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第五章《评说硫氮的功与过》
第五章 评说硫、氮的 “功”与“过”
硫S斜方硫 升华硫弹性硫一、硫的原子结构硫原子核外有3个电 子层，最外层上有6个 电子，在化学反应中易 得电子，具有氧化性。一、硫的原子结构据相对分子质量测 定，单质硫的分子相当 于分子式S8，这个分子 具有环状结构：二、硫的物理性质1.硫是淡黄色晶体，很脆； 2.硫不溶于水，微溶于酒精，易溶 于二硫化碳（CS2）； [说明]：硫是淡黄色晶体，俗称硫 磺。由于硫易溶于二硫化碳，所以 粘在试管上的硫可用二硫化碳除去。 3.硫的密度为2g/cm3；二、硫的物理性质4.硫的熔点、沸点较低。 硫在444.60℃沸腾。由蒸气的密度可知，硫 的蒸气中有S8、S6、S4、S2等分子存在，每 种分子数目的多少视温度的高低而定，下列 平衡随着温度的升高而向正反应的方向移动： 3S8 4S6 6S4 12S2 至750℃时，S2占92％，S8仅占0.1％。加热 到1500℃时，S2分子开始分解为单原子S。三、硫的化学性质1．硫与金属的反应 （1）硫与铜反应： 2Cu+S → Cu2S (硫化亚铜， 黑色，难溶于水)[说明]：铜丝在硫蒸气里燃烧，生成黑色 的硫化亚铜。三、硫的化学性质（2）硫与铁反应 Fe + S →FeS(硫化亚铁,黑色,难溶于水)[说明]：这一反应是放热反应，但需要把反应物加 热到一定温度，才能使反应开始发生。反应开始以 后，放出的热能使反应继续进行。硫跟铁反应时生 成黑色的硫化亚铁。三、硫的化学性质（3）硫还可以与钠、镁、 铝等金属反应2 Na + S 研磨 Na2SMg + S △ MgS 2Al + 3S △ Al2S3 Zn + S △ ZnS 2Ag + S △ Ag2SHg + S △ HgS三、硫的化学性质 [说明]：因Al2S3遇水强烈分解，所以Al2S3不 能从溶液中生成而只能用S与Al化合制得。 在金属硫化物中：FeS、CuS、Cu2S、Ag2S、 PbS等，都呈黑色且不溶于水。硫具有氧化性， 但氧化性较弱，跟铁、铜等有变价的金属化合 时，生成低价金属硫化物。 （利用Ag和S的反应，可用简易的方法鉴别出 真假银：用一布条沾上少量硫黄粉末在待鉴别 的器皿表面用力磨擦，如被磨擦处出现黑斑则 说明是真银，否则为假银。）三、硫的化学性质2．硫与非金属的反应（1）硫与氢气反应 H2 + S △ H2S[说明]：硫的蒸气能与氢气直接化合而生 成硫化氢气体，反应较难。三、硫的化学性质（2）硫与氧气反应 S + O2 →SO2[说明]：硫在空气中燃烧，火焰呈现淡蓝色，而 在氧气中燃烧的更旺，发出明亮的蓝紫色，生成 一种有刺激性气味的气体，反应放出大量的热。点燃三、硫的化学性质3．硫与化合物反应S + 2H2SO4 (浓) △ 3SO2↑+ 2H2O S + 6HNO3 (浓) △ 6NO2↑+ H2SO4 + 2H2O四、硫的性质小结 1．硫的性质 硫有氧化性，也有还原性。因为硫是一个中 间价态：S(-2) S(0) S(+4) S(+6) ，既可以 得电子，也可以失去电子。(1) 氧化性2Cu + S △ Cu2S Fe + S △ FeS 2 Na + S 研磨 Na2S H2 + S △ H2S C+ 2S △ CS2(2) 还原性S+ O2点燃SO2四、硫的性质小结(3) 硫与强碱、强酸和其它物质的反应3S + 6 NaOH→ 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O S + 6HNO3 (浓)→ 6NO2↑+ H2SO4 + 2H2O S + 2H2SO4 (浓)→ 3SO2↑+ 2H2O S + 2KNO3 + 3C → K2S + N2↑ +3CO2↑四、硫的性质小结 2．说明 （1）洗掉试管上的硫的方法： ①用CS2； ②加热升华法； ③用强碱溶液。 （2）氧化性： Cl2＞S； O2＞S。 （3）硫和变价金属反应一般生成低价金属 硫化物。五、硫的用途1．用于制造硫酸。 2．用于制造黑火药、焰火、火柴。 3．用于制造农药（如石灰硫黄合剂） 4．医学上用于制硫黄软膏。六、硫的存在游离态硫火山喷口 地壳的岩层 硫化物 硫铁矿(FeS2)等 芒硝(Na2SO4? 2O) 10H 硫酸盐 石膏(CaSO4? 2O) 2H 煤和石油中 蛋白质中化合态硫化氢H2 S一、硫化氢的物理性质无色有臭鸡蛋气味的气体 密度比空气略大标准状况下硫化氢的密度 = 34g/22.4L = 1.52 g/L能溶于水（常温常压下 1 : 2. 6 ） 剧毒 （头痛、头晕、恶心、昏迷、死亡）注 制取和使用硫化氢时必须在密闭或通 意 风橱中进行。二、硫化氢的化学性质1. 可燃性不完全燃烧点燃2H2S + O2 = 2H2O + 2S(点燃H2S时, 火焰呈淡蓝色,火焰上方盖一表 面皿,会看到表面皿上析出淡黄色固体，因为 O2不充足，不完全燃烧，析出黄色的硫。)完全燃烧2H2S + 3O2 = 2H2O + 2SO2点燃二、硫化氢的化学性质不完全燃烧完全燃烧n(H2S) ≥ n(O2) n(H2S) 2 1 2点燃2H2S + O2 = 2H2O + 2S2H2S + 3O2 = 2H2O + 2SO2 氧化产物是 S 氧化产物是 SO22 1点燃n(O2)2≤33＜n(H2S)n(O2)＜氧化产物是S和SO2二、硫化氢的化学性质2. 