含硫化合物的性質(zhì)和應(yīng)用z

2012年高考第一輪復(fù)習(xí),含硫化合物的性質(zhì)和應(yīng)用,硫元素的物質(zhì)鏈:,(1)存在:,在自然界中既有化合態(tài),又有游離態(tài)存在,淡黃色晶體,俗稱硫磺.難溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,(清洗試管壁上殘留的硫的物理方法-CS2),(2)物理性質(zhì):,(3)化學(xué)性質(zhì):,與金屬的反應(yīng),與非金屬的反應(yīng),與化合物的反應(yīng),一.硫（S）,（淡黃色固體有：Na2O2、AgBr、TNT等）,與金屬的反應(yīng),生成低價(jià)金屬硫化物,劇烈放熱反應(yīng),劇烈反應(yīng)爆炸,常溫下,Hg+S= HgS 2Ag+S=Ag2S,清除汞,與非金屬的反應(yīng),空氣中：淡藍(lán)色火焰 純氧中：明亮藍(lán)紫色火焰,與化合物的反應(yīng),清洗試管壁上殘留的硫的化學(xué)方法 -強(qiáng)堿液,(4)硫的用途： 硫是重要的化工原料：制硫酸、農(nóng)藥、 火藥、藥品、硫化橡膠,黑火藥的配方:一硫二硝三木炭,_色, _氣味的_毒氣體,密度比空氣_,沸點(diǎn)是-10 oC易_, _ 溶于水(常溫常壓下一體積水能溶解_體積的二氧化硫)。,無,有刺激性,有,大,液化,易,40,二、二氧化硫,1、物理性質(zhì),(1) 與H2O反應(yīng):,SO2+H2O H2SO3（亞硫酸）,亞硫酸是一種二元中強(qiáng)酸，在水中部分電離,H2SO3 H+ +HSO3- HSO3- H+ +SO3 2-,、酸性氧化物的通性,不穩(wěn)定 還原性,2、化學(xué)性質(zhì),(2)與堿反應(yīng) SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O SO2+NaOH=NaHSO3,試判斷SO2通入澄清石灰水直至過量有何現(xiàn)象，并寫出反應(yīng)方程式 【思考】 SO2與CO2怎樣區(qū)別？ 【思考】 硫酸工業(yè)的尾氣吸收用什么？,（4）與鹽反應(yīng)：,與自身正鹽的反應(yīng) SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3,與弱酸鹽的反應(yīng) SO2+Na2CO3=Na2SO3 + CO2 SO2+NaHCO3=NaHSO3 + CO2,（3）與堿性氧化物反應(yīng)： SO2+Na2O=Na2SO3 SO2 +CaO=CaSO3（鈣基固硫）,SO3是一種無色固體，熔點(diǎn)（16.8），沸點(diǎn)（44.8 ），關(guān)注SO3的狀態(tài)。SO3與H2O反應(yīng)生成H2SO4，同時(shí)放出大量的熱。工業(yè)上常用這兩個(gè)反應(yīng)制造硫酸。,（1）2SO2+O2 2SO3,、具有還原性（為主）,催化劑 ,【思考】 SO2既具有氧化性又具有還原性,濃硫酸具強(qiáng)氧化性，請你判斷能否用濃硫酸來干燥SO2?說明你的理由.,SO2+2H2S=3S +2H2O,【思考】 SO2的漂白性與氯氣相同嗎？,（2）SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX 說明：SO2可以使氯水、溴水、碘水褪色。,、具有漂白性能使品紅褪色,（3）SO2可以和很多氧化劑反應(yīng)如： Fe3+、KMnO4、Na2O2、H2O2,、具有弱氧化性,SO2和Cl2漂白性對比,褪色,褪色,紅色,不顯紅色,很快變成紅色（不再褪色）,立即變紅隨即變?yōu)闊o色,驗(yàn)證二氧化硫氧化性、還原性、漂白性實(shí)驗(yàn)裝置？