高中化學(xué)知識(shí)點(diǎn)規(guī)律大全
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高中化學(xué)硫篇一:高中化學(xué)知識(shí)點(diǎn)規(guī)律大全——《硫和硫的化合物 環(huán)境保護(hù)》
1.氧族元素
[氧族元素] 包括氧(8O)、硫(16S)、硒(34Se)、碲(52Te)和放射性元素釙(84Po).氧族元素位于元素周期表中第ⅥA族.
[氧族元素的原子結(jié)構(gòu)]
(1)相似性:①最外層電子數(shù)均為6個(gè);②主要化合價(jià):氧為-2價(jià),硫、硒、碲有-2、+4、+6價(jià). (2)遞變規(guī)律:按氧、硫、硒、碲的順序,隨著核電荷數(shù)的增加,電子層數(shù)增多,原子半徑增大,失電子能力增強(qiáng),得電子能力減弱,非金屬性減弱,金屬性增強(qiáng).
[氧族元素單質(zhì)的物理性質(zhì)]
[氧族元素的化學(xué)性質(zhì)]
[同素異形體] 由同種元素形成的幾種性質(zhì)不同的單質(zhì),叫做這種元素的同素異形體.例如,O2與O3,金剛石、石墨與C60,白磷與紅磷,均分別互為同素異形體;硫元素也有多種同素異形體.
注意 “同位素”與“同素異形體”的區(qū)別.同位素研究的對(duì)象是微觀的原子,而同素異形體研究的對(duì)象是宏觀的單質(zhì). [臭氧]
(1)物理性質(zhì):在常溫、常壓下,臭氧是一種具有特殊臭味的淡藍(lán)色氣體,密度比氧氣大,也比氧氣易溶于水.液態(tài)臭氧呈深藍(lán)色,固態(tài)臭氧呈紫黑色. (2)化學(xué)性質(zhì):
、俨环(wěn)定性.O3在常溫時(shí)能緩慢分解,高溫時(shí)分解加速:2O3 =3O2.②強(qiáng)氧化性.例如:a.Ag、Hg等不活潑金屬能與O3發(fā)生反應(yīng);
b.O3+2KI+H2O=O2+I2+2KOH.(此反應(yīng)可用于O3的定量分析)
(3)用途:
、僮髌讋甇3能使有機(jī)物的色素和染料褪色(其褪色原理與HClO類(lèi)似).如將O3通入石蕊試液中,溶液變?yōu)闊o(wú)色.②消毒劑. (4)制法:3O2
2O3
(5)臭氧在自然界中的存在及其與人類(lèi)的關(guān)系.
、俅嬖冢鹤匀唤缰泻谐粞,其中90%集中在距離地面15 km~50 km的大氣平流層中(即通常所說(shuō)的臭
氧層).②與人類(lèi)的關(guān)系:空氣中的微量臭氧能刺激中樞神經(jīng),加速血液循環(huán),令人產(chǎn)生爽快和振奮的感覺(jué).大氣中的臭氧層能吸收太陽(yáng)的大部分紫外線,使地球上的生物免遭傷害.但氟氯烴(商品名為氟利昂)等氣體能破壞臭氧層.因此,應(yīng)減少并逐步停止氟氯烴等的生產(chǎn)和使用,以保護(hù)臭氧層. [過(guò)氧化氫]
(1)物理性質(zhì):過(guò)氧化氫俗稱(chēng)雙氧水,是一種無(wú)色粘稠液體.市售雙氧水中H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般約為30%. (2)化學(xué)性質(zhì):
①H2O2顯弱酸性,是二元弱酸.其電離方程式可表示為:
H2
++ HO2-HO
22H2O2
2H2O+O2↑
。+ O22-
②不穩(wěn)定性.H2O2
貯存時(shí)就會(huì)分解.在其水溶液中加入MnO2等催化劑,分解速度大大加快. 說(shuō)明 該反應(yīng)原理是實(shí)驗(yàn)室制O2的常見(jiàn)方法之一.其發(fā)生裝置為“固 + 液不加熱”型.
、跦2O2既具有氧化性又具有還原性.H2O2中的氧元素為-1價(jià),介于0價(jià)與-2價(jià)之間,當(dāng)H2O2遇到強(qiáng)氧化劑時(shí)表現(xiàn)出還原性,而當(dāng)遇到強(qiáng)還原劑時(shí)則表現(xiàn)出氧化性.例如:
2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 =K2SO4 + 2MnSO4 + 5O2↑+ 8H2O (H2O2表現(xiàn)還原性)
H2O2 + 2KI =2KOH + I2 (H2O2表現(xiàn)氧化性)
(3)重要用途:
、籴t(yī)療上廣泛使用稀雙氧水(含H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%或更小)作為消毒殺菌劑. ②工業(yè)上用10%的雙氧水作漂白劑(漂白毛、絲及羽毛等)、脫氯劑. ③實(shí)驗(yàn)室制取氧氣. *[硫化氫] (1)物理性質(zhì):
、倭蚧瘹涫且环N無(wú)色、有臭雞蛋氣味的氣體,密度比空氣大.