不稳定性把H2S加热到300℃左右，就会分解： H2S300℃H2 + S二、硫化氢的化学性质3．强还原性 硫化氢中的硫元素处于最低价态， 在反应中易失去电子，是强还原剂， 能被氧化剂如卤素单质、酸性 KMnO4溶液、浓H2SO4、HNO3、O2、 FeCl3等氧化生成S或SO2或H2SO4。化学反应 H2S+Cl2=S?+2HClH2S+Br2=S?+2HBr实验现象H2S能使氯水褪色， 并有淡黄色沉淀生成H2S能使溴水褪色， 并有淡黄色沉淀生成H2S+I2=S?+2HI 5H2S+2KMnO4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5S↓+8H2 OH2S能使碘水褪色， 并有淡黄色沉淀生成H2S能使酸性KMnO4 溶液褪色并有淡黄 色沉淀生成化学反应H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O H2S+8HNO3(浓)=H2SO4+8NO2↑+4H2O 3H2S+2HNO3(稀)=3S↓+2NO↑+4H2O H2S+2FeCl3=2FeCl2+S↓+2HC1实验现象有淡黄色沉淀生成有棕色NO2气体产生有淡黄色沉淀生成通入H2S后，溶液由黄 色变成浅绿色，并有 淡黄色沉淀生成2H2S+SO2=3S↓+2H2O两种气体混合后，瓶壁 有淡黄色沉淀生成二、硫化氢的化学性质4、H2S气体与某些重金属盐溶液反应产生硫化物沉淀 化学反应 H2S＋CuSO4 = CuS↓＋H2SO4(黑色)实验现象通入H2S后， 生成黑色沉淀 通入H2S后， 生成黑色沉淀 通入H2S后， 生成黑色沉淀H2S＋2AgNO3= Ag2S↓＋2HNO3(黑色)H2S+Pb(NO3)2= PbS↓＋2HNO3(黑色)三．硫化氢气体的水溶液(氢硫酸)的性质 1．弱酸性氢硫酸是一种挥发性的二元弱酸，具有酸的通性。 使紫色石蕊试液变红。 与碱反应：H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O 与盐反应：H2S + CuSO4 = CuS + H2SO4当H2S + Pb(NO3)2 = PbS + 2HNO3三．硫化氢气体的水溶液(氢硫酸)的性质（1）与一元碱NaOH反应时，可以生成正盐或酸式盐。 当 当 时，NaOH+H2S=NaHS+H2O,产物为NaHS和H2O。 时，2NaOH+H2S=Na2S+2H2O,产物为Na2S和H2O。当，产物为NaHS、Na2S、H2O。三．硫化氢气体的水溶液(氢硫酸)的性质（2）与某些盐溶液反应时，生成金属硫化物沉淀。H2S＋CuSO4=H2SO4+CuS↓ （CuS为黑色沉淀，用于除去H2S） H2S＋Pb(CH3COO)2=2CH3COOH+PbS↓ (PbS为黑色沉淀，用湿润的醋酸铅试纸检验H2S气体) 常见硫化物的溶解性 能溶于水、能溶于酸：Na2S, K2S, (NH4)2S 不溶于水、能溶于酸：FeS, ZnS 不溶于水、不溶于酸：CuS, PbS, Ag2S , HgS三．硫化氢气体的水溶液(氢硫酸)的性质 2．还原性 (S2- 的性质)氢硫酸中的溶质是硫化氢气体，因此，氢硫酸具有强还原性。氢硫酸易被空气中的氧气氧化，溶液变浑浊。 2H2S＋O2＝2H2O＋2S↓此反应说明了下面三个问题： （1）氢硫酸久置空气中变浑浊； （2）O2的氧化性大于S的氧化性； （3）气态氢化物H2O比H2S稳定。氢硫酸使用时应现制现用，不能长期存放。三．硫化氢气体的水溶液(氢硫酸)的性质 3. 氧化性：(H+ 的性质)H2S + Zn = ZnS + H2氢硫酸具酸性、氧化性和还原性。四、硫化氢的实验室制法金属硫化物与稀硫酸或稀盐酸反应 FeS + H2SO4 = FeSO4 + H2S FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S装置：启普发生器或简易发生装置(与制氢、制二氧化碳相同 ) 收集方法：向上排空气法 干燥：无水氯化钙或五氧化二磷 检验：使湿润的醋酸铅试纸变黑 尾气处理：CuSO4溶液思 考能否用浓硫酸制取硫化氢？ 不能。H2S + H2SO4 (浓) = S + SO2 + 2H2O 用浓盐酸制取硫化氢好不好？ 不好。浓盐酸有挥发性，使硫化氢中混有氯化氢。[说明]： 1．H2S具有很强的还原性，能与浓H2SO4和 HNO3发生反应，实验室制H2S不能用具有氧化 性的浓H2SO4和HNO3，只能用稀H2SO4和盐酸 与FeS反应制得。也不能用浓H2SO4干燥H2S。 2．对比反应H2S＋CuSO4=H2SO4+CuS↓与 FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑，可以发现反应方向 不同，原因是CuS是不溶于水也不溶于稀硫酸的 黑色沉淀，而FeS能溶于稀硫酸。所以只能用稀 H2SO4和盐酸与FeS反应制得H2S，而不能用稀 H2SO4和盐酸与CuS 反应制得H2S。