,品紅溶液褪色，證明SO2有漂白性 溴水溶液褪色，證明SO2有還原性 錐形瓶中生成淺黃色固體，證明SO2有氧化性。,與酸反應(yīng)：,SO32-+H+=HSO3-,SO32-+2H+= SO2+H2O,有還原性：,2Na2SO3+O2=2Na2SO4,有氧化性:,SO32-2S2-+6H+=3S+3H2O,（一定要在酸性條件下）,亞硫酸鹽（SO32-）,Na2SO3(粉末)+H2SO4(70%)=Na2SO4+H2O+SO2,原理:強(qiáng)酸制弱酸,3、實(shí)驗(yàn)室制法：,酸雨：指pH<5.6的酸性降水,酸雨的危害:,1、影響水生生物的繁殖 2、土壤中鈣、鎂、磷等營養(yǎng)元素溶出并迅速流失，導(dǎo)致土壤肥力下降并酸化 3、農(nóng)作物和樹木生長遭到破壞 4、建筑物腐蝕加快,硫酸型酸雨的形成過程,二氧化硫的作用,酸雨的防治,1、含硫燃料預(yù)先脫硫處理 2、釋放出的二氧化硫進(jìn)行處理或利用回收 3、研究新能源 4、大力提倡植樹造林，尤其栽種吸收SO2較多的柳杉、銀槐、銀杏等。 5、提高全民的環(huán)境保護(hù)意識(shí)。從1974年起，每年由聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署確定一個(gè)主題，開展“世界環(huán)境日”的活動(dòng)，其中1983年的主題是防治酸雨。,二氧化硫的用途：,制硫酸 漂白紙漿、毛、絲、草帽等 殺菌消毒,一分為二看問題！,練習(xí)：（1）在試管中注入某紅色溶液，加熱試管，溶液顏色變淺，冷卻后恢復(fù)紅色，則原溶液可能是_溶液,加熱時(shí),溶液由紅色逐漸變淺的原因是_,(2)在試管中注入某無色溶液，加熱試管，溶液顏色變紅，冷卻后恢復(fù)無色，則原溶液可能是_溶液,加熱時(shí),溶液由無色變?yōu)榧t色的原因是_,2.把少量的SO2分別通入下列濃度相等的Ba(NO3)2溶液 Ba(OH)2溶液溶有氨的BaCl2溶液中.預(yù)計(jì)能觀察到白色沉淀的溶液是( ) A. 和 B.只有 C. 和 D.全部,D,3.向含有FeCl3、BaCl2的酸性溶液中通入SO2氣體會(huì)有沉淀產(chǎn)生,該沉淀是( ) A.BaSO4 B. FeS C.BaSO3 D. S,A,4.將等體積等物質(zhì)的量濃度的氫硫酸、亞硫酸溶液各兩份，先分別通入Cl2或O2，溶液的pH （y軸）與通入氣體的物質(zhì)的量（x軸）的關(guān)系如右圖所視。曲線a、b、c、d能正確代表溶液pH的變化的是( ),a為氫硫酸中通入O2 b為亞硫酸中通入O2 C.c為氫硫酸中通入Cl2 D.d為亞硫酸中通入Cl2,AD,D,6.A.B.C.是中學(xué)化學(xué)中常見的三種化合物,它們各由兩種元素組成.甲乙是兩種單質(zhì),這些化合物和單質(zhì)之間存在以下關(guān)系:,A.B.C.三種化合物中必含有乙元素的是_ (2)單質(zhì)乙是_(填金屬或非金屬)理由是_ (3)單質(zhì)乙的分子式是_,化合物B的分子式_,單質(zhì)甲,化合物A,單質(zhì)乙,化合物A和化合物C,單質(zhì)乙和化合物C,化合物B,化合物B,A,B,非金屬,S,H2S,與酸堿指示劑反應(yīng),與活潑金屬反應(yīng),與堿性氧化物反應(yīng),與堿反應(yīng),與鹽反應(yīng),Zn+ H2SO4(稀) = ZnSO4 + H2,CuO + H2SO4 (稀) = CuSO4+H2O,2NaOH + H2SO4 (稀) = Na2SO4+2H2O,BaCl2 + H2SO4 (稀) = BaSO4 +2HCl,H2SO4=2H+SO42-,使紫色石蕊試液變紅,二元強(qiáng)酸，具有酸的通性,三、硫酸,稀硫酸的性質(zhì),顏 色 ：,狀 態(tài) ：,沸 點(diǎn) ：,溶解度：,密 度 ：,無 色,油狀液體,高沸點(diǎn)（338C）,比水大,難揮發(fā),易溶于水，能與水以任意比混合，溶解時(shí)放出大量的熱。