②硫化氫有劇毒,是一種大氣污染物.在制取和使用H2S氣體時(shí),必須在密閉系統(tǒng)如通風(fēng)櫥中進(jìn)行. ③在常溫、常壓下,1體積水中能溶解2.6體積的硫化氫. (2)化學(xué)性質(zhì):
①不穩(wěn)定性:H
2S受熱(隔絕空氣)能分解:H2S ②可燃性:H2S
氣體能在空氣中燃燒: 2H2S + 3O2(充足)
2H2O + 2SO2
2H2S + O2(不足)
2H2O + 2S
H2 + S
(發(fā)出淡藍(lán)色火焰) (析出黃色固體)
、蹚(qiáng)還原性:H2S中的硫?yàn)椋?價(jià),處在最低價(jià)態(tài),當(dāng)遇到氧化劑時(shí),硫被氧化為0價(jià)、+4價(jià)或+6價(jià).如:
H2S +X2 =2HX + S↓ (X=Cl、Br、I) H2S + H2SO4(濃) =S↓+ SO2 + 2H2O
?
、芩芤猴@弱酸性.硫化氫的水溶液叫氫硫酸.氫硫酸是一種二元弱酸,具有酸的通性.氫硫酸易揮發(fā),當(dāng)氫硫酸受熱時(shí),硫化氫會(huì)從溶液里逸出. (3)實(shí)驗(yàn)室制法:
反應(yīng)原理:FeS + 2H+=Fe2+ + H2S↑(因H2S有強(qiáng)還原性,故不能用HNO3或濃H2SO4制取H2S氣體)發(fā)生裝置:固 + 液 → 氣體型裝置
干燥劑:用P2O5或CaCl2(不能用濃H2SO4或堿性干燥劑).
2.二氧化硫 [二氧化硫] (1)物理性質(zhì):
、俣趸蚴且环N無(wú)色、有刺激性氣味的氣體,有毒,密度比空氣大,易液化.
②易溶于水.在常溫、常壓下,1體積水能溶解40體積的SO2氣體. (2)化學(xué)性質(zhì):
、俣趸蚺c水反應(yīng):SO2 + H2
體變?yōu)榧t色.
b.反應(yīng)生成的H2SO3為二元中強(qiáng)酸,很不穩(wěn)定,易分解:H2SO
、诙趸蚺c氧氣的反應(yīng):2SO2 + O
3
說(shuō)明 a.該反應(yīng)是工業(yè)上制造硫酸的反應(yīng)原理之一.
b.反應(yīng)產(chǎn)物SO3是一種無(wú)色固體,熔點(diǎn)(16.8℃)和沸點(diǎn)(44.8℃)都很低.SO3與H2O反應(yīng)生成H2SO4,同時(shí)放出大量的熱:SO3 + H2O =H2SO4 + 熱量
c.SO2中的硫處于+4價(jià),因此SO2既具有氧化性又具有還原性.例如:
SO2 + 2H2S =3S + 2H2O
SO2 + X2 + 2H2O =2HX + H2SO4(X=C1、Br、I)
、鄱趸虻钠仔裕
2O + SO2
2SO3(該反應(yīng)為可逆反應(yīng))
說(shuō)明 a.將裝滿(mǎn)SO2氣體的試管倒立在滴有紫色石蕊試液的水槽中,一段時(shí)間后,水充滿(mǎn)試管,試管中的液
說(shuō)明 a.SO2和C12(或O3、H2O2、Na2O2等)雖然都有漂白作用,但它們的漂白原理和現(xiàn)象有不同的特點(diǎn).Cl2的漂白原理是因?yàn)镃12與H2O反應(yīng)生成的HClO具有強(qiáng)氧化性(O3、H2O2、Na2O2等與此類(lèi)似),將有色物質(zhì)(如有色布條、石蕊試液、品紅試液等)氧化成無(wú)色物質(zhì),褪色后不能再恢復(fù)到原來(lái)的顏色;而SO2是因它與水反應(yīng)生成的H2SO3跟品紅化合生成了無(wú)色化合物,這種不穩(wěn)定的化合物在一定條件下(如加熱或久置)褪色后又能恢復(fù)原來(lái)的顏色,用SO2漂白過(guò)的草帽辮日久又漸漸變成黃色就是這個(gè)緣故.
b.SO2能使橙色的溴水、黃綠色的氯水、紫紅色的酸性KMnO4溶液等褪色,這是因?yàn)镾O2具有還原性的緣故,與SO2的漂白作用無(wú)關(guān).
c.利用SO2氣體使品紅溶液褪色、加熱后紅色又復(fù)現(xiàn)的性質(zhì),可用來(lái)檢驗(yàn)SO2氣體的存在和鑒別SO2氣體. ④二氧化硫能殺菌,可以用作食物和水果的防腐劑. [二氧化硫的污染和治理]
(1)SO2的污染:二氧化硫是污染大氣的主要有害物質(zhì)之一.它對(duì)人體的直接危害是引起呼吸道疾病,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使人死亡.
(2)酸雨的形成和危害:空氣中的SO2在O2和H2O的作用下生成H2SO3、H2SO4。
2SO2 + O2=2SO3 SO2 + H2O=H2SO3 SO3 + H2O=H2SO4
下雨時(shí),硫的氧化物(和氮的氧化物)以及所形成的硫酸(和硝酸)隨雨水降下,就形成酸雨.酸雨的pH小于5.6(正常雨水因溶解了CO2,其pH約為5.6).
酸雨能使湖泊水質(zhì)酸化,毒害魚(yú)類(lèi)和其他水生生物;使土壤
酸化,破壞農(nóng)田,損害農(nóng)作物和森林;酸雨還會(huì)腐蝕建筑物、工業(yè)設(shè)備和名勝古跡等.
