期期末)某化學興趣小組踐行綠色化學理念,通過改進后的微型實驗裝置(如圖),用膠頭滴管通過吸管向玻璃瓶中注入濃硫酸,并快速在吸管口塞上一團蘸有濃NaOH溶液的棉花團,制備并驗證SO2的相關性質(zhì)。(1)實驗中可觀察到滴有紫色石蕊試液的棉簽顏色變化為,蘸有溴水的棉簽逐漸褪色,說明SO2具有性,蘸有品紅溶液棉簽逐漸褪色,說明SO2具有性。(2)吸管口放置蘸有濃NaOH溶液的棉花團所起的作用是。期末重難突破練(測試時間:10分鐘)1.(24-25高一·上海市南匯中學·上學期期末)在如圖所示的裝置中,將液體Y滴入瓶中并搖動,一會兒小氣球脹大。氣體X與液體Y不可能是選項ABCD氣體XCl2Cl2HClHCl液體Y飽和食鹽水NaOH濃溶液水飽和食鹽水2.(24-25高一·上海市格致中學·上學期期末)如圖是NaClO的發(fā)生裝置。該裝置主要利用了電解飽和食鹽水的原理,可實現(xiàn)對海水的消毒和滅藻。(1)寫出該裝置產(chǎn)生NaClO的化學方程式,。(2)海水中含有、、等雜質(zhì)離子,處理過程中裝置的極(填電極名稱)易產(chǎn)生水垢,其主要成分是和。若每隔5-10min將電源正負極反接,可有效地解決結垢問題,請解釋其中的原因:。3.(24-25高一·上海市高橋中學·上學期期末)不同價態(tài)含硫物質(zhì)間的轉化是自然界硫循環(huán)的物質(zhì)基礎。下圖是硫及其部分化合物的“價類二維圖”及相互轉化關系?;卮鹣铝袉栴}:(1)寫出X轉化為S單質(zhì)的化學方程式:。(2)用途廣泛,但直接排放含的煙氣會形成酸雨。寫出生成硫酸型酸雨的化學反應方程式:。(3)已知Z為正鹽,根據(jù)圖中轉化關系可知Z的化學式為;檢驗Z是否變質(zhì)的方法是。期末綜合拓展練(測試時間:15分鐘)1.(24-25高一·上海市復旦中學·上學期期末)氯及其重要化合物在生產(chǎn)生活中應用廣泛,學習氯及其化合物的性質(zhì)和變化,預測現(xiàn)象、解釋問題、歸納規(guī)律,有利于了解物質(zhì)性質(zhì)及其變化規(guī)律。某?;瘜W

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