二氧化硫SO2硫在氧气中燃烧：实验现象是：生成明亮的蓝紫色火焰。化学方程式是：点燃S + O2 === SO2一、二氧化硫的物理性质?? ? ? ???气体 闻气味的方法：用手轻 轻地在瓶口扇动，使少 颜色： 无色 量的气体飘进鼻孔。 气味： 有刺激性 毒性： 有毒 沸点： －10℃ 密度： 比空气大 溶解度：易溶于水 在常温、常压下， 1体积水大约能溶解40体积的SO2状态：二、二氧化硫的化学性质1、 SO2与H2O的反应? 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。 ? 反应方程式： 2 + H2O SO H2SO3（亚硫酸）为什么开始水面没有顺利上升？振荡后水面很快上升？ 在液面上形成饱和亚硫酸溶液，阻止SO2的吸收。SO2是酸酐，是酸性氧化物，怎样证明？ 酸性氧化物的通性：能与碱反应生成盐和水。 SO2 : NaOH = 1 : 2 SO2 + 2 NaOH = Na2SO3 + H2O SO2 : NaOH = 1 : 1 SO2 + NaOH = NaHSO3 H2SO3是一种二元酸， 与碱反应时： NaOH比较少，生成NaHSO3 ； NaOH比较多，生成Na2SO3。 酸性：H2SO3（中强酸）＞ H2CO3（弱酸）可逆反应：在同一条件下既能向正 反应方向进行，又能向逆反应方向 进行的反应。说明：SO2与H2O反应生成H2SO3的同时，H2SO3 也在分解生成SO2与H2OSO2 中S的化合价是+4价：+4→ S S ← +2e-2e+6被氧化剂氧化二、二氧化硫的化学性质2、SO2的氧化还原反应：① SO2的还原性a. 与O2的反应:SO2 + O2催化剂△SO3SO3 ：无色固体，熔点(16.8℃)和沸点(44.8℃) 都比较低。SO3 + H2O = H2SO4 + Q SO3 也是酸酐,是酸性氧化物。二、二氧化硫的化学性质2、SO2的氧化还原反应：① SO2的还原性b. 与卤素单质的反应:SO2 + Br2 + 2 H2O = H2SO4 + 2HBr SO2 + Cl2 + 2 H2O = H2SO4 + 2HCl（两种气体生成两种强酸） c. 与更强的氧化剂反应: 例如：KMnO4 ，K2Cr2O4 ，H2O2 ……SO2 中S的化合价是+4价：→ → S ← S S ← +2e +4e-2 0 +4-2e-4e被还原剂还原二、二氧化硫的化学性质②SO2的氧化性――与H2S 的反应:SO2 + 2 H2S = 3 S ↓ + 2 H2OSO2 中的化合价是+4价：→ → → S← S ← S S ← +2e +2e +4e-2 0 ∴ SO2既有氧化性，又有还原性。-2e-4e+4-2e+6“高价氧化，低价还原，中间价态两边转”二、二氧化硫的化学性质3、 SO2 的漂白性: 实验现象：SO2 具有漂白作用，再加 热，又恢复原来的颜色。漂白机理（化合漂白）： SO2 与某些有色物质化 合生成无色物质，但是这些无色物质不稳定，容易 分解而恢复原来的颜色 。除了SO2，还有哪些物质具有漂白性？ 漂白性物质小结 氧化作用 HClO、O3 Na2O2、H2O2 Ca(ClO)2 化合作用 吸附作用 SO2 活性炭化学变化永久漂白化学变化 物理变化暂时漂白 永久漂白三、二氧化硫的用途 1、制造硫酸：催化剂SO2 + O2△SO3SO3 + H2O = H2SO42、可以漂白纸浆、毛、丝、草编制品等 3、杀灭霉菌和细菌4、作食物和干果的防腐剂四、二氧化硫的实验室制法亚硫酸钠与稀硫酸反应Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + H2O装置：简易气体发生装置 收集方法：向上排空气法 干燥：浓硫酸稀检验：使湿润的品红试纸褪色尾气处理：NaOH溶液练习：1.下列叙述中,正确的是( D )A. SO2在空气中易被氧化为SO3；B. 在标准状况下, SO3的气体摩尔体积是22.4升； C. D. SO2 与SO3都能与水剧烈反应； SO2可用于漂白纸浆, SO3不能。2. 氯气和二氧化硫皆可做漂白剂， 若用两者 (1:1) 一起漂白一种 物质 C 时，漂白效果会（ ） A. 增强 B. 不变 C. 减弱 D. 难确定SO2 + Cl2 + 2 H2O = H2SO4 + 2HCl酸雨SO2→ H2SO3 → H2SO4二氧化硫的污染什么叫酸雨？ 大量二氧化硫散发到大气中，被雨水 正常的雨水的pH一般小于7大于5.6， 当雨水的pH小于5.6时就称为酸雨。 酸雨是怎样形成的？ 正常的雨水的pH是多少？ 空气中的二氧化硫溶于水生成亚硫酸， 吸收就会成为对自然界危害较大的酸雨。 这是由于溶解了二氧化碳的缘故。 亚硫酸被氧化成硫酸SO2 →H2SO3 → H2SO4空气中少量的二氧化硫在催化剂作用下 被氧化成三氧化硫，三氧化硫溶于水形 成硫酸SO2 →SO3 → H2SO4酸雨形成示意图酸雨有什么危害？使树叶遭受严重侵蚀， 树木的生存受到威胁， 导致植物生长所必需的细 菌无法存活， 引起农业减产， 土壤中的营养成分流失， 腐蚀水泥、大理石， 使钢铁表面生锈， 建筑物受损， 雕塑和古代遗址受腐蚀， 对人体健康也有危害。大气污染是酸雨形成的主要原因