(3)治理:空氣中的二氧化硫主要來(lái)自化石燃料(煤和石油)的燃燒.此外,還有含硫礦石的冶煉和硫酸、磷肥、紙漿生產(chǎn)等產(chǎn)生的工業(yè)廢氣.消除大氣污染的主要方法之一是減少污染物的排放、例如,硫酸廠、化工廠、冶煉廠等的尾氣在排放前進(jìn)行回收處理. 3.硫酸 [硫酸]
(1)物理性質(zhì):
、偌兞蛩崾且环N無(wú)色透明、粘稠的油狀液體.常用的濃硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%,密度為1.84 g·cm-3 (物質(zhì)的量濃度為18.4 mol·L-1 ),沸點(diǎn)為338℃(因此,濃硫酸屬高沸點(diǎn)、難揮發(fā)性酸).
、诹蛩嵋兹苡谒芤匀我獗扰c水混溶.濃硫酸溶于水時(shí)放出大量的熱.因此,在稀釋濃硫酸時(shí),要將濃硫酸緩慢倒入水中,并邊加邊攪拌. (2)化學(xué)性質(zhì):
、倭蛩釋儆趶(qiáng)電解質(zhì),是二元強(qiáng)酸,稀H2SO4具有酸的通性.例如:
Zn + 2H+=Zn2++ H2↑(實(shí)驗(yàn)室制H2原理) Fe2O3 + 6H+=2Fe3++ 3H2O(除鐵銹原理)
H2SO4 + Ba(OH)2 =BaSO4↓+ 2H2O
說(shuō)明:濃硫酸中含水量很少,因此,濃H2SO4的電離程度很小,其中主要含H2SO4分子.
、谖裕
a.濃H2SO4能吸收空氣中的水分或各種物質(zhì)中混有的游離態(tài)的H2O,形成一系列穩(wěn)定的化合物,如H2SO4·H2O、H2SO4·2H2O和H2SO4·4H2O等.因此,在實(shí)驗(yàn)室中濃H2SO4可用來(lái)作氣體干燥劑,但不能干燥可與濃H2SO4反應(yīng)的堿性氣體(如NH3等)和強(qiáng)還原性氣體(如H2S、HI、HBr等).
b.因?yàn)闈釮2SO4能吸收空氣中的水分,所以實(shí)驗(yàn)室保存濃H2SO4時(shí)應(yīng)注意密封,以防止?jié)釮2SO4吸收水分而變。
、勖撍裕簼釮2SO4能將有機(jī)物中的氫、氧元素按2∶1的組成比脫出生成水,使有機(jī)物發(fā)生變化并生成黑色的炭.例如:C12H22O11(蔗糖)
12C + 11H2O
又如將濃H2SO4滴到藍(lán)色石蕊試紙上,試紙先變紅色然后變黑色.
注意 濃H2SO4的脫水性及溶于水時(shí)放出大量熱的性質(zhì),使?jié)釮2SO4對(duì)有機(jī)物具有強(qiáng)烈的腐蝕性.因此,如皮膚上不慎沾上濃H2SO4時(shí),不能先用水沖洗,而先要用干布迅速擦去,再用大量水沖洗.
④強(qiáng)氧化性:濃H2SO4中的硫?yàn)椋?價(jià),處于硫元素的最高價(jià)態(tài),因此濃H2SO4具有強(qiáng)氧化性.在反應(yīng)中,濃H2SO4被還原為+4價(jià)硫的化合物、單質(zhì)硫或-2價(jià)硫的化合物. a.常溫下,濃H2SO4使Fe、A1發(fā)生鈍化(Fe、A1難溶于冷的濃H2SO4中).
說(shuō)明 濃硫酸跟某些金屬接觸,使金屬表面生成一薄層致密的氧化物保護(hù)膜,阻止內(nèi)部金屬繼續(xù)跟硫酸反應(yīng),這一現(xiàn)象叫做金屬的鈍化.鈍化是化學(xué)變化.利用Fe、A1在冷的濃H2SO4中產(chǎn)生鈍化的性質(zhì),可用鐵或鋁制容器裝盛濃硫酸.
b.加熱時(shí),濃H2SO4能跟除Pt、Au外的金屬發(fā)生反應(yīng).反應(yīng)的通式可表示為:
金屬(Pt、Au除外) + H2SO4(濃)
例如:2H2SO4(濃) + Cu
硫酸鹽 + SO2↑+ H2O CuSO4 + 2H2O + SO2↑
說(shuō)明 Cu與濃H2SO4的反應(yīng)中,由于H2SO4中的硫元素的化合價(jià)只有部分改變,因此濃硫酸同時(shí)表現(xiàn)出了氧化性和酸性.此外,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃H2SO4會(huì)漸漸變稀,而稀H2SO4是不與Cu發(fā)生反應(yīng)的.因此,反應(yīng)物Cu和H2SO4都有可能剩余,且實(shí)際產(chǎn)生的SO2氣體的體積要比理論值。 c.加熱時(shí),濃H2SO4能使非金屬單質(zhì)C、S、P等氧化.例如: 2H2SO4(濃) + C
CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O(在此反應(yīng)中,H2SO4只表現(xiàn)出氧化性)
H2SO4(濃) + H2S =S + SO2 + 2H2O 2HBr + H2SO4(濃) =Br2 + SO2 + 2H2O 8HI + H2SO4(濃) =4I2 + H2S + 4H2O
[氧化性酸與酸的氧化性] 所謂“氧化性酸”是指酸根部分易于獲得電子的酸,如濃H2SO4、HNO3等,由于
?6
d.濃H2SO4能氧化某些具有還原性的物質(zhì).例如:
?5
其中S、N易獲得電子而表現(xiàn)出很強(qiáng)的氧化性;而鹽酸、稀硫酸等酸根部分不能或不易獲得電子,所以它
們是非氧化性酸.