,常用的濃硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%，其密度為1.84g/cm3，其物質(zhì)的量濃度約為18.4mol/L,稀釋濃硫酸時(shí)應(yīng)該如何操作？,濃硫酸的性質(zhì),一、物理性質(zhì),二、濃硫酸的特性,、濃硫酸的吸水性,氣體 ,濃硫酸,應(yīng)用1：作氣體干燥劑（氯氣、氫氣、二氧化碳等）,注：,濃H2SO4 不可干燥 NH3、 H2S 、 HBr、 HI等,可以吸收如：空氣中的水分、物質(zhì)中的現(xiàn)存水、結(jié)晶水合物中的結(jié)晶水等，形成硫酸的水合物。,應(yīng)用 2：實(shí)驗(yàn)室快速制取HCl,濃鹽酸中滴入濃硫酸,2、濃硫酸的脫水性 按水的組成脫去有機(jī)物中的氫、氧元素。,2)脫水性,-按水的組成脫去有機(jī)物 中的氫、氧元素,1)吸水性,-吸收現(xiàn)成的水,思考：吸水性和脫水性的區(qū)別？,原來沒有水,濃硫酸能按水的組成比例脫去紙屑, 棉花,鋸末等有機(jī)物中的氫氧元素,使這些有機(jī)物發(fā)生變化生成黑色的炭或其它含炭化合物。,黑面包實(shí)驗(yàn),(1)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)：如：,思考1: 濃硫酸的作用？,思考2: 如何檢驗(yàn)碳與濃硫酸反應(yīng)生成物 ？,3、濃硫酸的強(qiáng)氧化性,C+2H2SO4(濃) CO2 +2SO2 +2H2O,S+2H2SO4(濃) 3SO2 +2H2O,(2)與金屬反應(yīng)：能氧化絕大多數(shù)的金屬 如：,與氫前的金屬反應(yīng)一般也不產(chǎn)生氫氣，如：,思考：濃硫酸體現(xiàn)了什么性質(zhì)？,石蕊變紅或品紅褪色反應(yīng)后試管底部有白色固體生成物的水溶液變藍(lán),思考：該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？,酸性和氧化性,隨著反應(yīng)進(jìn)行，濃硫酸被消耗，且被生成的水稀釋，最終變?yōu)闉橄×蛩?,(1)若是濃硫酸與氫前金屬Zn、Mg反應(yīng)將先生成SO2，在硫酸變稀后將有H2生成；,(2)若是濃硫酸和銅反應(yīng)，在硫酸變稀后，Cu片和稀硫酸都將剩余。,練習(xí)：50毫升18摩/升的硫酸中加入足量銅片并加熱，充分反應(yīng)后，被還原的硫酸的物質(zhì)的量（ ）,A 0.9mol B 0.45mol C 0.45mol D <0.45mol,D,(3)使金屬鈍化： 由于濃H2SO4有強(qiáng)氧化性， 在常溫下，可使某些金屬如Fe、Al等表面因氧化生成一層致密的氧化物薄膜，阻止內(nèi)部金屬繼續(xù)跟濃H2SO4反應(yīng)，這種現(xiàn)象稱為“鈍化”。,應(yīng)用：可用鐵或鋁制容器貯存濃硫酸。,(4)與還原性化合物反應(yīng)：如： H2S、HBr、HI,H2SO4（濃）+H2S=S+SO2 +2H2O,H2SO4（濃）+2HI=I2+SO2+2H2O,H2SO4（濃）+2HBr =Br2+SO2+2H2O,因此實(shí)驗(yàn)室制取或干燥這些氣體時(shí)不能使用濃硫酸！