水的电离H2O+H2O H O2 ++OH H3O++OHH讨论： 1、影响水电离的因素有哪些？ 温度：越高电离程度越大；溶液的酸碱性 2、在纯水中，水电离出来的[H+]和[OH-]是否相等？水的离子积实验测得： 在25℃时，水电离出来的[H+]=[OH-]=10-7mol/L[H+]? -]=10-14 是一个常数 [OH[H+][OH-]=KwKw叫做水的离子积常数，简称水的离子积 注意：水的离子积只随温度的改变而改变问题与讨论1、在水中加入盐酸后，水的离子积是否发生改变？ 2、在水中加入强碱后，水的离子积是否发生改变？ 3、在酸或碱溶液中，水电离出来的[H+]和[OH-]是否相等？ 4、100℃时，水的离子积为10-12，求[H+]为多少？ 5、求0.1mol/L盐酸中酸电离出来的[H+]为多少？ 6、求0.1mol/L盐酸中水电离出来的[H+]为多少？ 7、在酸溶液中水电离出来的[H+]和酸电离出来的[H+]有什么 关系？溶液的酸碱性无论是酸溶液中还是碱溶液中都同时存在H+和OH而且在一定温度下是定值！常温下，溶液的酸碱性跟H+和OH-浓度的关系：中性溶液 酸性溶液 碱性溶液[H+]=1×10-7mol/L =[OH- ] [H+]＞1×10-7mol/L&[OH-] [H+]＜1×10-7mol/L&[OH-]问题与讨论溶液的酸碱性 ----正误判断1、如果[H+]不等于[OH-] ,则溶液一定呈现酸性或碱性。2、在水中加酸会抑制水的电离，电离度减小。 3、任何水溶液中都具有一定的[H+]和[OH-]。 4、[H+]等于10-6mol/L的溶液一定呈现酸性。5、酸的电离度越大则溶液的酸性越强。6、升高温度使水的电离度增大，则酸性增强。溶液的pH值1、意义：表示溶液酸碱性的强弱。 2、表示： 用H+物质的量浓度的负对数来表示。 3、式子： pH=-lg[H+] 如[H+]=1×10-7mol/L的溶液 pH=7另有公式:pOH=-lg[OH-] pH+ pOH =14溶液的pH与酸碱性常温下，溶液的酸碱性跟pH的关系：中性溶液 酸性溶液[H+]=1×10-7mol/L=[OH-] [H+]＞1×10-7mol/L&[OH-] [H+]＜1×10-7mol/L&[OH-]pH =7pH＜7pH＞7碱性溶液溶液的pH酸 性 增 强 碱 性 增 强0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14100 10―1 10―2 10―3 10―4 10―5 10―6 10―7 10―8 10―9 10―10 10―11 10―12 10―13 10―14问题与讨论溶液的pH――正误判断1、一定条件下 pH越大，溶液的酸性越强。2、用pH表示任何溶液的酸碱性都很方便。3、强酸溶液的pH一定大。4、pH等于6是一个弱酸体系。5、pH有可能等于负值。6、pH相同的强酸和弱酸中的[H+]相同。7、pH相同的强酸和弱酸的物质的量浓度相同。pH测定方法测定方法：酸碱指示剂法、pH试纸法、pH计法等。 酸碱指示剂一般是弱的有机酸或弱的有机碱，他们的颜 色变化是在一定的pH范围内发生的。我们把指示剂发生颜 色变化的pH范围叫做指示剂的变色范围。pH 石蕊 酚酞1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14橙 色甲基橙 红色黄色浅红色红色 紫色 无色蓝色 红色pH计算1―― 酸的稀释例题：在25℃时，pH等于5的盐酸稀释到原来的10倍，pH 等于多少？稀释到1000倍后， pH等于多少？解： pH=-lg[H+]=-lg[(10-5+9×10-7)/10] =-lg10-6 =6 pH=-lg[H+]=-lg[(10-5+999×10-7)/1000] =-lg(1.1×10-7) =7- lg1.1=6.96关键：抓住氢离子进行计算！pH计算2―― 碱的稀释例题：在25℃时，pH等于9的强碱溶液稀释到原来的10倍， pH等于多少？稀释到1000倍后， pH等于多少？解：[OH-]=(10-5×1+9×10-7)/10 ≈10-6pH=-lg[H+] =-lg(KW/[OH-]) =-lg10-8 =8 [OH-] =(10-5×1+999×10-7)/×10-7 pOH=-lg[OH-] =6.96 pH=14-6.96=7.04关键：抓住氢氧根离子进行计算！pH计算3―― 强酸与强酸混合例题：在25℃时，pH等于1的盐酸1L和pH等于4的硫酸溶 液1000L混合后,溶液的pH等于多少？ 解：pH=-lg[H+]=-lg[(1×10-1+)/(1+1000)] =-lg(2×10-4) =4-lg2=3.7关键：抓住氢离子进行计算！pH计算3―― 强酸与强酸混合例题：在25℃时，pH等于1的盐酸和pH等于4的硫酸溶液 等体积混合后,溶液的pH等于多少？ pH=-lg[H+] 解：=-lg[(1×10-1+1×10-4)/(1+1)]=-lg(5×10-2)=2-lg5=1.3pH混= pH小+0.3关键：抓住氢离子进行计算！pH计算4―― 强碱与强碱混合例题：在25℃时，pH等于9和pH等于11的两种氢氧化钠 溶液等体积混合后,溶液的pH等于多少？解：[OH-]=(1 × 10-5+1×10-3)/(1+1) pOH=-lg[OH-] pOH=-lg5×10-4=4-lg5 =3.3pH=14- pOH =10.7 pH混= pH大-0.3关键：抓住氢氧根离子离子进行计算！pH计算5 ―― 强酸与强碱混合例题：在25℃时，100mLO.6mol/L的盐酸与等体积 0.4mol/L的氢氧化钠溶液混合后,溶液的pH等于多少？ 解：NaOH+HCl=NaCl+H2O 0.04 0.06 pH=-lg[H+]=-lg[0.02/(0.1+0.1)]=-lg10-1 =1关键：酸过量抓住氢离子进行计算！pH计算5―― 强酸与强碱混合例题：在25℃时，100mLO.4mol/L的盐酸与等体积 0.6mol/L的氢氧化钠溶液混合后,溶液的pH等于多少？ 解：NaOH+HCl=NaCl+H2O 0.06 0.04 pOH=-lg[OH-] pOH=-lg[0.02/(0.1+0.1)] =1 pH=14- pOH =13关键：碱过量抓住氢氧根离子进行计算！