在水溶液中任何酸都能不同程度地電離出H+,H+在一定條件下可獲得電子形成H2.從這一觀點(diǎn)看,酸都具有氧化性,但這是H+表現(xiàn)出來(lái)的氧化性,它與氧化性酸中的中心元素處于高價(jià)態(tài)易獲得電子具有的氧化性是不同的.
區(qū)別“氧化性酸”與“酸的氧化性”這兩個(gè)概念的關(guān)鍵如下:酸根部分易獲得電子→有氧化性→是氧化性酸
酸電離出的H+→有氧化性→酸的氧化性→是非氧化性酸 [SO42-的檢驗(yàn)] 正確操作步驟: 待檢溶液
無(wú)現(xiàn)象
產(chǎn)生白色沉淀,說(shuō)明原溶液中含SO42—離子.
離子方程式: SO42-+ Ba2+=BaSO4↓
注意 ①加入鹽酸的目的是將待檢溶液中可能存在的、對(duì)檢驗(yàn)SO42-有干擾作用的CO32-、SO32-等陰離子通過(guò)反應(yīng)而除去:
CO32-+ 2H+=CO2↑+ H2O SO32-+ 2H+=SO2↑+ H2O
AgCl也是不溶于稀HNO3的白色沉淀.向待檢液中加入鹽酸時(shí),若有白色沉淀產(chǎn)生,需進(jìn)行過(guò)濾才能繼續(xù)下一步操作.
②在加入BaCl2或Ba(NO3)2溶液前,不能用HNO3酸化待檢溶液.因?yàn)槿舸龣z溶液中含有SO32-時(shí),會(huì)被HNO3氧化為SO42-,也能產(chǎn)生同樣的現(xiàn)象.
*[硫酸鈣和硫酸鋇]
4.環(huán)境保護(hù)
*[大氣污染及其防治] 當(dāng)大氣中某些有毒物質(zhì)的含量超過(guò)正常值或大氣的自?xún)裟芰r(shí),就發(fā)生了大氣污染.大氣污染既危害人體健康又影響動(dòng)植物的生長(zhǎng),同時(shí)會(huì)破壞建筑材料,嚴(yán)重時(shí)會(huì)改變地球的氣候.例如,使氣候變暖、破壞臭氧層,形成酸雨等.大氣污染的防治要采取綜合措施.主要包括:調(diào)整能源結(jié)構(gòu),合理規(guī)劃工業(yè)發(fā)展和城市建設(shè)布局,綜合運(yùn)用各種防治污染的技術(shù)措施,制定大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、加強(qiáng)大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè),采取生物措施、改善生態(tài)環(huán)境,植樹(shù)造林、充分利用環(huán)境的自?xún)裟芰Φ龋?/p>
*[空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)、周報(bào)] 從1997年5月起,我國(guó)有幾十座城市先后開(kāi)始定期發(fā)布城市空氣質(zhì)量周報(bào).在此基礎(chǔ)上,又有許多城市開(kāi)始發(fā)布空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào).空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)的主要內(nèi)容包括“空氣污染指數(shù)”、“空氣質(zhì)量級(jí)別”、“首要污染物”等.空氣污染指數(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)APT)就是將常規(guī)監(jiān)測(cè)的幾種空氣污染物的濃度簡(jiǎn)化為單一的數(shù)值形式,并分級(jí)表示空氣污染程度和空氣質(zhì)量狀況.這種方式適用于表示城市的短期空氣質(zhì)量狀況和變化趨勢(shì).根據(jù)我國(guó)空氣污染的特點(diǎn)和污染防治重點(diǎn),目前計(jì)入空氣污染指數(shù)的項(xiàng)目暫定為:二氧化硫、二氧化氮和可吸入顆粒等。
空氣質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是:空氣污染指數(shù)50點(diǎn)對(duì)應(yīng)的污染物濃度為空氣質(zhì)量日均值的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn),空氣質(zhì)量?jī)?yōu);100點(diǎn)對(duì)應(yīng)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),空氣質(zhì)量良好;200點(diǎn)對(duì)應(yīng)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn),空氣輕度污染;300點(diǎn)對(duì)應(yīng)四級(jí)標(biāo)準(zhǔn),空氣質(zhì)量中度污染;超過(guò)300點(diǎn)則為五級(jí)標(biāo)準(zhǔn),空氣質(zhì)量屬重度污染.
高中化學(xué)硫篇二:高中化學(xué)硫和硫的化合物知識(shí)點(diǎn)大全
高中化學(xué)硫和硫的化合物知識(shí)點(diǎn)規(guī)律大全
1.氧族元素
[氧族元素] 包括氧(8O)、硫(16S)、硒(34Se)、碲(52Te)和放射性元素釙(84Po).氧族元素位于元素周期表中第ⅥA族. [氧族元素的原子結(jié)構(gòu)]
(1)相似性:①最外層電子數(shù)均為6個(gè);②主要化合價(jià):氧為-2價(jià),硫、硒、碲有-2、+4、+6價(jià).
(2)遞變規(guī)律:按氧、硫、硒、碲的順序,隨著核電荷數(shù)的增加,電子層數(shù)增多,原子半徑增大,失電子能力增強(qiáng),得電子能力減弱,非金屬性減弱,金屬性增強(qiáng).
[同素異形體] 由同種元素形成的幾種性質(zhì)不同的單質(zhì),叫做這種元素的同素異形體.例如,O2與O3,金剛石、石墨與C60,白磷與紅磷,均分別互為同素異形體;硫元素也有多種同素異形體.
注意 “同位素”與“同素異形體”的區(qū)別.同位素研究的對(duì)象是微觀的原子,而同素異形體研究的對(duì)象是宏觀的單質(zhì).