,與金屬反應(yīng)小結(jié),在加熱條件下，可與絕大多數(shù)金屬反應(yīng)（Au、Pt除外），產(chǎn)生的氣體是SO2氣體，不是H2 ；,常溫下，濃硫酸可使鐵、l鈍化。,與金屬反應(yīng)時(shí)濃硫酸表現(xiàn)酸性和氧化性；,小結(jié),濃硫酸的性質(zhì),物理性質(zhì),特 性,吸水性,脫水性,強(qiáng)氧化性,金屬,非金屬,高沸點(diǎn) 密度大 難揮發(fā) 易溶水,常溫,加熱,如何鑒別失去標(biāo)簽的稀硫酸和濃硫酸？請同學(xué)們提出盡可能多的方案。,討論：,濃、稀硫酸的比較,硫酸的產(chǎn)量是衡量一個(gè)國家化工發(fā)展水平的標(biāo)志,三、濃硫酸的用途：,怎樣制取硫酸流程圖,H2SO4,SO3,SO2,S,FeS2,H2O,O2,O2,O2,V2O5,概括為：三個(gè)階段，三個(gè)方程，三個(gè)設(shè)備,4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2,高溫,主要反應(yīng)：,主要設(shè)備：,沸騰爐,爐 氣,SO2 O2 N2,水蒸氣,砷和硒的化合物,礦塵,使催化劑中毒,對設(shè)備和生產(chǎn)有不良影響,凈化措施：,除塵,洗滌,干燥,1 . 二氧化硫的制取和凈化,為什么要將黃鐵礦粉碎成細(xì)小礦粒？,增大礦粉跟空氣接觸面積大，燃燒充分，燃燒快。,四、硫酸的工業(yè)法,接觸法制硫酸,粉料口,爐氣口去凈化,出渣口Fe2O3,空氣口,2 . 二氧化硫氧化成三氧化硫,接觸室 （轉(zhuǎn)化器）,400-500V2O5,為什么叫接觸法呢？,主要反應(yīng)：,主要設(shè)備：,二氧化硫與氧氣是在催化劑的表面上接觸時(shí)起反應(yīng)的，接觸室和接觸法的名稱由此而得。,凈化后的原料氣體冷,SO2,空氣,SO2,SO3空氣到吸收塔,凈化后的原料氣體熱,催化劑,催化劑,逆向換熱效果最佳,SO2接觸氧化是一個(gè)可逆的放熱反應(yīng)，理論上在溫度較低的條件下進(jìn)行最為有利。但是溫度較低時(shí)催化劑活性不高，反應(yīng)速率低，從綜合經(jīng)濟(jì)效益考慮對生產(chǎn)不利，所以生產(chǎn)中選擇400500；同時(shí)該反應(yīng)又是一個(gè)總體積縮小的氣體反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，SO2的轉(zhuǎn)化率能提高，但SO2的平衡轉(zhuǎn)化率提高的并不多，若加壓必增加設(shè)備的耐壓力，增大投資和能量消耗且在常壓下和400500時(shí)S02的平衡轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，故通常采用常壓。,3 . 三氧化硫的吸收和硫酸的生成,吸收塔,SO3 + H2O = H2SO4, 為什么不用水而用硫酸來吸收三氧化硫？,三氧化硫與水化合時(shí)，放出大量熱。易形成酸霧，不利于三氧化硫的吸收。產(chǎn)物叫發(fā)煙硫酸, 為什么硫酸廠的尾氣不能直接排入大氣？,由于尾氣中含有二氧化硫，直接排入大氣會(huì)造成污染。