一．硫酸的物理性质 1．纯硫酸是一种无色油状液体。 2．98.3%的浓硫酸的沸点是338℃， 硫酸是一种难挥发的强酸，易溶于 水且溶解时放出大量热。 3．常用浓硫酸的质量分数为98%， 密度为1.84g/cm3。二．稀硫酸的化学性质稀硫酸具有酸的通性: H2SO4=2H++SO421．Fe + H2SO4=FeSO4+H2↑ 2．CuO+H2SO4=CuSO4+H2O 3．2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O 4．FeS+ H2SO4=FeSO4+H2S↑ 5. Na2CO3+ H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑硫酸SO42-H 2-SO H+ SO4+ H+ 42H+ 42- 4 SO4 SOSO+ 2-H+ 2HH2SO4= 2H+ + SO42-指示剂 金属Fe 金属氧化物 碱 盐（BaCl2） CuO 氢氧化铜三.浓硫酸的特性 1.浓硫酸的吸水性浓硫酸中的硫酸分子能强烈地吸收湿 存水、结晶水和空气中的水分生成 一系列水合物： H2SO4+nH2O=H2SO4?nH2O (n=1,2,3,4等)。 这些水合物很稳定。可做干燥剂那么，浓硫酸可以 干燥哪些气体呢？H2O Cl2H2 O Cl2H2 O Cl2Cl2Cl2H2O Cl2 浓硫酸2.浓硫酸的脱水性 浓H2SO4可将许多有机物中的氢和 氧原子按水分子的组成(H2O)比例 脱去。如浓H2SO4使糖类、蛋白质 等有机物脱水而碳化，因而浓 H2SO4对棉麻衣服或皮肤有很强的 腐蚀性。例如：C12H22O11----→12C+11H2O (蔗糖)浓硫酸吸水性和脱水性的区别C H2O C OH OH C C CHH2O H 2O HO H2OC O H C C H C C H H2 O H C H 2O H2 O CH2SO4H2SO4xH2O[说明]： (1)浓硫酸具有吸水性, 故实验室常利 用这个性质将浓H2SO4作为气体的 干燥剂,但是碱性气体（如氨气） 不能选用浓H2SO4作干燥剂。 (2)脱水性与吸水性有本质不同，脱 水性属化学变化，吸水性主要是物 理变化。（吸收结晶水时属于化学 变化）3.浓硫酸的氧化性 浓硫酸是一种强氧化性酸,它的氧 化作用是由H2SO4分子中+6价 的硫元素引起的,加热后氧化性 更强。（1）与金属反应常温下，浓硫酸可使铁、铝等金属钝化，钝化过程是 化学变化，其实质是在铁、铝的表面形成了致密的 氧化膜，从而阻止内部的金属继续跟H2SO4作用。 故工业上可用铁或铝制容器贮存、运输浓硫酸。 加热时，大多数金属（金、铂除外）都能被浓硫酸氧 化为最高价态。此类反应中，由于不是H+与金属反 应，故所发生的反应不是置换反应，一般不生成氢 气，而生成相应的金属硫酸盐、二氧化硫和水。 △ Cu+2H2SO4(浓) ==CuSO4+SO2↑+2H2O2Fe+6H2SO4(浓)==Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O△[说明]： ①常温下，浓硫酸可使铁、铝等金属钝化,如 加热,则可以发生氧化还原反应。 ②下列反应，既体现了浓硫酸的氧化性,也体 现了浓硫酸的酸性。Cu+2H2SO4(浓) ==CuSO4+SO2↑+2H2O △ Cu+H2SO4(浓)==CuO + SO2↑+H2O （氧化性） CuO+H2SO4(浓)==CuSO4 + H2O （酸性）△2Fe+6H2SO4(浓)==Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O △ 2Fe+3H2SO4(浓)==Fe2O3+3SO2↑+3H2O（氧化性） Fe2O3+3H2SO4(浓)==Fe2(SO4)3 + 3H2O （酸性）△（2）与非金属反应热浓硫酸能氧化除卤素、氮气以外的一些非 金属，在反应中，浓硫酸被还原为SO2，而 非金属一般被氧化成高价氧化物，当氧化 物溶于水时，则生成酸。 △ C+2H2SO4(浓) == 2H2O+2SO2↑+CO2↑ △ 2P+5H2SO4 (浓) ==2H3PO4+5SO2↑+2H2O △ S+2H2SO4 (浓) == 3SO2↑+2H2O [说明]：在此类反应中,只体现了浓硫酸的氧 化性，与浓硫酸和金属的反应不同。（3）与化合物反应H2S、HI、HBr的还原性较强，均能被浓硫酸 氧化。 H2S+H2SO4 (浓) ==S?+SO2?+2H2O 2HBr+H2SO4(浓) ==Br2+SO2?+2H2O 8HI+H2SO4(浓) ==4I2+H2S?+4H2O [说明]：由于以上反应的存在,实验室不能用 浓硫酸制取H2S、HBr、HI等还原性气体, 也不能干燥H2S、HBr、HI等还原性气体.练习：下列过程中应用了硫酸的哪些性质？酸性、氧化性、脱水性、吸水性1、魔术师用玻璃棒蘸无色液体在白布上写字而变黑。 