[臭氧]
(1)物理性質(zhì):在常溫、常壓下,臭氧是一種具有特殊臭味的淡藍(lán)色氣體,密度比氧氣大,也比氧氣易溶于水.液態(tài)臭氧呈深藍(lán)色,固態(tài)臭氧呈紫黑色. (2)化學(xué)性質(zhì):
①不穩(wěn)定性.O3在常溫時(shí)能緩慢分解,高溫時(shí)分解加速:2O3 =3O2.②強(qiáng)氧化性.例如:a.Ag、Hg等不活潑金屬能與O3發(fā)生反應(yīng);
b.O3+2KI+H2O=O2+I2+2KOH.(此反應(yīng)可用于O3的定量分析)
(3)用途:
①作漂白劑.O3能使有機(jī)物的色素和染料褪色(其褪色原理與HClO類(lèi)似).如將O3通入石蕊試液中,溶液變?yōu)闊o(wú)色.②消毒劑.
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23(5)臭氧在自然界中的存在及其與人類(lèi)的關(guān)系.
、俅嬖冢鹤匀唤缰泻谐粞,其中90%集中在距離地面15 km~50 km的大氣平流層中(即通常所說(shuō)的臭氧層).②與人類(lèi)的關(guān)系:空氣中的微量臭氧能刺激中樞神經(jīng),加速血液循環(huán),令人產(chǎn)生爽快和振奮的感覺(jué).大氣中的臭氧層能吸收太陽(yáng)的大部分紫外線,使地球上的生物免遭傷害.但氟氯烴(商品名為氟利昂)等氣體能破壞臭氧層.因此,應(yīng)減少并逐步停止氟氯烴等的生產(chǎn)和使用,以保護(hù)臭氧層. [過(guò)氧化氫]
(1)物理性質(zhì):過(guò)氧化氫俗稱(chēng)雙氧水,是一種無(wú)色粘稠液體.市售雙氧水中H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般約為30%. (2)化學(xué)性質(zhì):
①H2O2顯弱酸性,是二元弱酸.其電離方程式可表示為:
H2O
。+ HO2-HO2
。+ O22-
、诓环(wěn)定性.H2O2貯存時(shí)就會(huì)分解.在其水溶液中加入MnO2等催化劑,分解速度大大加快.
2H2O2
2H2O+O2↑
說(shuō)明 該反應(yīng)原理是實(shí)驗(yàn)室制O2的常見(jiàn)方法之一.其發(fā)生裝置為“固 + 液不加熱”型.
、跦2O2既具有氧化性又具有還原性.H2O2中的氧元素為-1價(jià),介于0價(jià)與-2價(jià)之間,當(dāng)H2O2遇到強(qiáng)氧化劑時(shí)表現(xiàn)出還原性,而當(dāng)遇到強(qiáng)還原劑時(shí)則表現(xiàn)出氧化性.例如:
2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 =K2SO4 + 2MnSO4 + 5O2↑+ 8H2O (H2O2表現(xiàn)還原性)
H2O2 + 2KI =2KOH + I2 (H2O2表現(xiàn)氧化性)
(3)重要用途:
、籴t(yī)療上廣泛使用稀雙氧水(含H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%或更小)作為消毒殺菌劑. ②工業(yè)上用10%的雙氧水作漂白劑(漂白毛、絲及羽毛等)、脫氯劑. ③實(shí)驗(yàn)室制取氧氣. *[硫化氫] (1)物理性質(zhì):
、倭蚧瘹涫且环N無(wú)色、有臭雞蛋氣味的氣體,密度比空氣大.
、诹蚧瘹溆袆《,是一種大氣污染物.在制取和使用H2S氣體時(shí),必須在密閉系統(tǒng)如通風(fēng)櫥中進(jìn)行. ③在常溫、常壓下,1體積水中能溶解2.6體積的硫化氫. (2)化學(xué)性質(zhì):
①不穩(wěn)定性:H2S受熱(
隔絕空氣)能分解:H2S ②可燃性:H2S氣體能在空氣中燃燒: 2H2S + 3O2(充足)
H2 + S
2H2O + 2SO2 2H2
S + O2(不足) 2H2O + 2S
(發(fā)出淡藍(lán)色火焰) (析出黃色固體)
、蹚(qiáng)還原性:H2S中的硫?yàn)椋?價(jià),處在最低價(jià)態(tài),當(dāng)遇到氧化劑時(shí),硫被氧化為0價(jià)、+4價(jià)或+6價(jià).如:
H2S +X2 =2HX + S↓ (X=Cl、Br、I) H2S + H2SO4(濃) =S↓+ SO2 + 2H2O
? ④水溶液顯弱酸性.硫化氫的水溶液叫氫硫酸.氫硫酸是一種二元弱酸,具有酸的通性.氫硫酸易揮發(fā),當(dāng)氫硫酸受熱時(shí),硫化氫會(huì)從溶液里逸出.
(3)實(shí)驗(yàn)室制法:
反應(yīng)原理:FeS + 2H+=Fe2+ + H2S↑(因H2S有強(qiáng)還原性,故不能用HNO3或濃H2SO4制取H2S氣體)發(fā)生裝置:固 + 液 → 氣體型裝置
干燥劑:用P2O5或CaCl2(不能用濃H2SO4或堿性干燥劑).