,主要反應(yīng)：,主要設(shè)備：,SO3,濃H2SO4,超濃H2SO4,至尾氣處理,生產(chǎn)過程中的“三廢”及廢熱,（1）尾氣吸收：2NH3H2O+SO2=(NH4)2SO3 (NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2+H2O,（2）污水處理：Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O,（3）廢渣利用：黃鐵礦礦渣可作為制造水泥的原料或用于制磚。含鐵品位高的礦渣，經(jīng)處理后可以煉鐵,練習(xí)1.用含F(xiàn)eS275%的硫鐵礦制硫酸,若煅燒時(shí)損失6%的硫,SO2氧化成SO3時(shí)損失2%的硫,要制取1t98%的濃硫酸,需這種硫鐵礦多少噸?,練習(xí)2.將SO3溶解在濃H2SO4中所得到的H2SO4叫做發(fā)煙硫酸,通常以它的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示它的組成;現(xiàn)有0.1185g發(fā)煙硫酸,溶于水,能與0.125mol/LNaOH溶液20mL恰好完全中和,則式樣中的SO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為( ) A.15% B.17% C.34% D.60%,A,練習(xí)3.使一定量的Zn與100ml 18.5 mol/L 濃H2SO4 充分反應(yīng)， Zn完全溶解，同時(shí)生成標(biāo)況下的氣體22.4L，將反應(yīng)后的溶液稀釋至1L，測得H+的物質(zhì)的量濃度為0.1 mol/L ，則加入的Zn的質(zhì)量為（ ） A 130g B 65g C 37.5 g D 56g,B,五、SO42-的檢驗(yàn),先加足量稀鹽酸，(若有SO32-、CO32-等離子則生成氣體，若有Ag+則生成沉淀)，無現(xiàn)象,再加BaCl2或Ba(NO3)2 溶液,產(chǎn)生白色沉淀，證明有SO42-,六、幾種重要的硫酸鹽,制凈水劑、發(fā)泡劑,KAl(SO4)2 KAl(SO4)2 12H2O 明礬,制農(nóng)藥、殺菌劑,CuSO4 CuSO4 5H2O,藍(lán)礬、膽礬,常見的含硫礦物,硫磺 (S),黃鐵礦(FeS2),石膏(CaSO42H2O),重晶石(BaSO4),芒硝(Na2SO410H2O),S S S S,-2,0,+4,+6,硫元素最高價(jià)(6)只有_，最低價(jià)(2)只具有_ ;中間價(jià)(0、4)既具有_，又具有_。 使硫元素由高價(jià)態(tài)向低價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化需要加入_,而硫元素低價(jià)態(tài)向高價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化需要加入_。,氧化性,還原性,還原性,氧化性,氧化劑,還原劑,七、硫和含硫化合物的相互轉(zhuǎn)化,S,FeS,Na2SO4,H2SO4,SO3,Na2SO3,H2SO3,SO2,HgS,H2S,-2,0,+4,+6,含硫化合物的相互轉(zhuǎn)化,BaSO4,硫及其化合物知識(shí)網(wǎng)絡(luò),轉(zhuǎn)化關(guān)系圖,FeS H2SO3 Na2S H2S S SO2 SO3 H2SO4 CuS Cu2S Na2SO3 Na2SO4 BaSO4,(1)氧化非金屬(C、S等）：,氧化,體現(xiàn)濃硫酸的_性,(2)氧化金屬：,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：,不加熱無明顯變化加熱后試管中銅片逐漸溶解直至消失，有氣體產(chǎn)生，品紅溶液褪色，反應(yīng)后水溶液呈藍(lán)色,