2、用浓硫酸除掉氯化氢中混有的水蒸气。 3、实验室中用稀硫酸和锌反应制取氢气。 4、浓硫酸和硫在加热条件下反应生成二氧化硫和水。5、亚硫酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化硫。6、某些罪犯用浓硫酸给人毁容。 7、硫酸和氢氧化钠溶液反应生成硫酸钠和水。 8、用铁制的容器盛装浓硫酸。四.硫酸根离子的检验先用稀硝酸或盐酸将被检验的溶液酸化，然 后加入硝酸钡溶液或氯化钡溶液，如果有 白色沉淀生成，则说明原溶液中有SO42-存 在。加稀酸的目的是为了排除其它离子 （如CO32-、SO32-、PO43-等）的干扰，因 为BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2等都是可溶 于酸的白色沉淀。[说明]： 1．若待测液中含有Ag+时，不能加盐酸，因 AgCl也是不溶于强酸的白色沉淀； 2．若含有SO32-时，不宜加稀HNO3因为 BaSO3沉淀能被稀HNO3氧化为BaSO4沉淀； 3．若SO42-与Cl-混合鉴别时，应加BaCl2溶液， 不宜用AgNO3溶液，因Ag2SO4是微溶于水 的白色沉淀，对实验有干扰。五.硫酸的用途1.硫酸用途示意图硫酸在工业上和实验室具有十分广泛的用途 用途是由它的性质决定的。现归纳为： 稀硫酸强酸性的用途 浓硫酸主要性质的用途2.稀硫酸强酸性的用途（1）实验室用稀硫酸与活泼金属作用制取氢 气。 （2）工业上使稀硫酸与Fe、Zn等反应制取绿 矾、皓矾。 （3）电镀工业用稀硫酸清除铁锈 （Fe2O3?nH2O）。 （4）在氧化还原反应中用稀硫酸作酸性介质。 （5）一些有机化学反应(如糖、酯类的水解)用 稀H2SO4作催化剂。3.浓硫酸主要性质的用途（1）利用浓硫酸的强酸性在化肥工业上制取氮肥[硫 铵(NH4)2SO4]和磷肥(普钙): 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 Ca3(PO4)2+2H2SO4=Ca(H2PO4)2+2CaSO4 （2）利用浓硫酸的吸水性，在实验室里，浓H2SO4 常用作酸性或中性物质（主要是气体）的干燥剂。 （3）利用浓硫酸的脱水性,实验室制取一氧化碳。 △ HCOOH == CO?+H2O （4）用浓硫酸的难挥发性,实验室制取易挥发的强酸 (盐酸、硝酸)。 NaNO3+H2SO4(浓)=HNO3?+NaHSO4 （5）用浓硫酸的难挥发性和强酸性,也可制挥发性弱 酸。 CaF2+H2SO4(浓)=CaSO4+2HF?六.几种重要的硫酸盐大多数硫酸盐含有结晶水，含 有结晶水的硫酸盐通常称为 矾，如五水硫酸铜称胆矾， 七水硫酸锌为皓矾等。常见 的一些重要的硫酸盐有以下 几种：晶体组成CaSO4? 2O 2H 2CaSO4? 2O H俗名 颜色生石膏 熟石膏 白色 白色主要用途调节水泥硬化速度 塑像，医疗绷带等ZnSO4? 2O 7HBaSO4皓矾重晶石白色白色制白色颜料（锌钡白）、 收敛剂、防腐剂作钡餐等 （不溶于水和酸，不易被X射线 透过） 和石灰水混合配制“波尔 多液”等 除自来水中游离态氯，净 化水 净水剂 制玻璃、造纸、染色纺织、 缓泻剂CuSO4? 2O 5H FeSO4? 2O 7H KAl(SO4)2? 2O 12H Na2SO4? 2O 10H胆矾 或蓝矾 绿矾 明矾 芒硝蓝色 浅绿色 无色 无色
催化剂FeS2SO2加热H2OSO3H2SO4S一、接触法制硫酸的反应原理和过程 1、原料： Fe2S或S 空气 H2O ２、反应原理和生产过程(1)二氧化硫的制取和净化 高温 2 Fe2O3 + 8 SO2 4 FeS2 + 11 O2 (2)二氧化硫氧化成三氧化硫 V2O5 2SO3(g) + 196.6ＫJ 2SO2(g) + O2400~500℃(3)三氧化硫的吸收和硫酸的生成 SO3 + H2O H2SO4 + Q3、硫酸的生产流程燃烧 黄铁矿沸腾炉炉气炉渣空气净化后 的炉气接触室98.3%浓硫酸 SO3(SO2,N2,O2)吸收塔发烟硫酸 水或稀硫酸催化氧化各种浓度的硫酸二、环境保护1、环境污染主要包括大气污染 水污染 土壤污染食品污染2、综合治理与环境保护 主要措施：消除污染源H SO2 + NH3? 2ONH4HSO3我国三废排放量(工业污染源)废气{烟尘（包括生活炉窖） 二氧化硫1400万吨/年 1500多万吨/年废水：工业污水（包括生活用水） 7780万吨/日 90%未处理 工业废渣 废渣 3 亿多吨/年 大部分丢弃 2 亿多吨 10 亿多吨{历年来积存的钢渣 历年来积存的煤矸石