2.二氧化硫 [二氧化硫]
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、俣趸蚴且环N無(wú)色、有刺激性氣味的氣體,有毒,密度比空氣大,易液化. ②易溶于水.在常溫、常壓下,1體積水能溶解40體積的SO2氣體. (2)化學(xué)性質(zhì):
、俣趸蚺c水反應(yīng):SO2 + H2
2SO3(該反應(yīng)為可逆反應(yīng))
說(shuō)明 a.將裝滿(mǎn)SO2氣體的試管倒立在滴有紫色石蕊試液的水槽中,一段時(shí)間后,水充滿(mǎn)試管,試管中的液體變?yōu)榧t色.
b.反應(yīng)生成的H2SO3為二元中強(qiáng)酸,很不穩(wěn)定,易分解:H2SO
2O + SO2 ②二氧化硫與氧氣的反應(yīng):2SO2 + O
3 說(shuō)明 a.該反應(yīng)是工業(yè)上制造硫酸的反應(yīng)原理之一.
b.反應(yīng)產(chǎn)物SO3是一種無(wú)色固體,熔點(diǎn)(16.8℃)和沸點(diǎn)(44.8℃)都很低.SO3與H2O反應(yīng)生成H2SO4,同時(shí)放出大量的熱:SO3 + H2O =H2SO4 + 熱量
c.SO2中的硫處于+4價(jià),因此SO2既具有氧化性又具有還原性.例如:
SO2 + 2H2S =3S + 2H2O
SO2 + X2 + 2H2O =2HX + H2SO4(X=C1
、Br、I)
③二氧化硫的漂白性:
說(shuō)明 a.SO2和C12(或O3、H2O2、Na2O2等)雖然都有漂白作用,但它們的漂白原理和現(xiàn)象有不同的特點(diǎn).Cl2的漂白原理是因?yàn)镃12與H2O反應(yīng)生成的HClO具有強(qiáng)氧化性(O3、H2O2、Na2O2等與此類(lèi)似),將有色物質(zhì)(如有色布條、石蕊試液、品紅試液等)氧化成無(wú)色物質(zhì),褪色后不能再恢復(fù)到原來(lái)的顏色;而SO2是因它與水反應(yīng)生成的H2SO3跟品紅化合生成了無(wú)色化合物,這種不穩(wěn)定的化合物在一定條件下(如加熱或久置)褪色后又能恢復(fù)原來(lái)的顏色,用SO2漂白過(guò)的草帽辮日久又漸漸變成黃色就是這個(gè)緣故.
b.SO2能使橙色的溴水、黃綠色的氯水、紫紅色的酸性KMnO4溶液等褪色,這是因?yàn)镾O2具有還原性的緣故,與SO2的漂白作用無(wú)關(guān).
c.利用SO2氣體使品紅溶液褪色、加熱后紅色又復(fù)現(xiàn)的性質(zhì),可用來(lái)檢驗(yàn)SO2氣體的存在和鑒別SO2氣體. ④二氧化硫能殺菌,可以用作食物和水果的防腐劑. [二氧化硫的污染和治理]
(1)SO2的污染:二氧化硫是污染大氣的主要有害物質(zhì)之一.它對(duì)人體的直接危害是引起呼吸道疾病,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使人死亡.
(2)酸雨的形成和危害:空氣中的SO2在O2和H2O的作用下生成H2SO3、H2SO4。
2SO2 + O2=2SO3 SO2 + H2O=H2SO3 SO3 + H2O=H2SO4
下雨時(shí),硫的氧化物(和氮的氧化物)以及所形成的硫酸(和硝酸)隨雨水降下,就形成酸雨.酸雨的pH小于5.6(正常雨水因溶解了CO2,其pH約為5.6).
酸雨能使湖泊水質(zhì)酸化,毒害魚(yú)類(lèi)和其他水生生物;使土壤酸化,破壞農(nóng)田,損害農(nóng)作物和森林;酸雨還會(huì)腐蝕建筑物、工業(yè)設(shè)備和名勝古跡等.
(3)治理:空氣中的二氧化硫主要來(lái)自化石燃料(煤和石油)的燃燒.此外,還有含硫礦石的冶煉和硫酸、磷肥、紙漿生產(chǎn)等產(chǎn)生的工業(yè)廢氣.消除大氣污染的主要方法之一是減少污染物的排放、例如,硫酸廠、化工廠、冶煉廠等的`尾氣在排放前進(jìn)行回收處理.
3.硫酸 [硫酸]
(1)物理性質(zhì):
、偌兞蛩崾且环N無(wú)色透明、粘稠的油狀液體.常用的濃硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%,密度為1.84 g·cm-3 (物質(zhì)的量濃度為18.4 mol·L-1 ),沸點(diǎn)為338℃(因此,濃硫酸屬高沸點(diǎn)、難揮發(fā)性酸).
②硫酸易溶于水,能以任意比與水混溶.濃硫酸溶于水時(shí)放出大量的熱.因此,在稀釋濃硫酸時(shí),要將濃硫酸
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緩慢倒入水中,并邊加邊攪拌. (2)化學(xué)性質(zhì):
、倭蛩釋儆趶(qiáng)電解質(zhì),是二元強(qiáng)酸,稀H2SO4具有酸的通性.例如:
Zn + 2H+=Zn2++ H2↑(實(shí)驗(yàn)室制H2原理) Fe2O3 + 6H+=2Fe3++ 3H2O(除鐵銹原理) H2SO4 + Ba(OH)2 =BaSO4↓+ 2H2O
說(shuō)明:濃硫酸中含水量很少,因此,濃H2SO4的電離程度很小,其中主要含H2SO4分子.