氮气N2氮气的用途：1.氮和氢化合是合成氨的关键，用于制氨， 并继而制硝酸和化肥、炸药。 2.氮气的化学性质不活泼，可用来代替稀有 气体作焊接金属时的保护气。 3.利用氮的稳定性，可用它充白炽灯，防止 钨的挥发。4.利用氮的低沸点，可用它作为深度致冷剂。 如液氮可把一些痣冻去，用于美容和手术。 氮气还用于保鲜水果和蔬菜。一、氮气的物理性质：无色无味的气体，比空气略轻， 难溶于水难液化。 工业制取氮气的方法――液化空气法（利用氮气沸点比较低的性质）压缩蒸馏液态空气沸点低 先蒸发液态氮空气液态氧二、氮气的化学性质：N2分子：N≡N 叁键，键能大，打 开键不容易，所以反应条件难，稳定. 类似稀有气体，可做保护气.+725N N1、与金属反应： （与镁、钙、锶、钡，形成离子化合物）3Mg + N2点燃Mg3N2金属镁在N2中燃烧生成氮化镁在空气点燃镁条得到的产物是纯净物还是混和物？Mg在空气中燃烧，产物有MgO和Mg3N2２、与非金属反应⑴ N2 和 H2 的反应高温、高压N2 + 3H2催化剂2NH3 + 92.4KJ条件难:说明N2叁键键能大。 可逆反应：说明N原子的氧化性弱于Cl和O原子。反应放热：说明N有一定的非金属性。反应放热的多少说明元素非金属性强弱， 同样也可说明金属性强弱，不论是金属还是 非金属，反应放热越多，越活泼。⑵ N2 和 O2 的反应N2 + O2 → 2NO NO是一种无色不溶于水的气体，有毒， 易和人体里血红蛋白结合，而引起中毒。 2NO + O2 → 2NO2 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO放电2NO + O2 → 2NO2 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO 两个反应可得两个虚拟反应： 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 NO2是一种红棕色易溶于水的气体，有 毒，在常温下能相互化合成无色的N2O4 。+4+42NO2红棕色N2O4 + Q无色此反应为自身化合反应 常温下是混合气体相对分子质量(M)为：46＜M＜92温度升高，相对分子质量减小； 温度降低，相对分子质量增大。三、氮的氧化物N2O5 ：HNO3 酸酐：N2O5 + H2O = 2HNO3 硝酐N2O3 ：HNO2 酸酐： N2O3 + H2O = 2HNO2 亚硝酐而NO、N2O、NO2则不是酸酐氮的 氧化 物物理性质无色气体 （俗称笑气） 无色气体，难溶于水、 有毒、能和血红蛋白结 合失去输氧功能。化学性质有氧化性，使带火星的木 条复燃 2NO+O2=2NO2N2ONO NO2 N2O5常温有部分转化为无色 棕红色气体，有腐蚀性、 N2O4,低温时全部转化， 有刺激性气味，有毒。 与水反应生成HNO3和NO。 无色固体，很不稳定甚 至爆炸。 N2O5＋H2O=2HNO3四、氮的固定1、含义：将空气中游离的氮转变为氮 的化合物的方法。 2、方式： 自然固氮：生物固氮和大气固氮 如雷雨天产生NO气体 人工固氮：工业固氮 如合成氨五、练习题1、相同质量的镁，分别在纯氧中燃 烧和在氮气中燃烧，得到的产物哪个质 量大？2Mg + O2 3Mg + N2点燃2MgO Mg3N2m ? 40 24m ? 100 24 ? 3点燃2、下列能鉴别Br2蒸气和NO2气 体的是（ B C D F ） A、KI--淀粉试纸 B、水 C、CCl4 D、AgNO3 E、加热 F、冷却3、将NO2气体充于试管中，并将试管倒 立于水槽中，充分反应后，剩余气体体 1 积约为试管的_______。4、将等体积的NO和O2混和气体充满试 管中，将试管倒立于水槽中，剩余气 1 体体积约为_______。 (O 2 )835、将等体积NO2和O2混和气体充满试 管中，将试管倒立于水槽中，剩余气 体体积约为 3 。8 (O 2 )6、氮气在大气中的体积分数是多少？质 量分数又是多少？ 体积分数为：78% 质量分数为：0.78 × 28 × 100% = 75% 0. 78 × 28 + 0.21 × 32【总结】综合氮气的各项性质，可知氮及其主要化合物有如下转化关系：-3NH3 高温、高压 N2催化剂H2O2放电+2NOO2+4NO2H2 OHNO3H2 O+5H2 O -3高温Mg3N2(可被氧化)N2O4氧化、化合价升高 还原、化合价降低+5N2O5(具有氧化性）
氨NH3一、氨 NH3写出分子式、电子式、结构式、空间构型1、氨的存在、物理性质无色刺激性气味的气体。 喷泉实验― 极易溶于水，氨水是弱碱。 易液化，液氨气化时吸收大量热―致冷剂。氨水的密度小于水的密度，所 以氨水的浓度越大，密度越小。2、氨的实验室制法2NH4Cl+Ca(OH)2==CaCl2+2NH3 ↑ +2H2O “强碱制弱碱” 注意1： 、无水CaCl 、P O 均与NH 反应。 浓H2SO用装碱石灰的干燥管 问题3：如何收集氨气？怎样检验是否集满？ 问题4：如何干燥氨气？ 2 5 问题2：用怎样的发生装置？ 问题1：原料试剂用溶液还是固体？为什么？ 问题5：氨气对人体有害吗？如何尾气处理？ 4 2 3 铵盐不能用 NH4NO3 或 (NH4)2CO3。因为它 们本身受热要分解。 注意2： 消石灰不能用NaOH、KOH代替。因为它们易 潮解结块，不利于NH3产生；高温下腐蚀试管。3、氨的化学性质(1)与水反应：NH3 + H2O ?NH3 ? 2O ? NH4 H氨水中存在哪些微粒？++OHNH3 NH4+NH3? 2O H OH-H2O H+涉及氨水浓度时，氨水的溶质是NH3， 而不是NH3 ? 2O。 H(2)与酸反应：NH3 + HCl → NH4ClNH3 + HNO3 → NH4NO3 2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4NH3的检验方法之一： 与挥发性酸如HX、HNO3在空气中相遇 形成白烟。 NH3的检验方法之二 ： 使湿润的红色石蕊试纸变蓝。(3)-3价氮的还原性：a.在纯氧中燃烧4NH3+3O2==2N2+6H2Ob.