、谖裕 a.濃H2SO4能吸收空氣中的水分或各種物質(zhì)中混有的游離態(tài)的H2O,形成一系列穩(wěn)定的化合物,如H2SO4·H2O、H2SO4·2H2O和H2SO4·4H2O等.因此,在實(shí)驗(yàn)室中濃H2SO4可用來(lái)作氣體干燥劑,但不能干燥可與濃H2SO4反應(yīng)的堿性氣體(如NH3等)和強(qiáng)還原性氣體(如H2S、HI、HBr等).
b.因?yàn)闈釮2SO4能吸收空氣中的水分,所以實(shí)驗(yàn)室保存濃H2SO4時(shí)應(yīng)注意密封,以防止?jié)釮2SO4吸收水分而變。
③脫水性:濃H2SO4能將有機(jī)物中的氫、氧元素按2∶1的組成比脫出生成水,使有機(jī)物發(fā)生變化并生成黑色的炭.例如:C12H22
O11(蔗糖)
12C + 11H2O
又如將濃H2SO4滴到藍(lán)色石蕊試紙上,試紙先變紅色然后變黑色.
注意 濃H2SO4的脫水性及溶于水時(shí)放出大量熱的性質(zhì),使?jié)釮2SO4對(duì)有機(jī)物具有強(qiáng)烈的腐蝕性.因此,如皮膚上不慎沾上濃H2SO4時(shí),不能先用水沖洗,而先要用干布迅速擦去,再用大量水沖洗. ④強(qiáng)氧化性:濃H2SO4中的硫?yàn)椋?價(jià),處于硫元素的最高價(jià)態(tài),因此濃H2SO4具有強(qiáng)氧化性.在反應(yīng)中,濃H2SO4被還原為+4價(jià)硫的化合物、單質(zhì)硫或-2價(jià)硫的化合物.
a.常溫下,濃H2SO4使Fe、A1發(fā)生鈍化(Fe、A1難溶于冷的濃H2SO4中).
說(shuō)明 濃硫酸跟某些金屬接觸,使金屬表面生成一薄層致密的氧化物保護(hù)膜,阻止內(nèi)部金屬繼續(xù)跟硫酸反應(yīng),這一現(xiàn)象叫做金屬的鈍化.鈍化是化學(xué)變化.利用Fe、A1在冷的濃H2SO4中產(chǎn)生鈍化的性質(zhì),可用鐵或鋁制容器裝盛濃硫酸.
b.加熱時(shí),濃H2SO4能跟除Pt、Au外的金屬發(fā)生反應(yīng).反應(yīng)的通式可表示為:
金(來(lái)自: 博文學(xué)習(xí) 網(wǎng):高中化學(xué)硫)屬(Pt、Au除外) + H2
SO4(濃) 硫酸鹽 + SO2↑+ H2O 例如:2H2SO
4(濃) + CuCuSO4 + 2H2O + SO2↑
說(shuō)明 Cu與濃H2SO4的反應(yīng)中,由于H2SO4中的硫元素的化合價(jià)只有部分改變,因此濃硫酸同時(shí)表現(xiàn)出了氧化性和酸性.此外,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃H2SO4會(huì)漸漸變稀,而稀H2SO4是不與Cu發(fā)生反應(yīng)的.因此,反應(yīng)物Cu和H2SO4都有可能剩余,且實(shí)際產(chǎn)生的SO2氣體的體積要比理論值小. c.加熱時(shí),濃H2SO4能使非金屬單質(zhì)C、S、P等氧化.例如: 2H2
SO4(濃) + C CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O(在此反應(yīng)中,H2SO4只表現(xiàn)出氧化性) d.濃H2SO4能氧化某些具有還原性的物質(zhì).例如:
H2SO4(濃) + H2S =S + SO2 + 2H2O 2HBr + H2SO4(濃) =Br2 + SO2 + 2H2O 8HI + H2SO4(濃) =4I2 + H2S + 4H2O [氧化性酸與酸的氧化性] 所謂“氧化性酸”是指酸根部分易于獲得電子的酸,如濃H2SO4、HNO3等,由于其中S、
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N易獲得電子而表現(xiàn)出很強(qiáng)的氧化性;而鹽酸、稀硫酸等酸根部分不能或不易獲得電子,所以它們是非氧化性酸.
在水溶液中任何酸都能不同程度地電離出H+,H+在一定條件下可獲得電子形成H2.從這一觀點(diǎn)看,酸都具有氧化性,但這是H+表現(xiàn)出來(lái)的氧化性,它與氧化性酸中的中心元素處于高價(jià)態(tài)易獲得電子具有的氧化性是不同的.
區(qū)別“氧化性酸”與“酸的氧化性”這兩個(gè)概念的關(guān)鍵如下:酸根部分易獲得電子→有氧化性→是氧化性酸 酸電離出的H+→有氧化性→酸的氧化性→是非氧化性酸
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[SO42-的檢驗(yàn)] 正確操作步驟: 待檢溶液
無(wú)現(xiàn)象
產(chǎn)生白色沉淀,說(shuō)明原溶液中含SO42—離子.
離子方程式: SO42-+ Ba2+=BaSO4↓
注意 ①加入鹽酸的目的是將待檢溶液中可能存在的、對(duì)檢驗(yàn)SO42-有干擾作用的CO32-、SO32-等陰離子通過(guò)反應(yīng)而除去:
CO32-+ 2H+=CO2↑+ H2O SO32-+ 2H+=SO2↑+ H2O
AgCl也是不溶于稀HNO3的白色沉淀.向待檢液中加入鹽酸時(shí),若有白色沉淀產(chǎn)生,需進(jìn)行過(guò)濾才能繼續(xù)下一步操作.