催化氧化4NH3+5O2 == 4NO+6H2O已知在一定条件下NH3能被Cl2氧化，写出可 能的化学反应方程式。Pt2NH3+3Cl2 = N2+6HCl 6NH3 + HCl → NH4ClCl NH 6HCl → 6NH4 8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl二、铵盐 NH4+H 写出NH4+的电子式 ??? [ H ? N ? H ]+ ? ?? H2、铵盐的化学性质：4 个H原子完全等同， NH4+呈正四面体构型易溶于水的无色晶体。 1、铵盐的物理性质：(1)易分解：(2)与碱反应：一般生成氨和相应的酸。NH4++OH-→NH3? 2O→NH3 +H2O H问题1：氯化铵受热时的现象是升华吗？ 问题2：为什么铵肥施用时要埋在土下并及 时灌水？ 注意1：铵盐与碱固体间反应时不能写离子方 程式。 注意2：铵盐与碱溶液间反应时浓溶液或加热 产生氨气，稀溶液不加热生成NH3 ? H2O。3、NH4+的检验： 取少量样品与碱混合于试管中共热， 用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，若试 纸变蓝，则证明样品中含有NH4+；或用蘸 有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟 产生，则证明样品中含有NH4+。世上最强的绕口令 1、初入江湖：化肥会挥发 2、小有名气：黑化肥发灰，灰化肥发黑 3、名动一方：黑化肥发灰会挥发 灰化肥挥发会发黑 4、天下闻名：黑化肥挥发发灰会花飞灰化肥挥发发黑会飞花 5、一代宗师：黑灰化肥会挥发发灰黑讳为花飞灰黑化肥会挥发发黑灰为讳飞花世上最强的绕口令 6、超凡入圣： 黑灰化肥灰会挥发发灰黑讳为黑灰花会飞 灰黑化肥会会挥发发黑灰为讳飞花化为灰 7、天外飞仙：黑化黑灰化肥灰会挥发发灰黑讳为黑灰花会回飞 灰化灰黑化肥会会挥发发黑灰为讳飞花回化为灰
一.硝酸的物理性质纯硝酸是无色、有刺激性气味的液体, 密度比水大，能以任意比溶解于水。 低沸点（83℃），易挥发。 质量分数为69%的硝酸为浓硝酸。质量分数为98%以上的硝酸为发烟硝酸。98％以上的硝酸为什么会产生发烟现象？ 发烟硝酸挥发出来的是“烟”么？ 挥发出的硝酸分子和空气中的水蒸气结合， 形成小液滴悬浮在空气中，因此事实上是雾。 98％的硝酸和69％的硝酸哪个密度大？ 20％的氨水和10％的氨水哪个密度大？ 因为硝酸的密度比水大，浓度越大， 密度越大； 氨水密度比水小，所以浓度越大， 密度越小。浓硝酸、浓盐酸、浓硫酸物理性质对比常用浓算 浓度色态浓硝酸味挥发性浓盐酸 浓硫酸无色 溶液有刺 激性 气味 无味69％易挥发37％难挥发98％二.硝酸的化学性质1. 具有酸的通性 HNO3 = H+ + NO3-使指示剂变色：稀硝酸使紫色石蕊试液变红 与碱发生中和反应：HNO3+ NaOH = NaNO3 + H2O2HNO3+ CuO = Cu(NO3)2 + H2O 与碱性氧化物反应：与某些盐反应：2HNO3+ Na2CO3 = 2NaNO3 + H2O + CO2↑久置的浓硝酸呈黄色： 可能有NO2(红棕色)产生，NO2 溶于硝酸而变黄。＋5 ＋4HNO3NO2氮元素化合价降低 ；氢元素已处最高价，不可能再升高； 故氧元素的化合价必然升高 ，有O2 生成。2. 硝酸的不稳定性4HNO3△ 或光照2 H2O + 4 NO2 ↑ + O2 ↑硝酸越浓越容易分解 硝酸要放在棕色试剂瓶中避光、 低温保存。HNO33. 硝酸的强氧化性硝酸具有强的氧化性，几乎可以使所有金属(金、铂 除外)氧化而生成硝酸盐。 在放有铜片的两个试管里分别加入浓硝酸和稀硝酸 Cu＋4HNO3 (浓)→Cu(NO3)2 + 2NO2↑+2H2O反应激烈，产生红棕色气体，溶液由无色变蓝色。 3Cu＋8HNO3 (稀)→3Cu(NO3)2 + 2NO↑+4H2O 反应较缓慢，产生无色气体，逸至试管口变为红棕色，溶 液由无色变为蓝色。硝酸具有强的氧化性，能使许多非金属（如碳、 硫、磷），某些有机物（如松节油，锯末等）及还 原剂（如H2S，HI， HBr，SO2，Na2SO3等）氧化。浓硝酸能使紫色石蕊试剂先变红后褪色 注意：⑴ 常温下，浓硝酸使铁、铝等金属钝化 ⑵ 硝酸与金属反应不放出氢气 ⑶ 氧化性：浓硝酸&稀硝酸（均比浓硫酸强） ⑷ 一般情况下： 浓硝酸被还原为NO2 稀硝酸被还原为NO三、硝酸盐的性质⑴硝酸盐均为易溶于水的离子化合物，多数 硝酸盐为无色晶体。 ⑵酸性条件下，硝酸盐有强氧化性。 ⑶由于硝酸盐在高温时受热易分解出O2，故 硝酸盐在高温时是强氧化剂。硝酸盐的热分解规律：K~Na： Mg~Cu： Ag和Hg： 2KNO3→2KNO2+O2↑ 2Cu(NO3)2→2CuO + 4NO2 ↑+ O2 ↑ 2AgNO3→2Ag + 2NO2 ↑+ O2 ↑四、硝酸的制法1、实验室制法⑴原理：△曲 颈 瓶冰水NaNO3+H2SO4(浓)==NaHSO4+HNO3↑ ⑵装置：曲颈瓶 ⑶尾气处理： 2NaOH+NO+NO2=NaNO3+H2O2、工业制法A、 NaNO3+H2SO4→HNO3(硝石法) B、 N2→NO→NO2→HNO3(电弧法) C、 NH3→NO→NO2→HNO3(氨氧化法)
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