、谠诩尤隑aCl2或Ba(NO3)2溶液前,不能用HNO3酸化待檢溶液.因?yàn)槿舸龣z溶液中含有SO32-時(shí),會(huì)被HNO3氧化為SO42-,也能產(chǎn)生同樣的現(xiàn)象.
4.環(huán)境保護(hù)
*[大氣污染及其防治] 當(dāng)大氣中某些有毒物質(zhì)的含量超過(guò)正常值或大氣的自?xún)裟芰r(shí),就發(fā)生了大氣污染.大氣污染既危害人體健康又影響動(dòng)植物的生長(zhǎng),同時(shí)會(huì)破壞建筑材料,嚴(yán)重時(shí)會(huì)改變地球的氣候.例如,使氣候變暖、破壞臭氧層,形成酸雨等.大氣污染的防治要采取綜合措施.主要包括:調(diào)整能源結(jié)構(gòu),合理規(guī)劃工業(yè)發(fā)展和城市建設(shè)布局,綜合運(yùn)用各種防治污染的技術(shù)措施,制定大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、加強(qiáng)大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè),采取生物措施、改善生態(tài)環(huán)境,植樹(shù)造林、充分利用環(huán)境的自?xún)裟芰Φ龋?/p>
*[空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)、周報(bào)] 從1997年5月起,我國(guó)有幾十座城市先后開(kāi)始定期發(fā)布城市空氣質(zhì)量周報(bào).在此基礎(chǔ)上,又有許多城市開(kāi)始發(fā)布空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào).空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)的主要內(nèi)容包括“空氣污染指數(shù)”、“空氣質(zhì)量級(jí)別”、“首要污染物”等.空氣污染指數(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)APT)就是將常規(guī)監(jiān)測(cè)的幾種空氣污染物的濃度簡(jiǎn)化為單一的數(shù)值形式,并分級(jí)表示空氣污染程度和空氣質(zhì)量狀況.這種方式適用于表示城市的短期空氣質(zhì)量狀況和變化趨勢(shì).根據(jù)我國(guó)空氣污染的特點(diǎn)和污染防治重點(diǎn),目前計(jì)入空氣污染指數(shù)的項(xiàng)目暫定為:二氧化硫、二氧化氮和可吸入顆粒等。
空氣質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是:空氣污染指數(shù)50點(diǎn)對(duì)應(yīng)的污染物濃度為空氣質(zhì)量日均值的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn),空氣質(zhì)量?jī)?yōu);100點(diǎn)對(duì)應(yīng)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),空氣質(zhì)量良好;200點(diǎn)對(duì)應(yīng)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn),空氣輕度污染;300點(diǎn)對(duì)應(yīng)四級(jí)標(biāo)準(zhǔn),空氣質(zhì)量中度污染;超過(guò)300點(diǎn)則為五級(jí)標(biāo)準(zhǔn),空氣質(zhì)量屬重度污染.
*[水污染及其防治] 由于人類(lèi)活動(dòng)排放的污染物,使水的物理、化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化或生物群落組成發(fā)生變化,從而降低了水的使用價(jià)值的現(xiàn)象,叫做水污染.水污染的主要物質(zhì)有重金屬、酸、堿、鹽等無(wú)機(jī)污染物,耗氧物質(zhì),植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),石油和難降解有機(jī)物等.此外,對(duì)水體造成污染的還有病原體污染、放射性污染、懸浮固體物污染、熱污染等.日常使用的合成洗滌劑也會(huì)對(duì)水體造成污染.防治水污染的根本措施是控制污水的任意排放.污水要經(jīng)過(guò)處理,達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)后再排放.污水處理的方法一般可歸納為物理法、生物法和化學(xué)法.各種方法都各有特點(diǎn)和適用條件,往往需要配合使用.
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高中化學(xué)硫篇三:[高中化學(xué)氮和硫講義(含有題目)
1.氧族元素
[氧族元素] 包括氧(8O)、硫(16S)、硒(34Se)、碲(52Te)和放射性元素釙(84Po).氧族元素位于元素周期表中第ⅥA族.
[氧族元素的原子結(jié)構(gòu)]
(1)相似性:①最外層電子數(shù)均為6個(gè);②主要化合價(jià):氧為-2價(jià),硫、硒、碲有-2、+4、+6價(jià). (2)遞變規(guī)律:按氧、硫、硒、碲的順序,隨著核電荷數(shù)的增加,電子層數(shù)增多,原子半徑增大,失電子能力增強(qiáng),得電子能力減弱,非金屬性減弱,金屬性增強(qiáng).
[氧族元素單質(zhì)的物理性質(zhì)]
[氧族元素的化學(xué)性質(zhì)]
[同素異形體] 由同種元素形成的幾種性質(zhì)不同的單質(zhì),叫做這種元素的同素異形體.例如,O2與O3,金剛石、石墨與C60,白磷與紅磷,均分別互為同素異形體;硫元素也有多種同素異形體.
注意 “同位素”與“同素異形體”的區(qū)別.同位素研究的對(duì)象是微觀的原子,而同素異形體研究的對(duì)象是宏觀的單質(zhì). [臭氧]
(1)物理性質(zhì):在常溫、常壓下,臭氧是一種具有特殊臭味的淡藍(lán)色氣體,密度比氧氣大,也比氧氣易溶于水.液態(tài)臭氧呈深藍(lán)色,固態(tài)臭氧呈紫黑色. (2)化學(xué)性質(zhì):
、俨环(wěn)定性.O3在常溫時(shí)能緩慢分解,高溫時(shí)分解加速:2O3 =3O2.②強(qiáng)氧化性.例如:a.Ag、Hg等不活潑金屬能與O3發(fā)生反應(yīng);
b.O3+2KI+H2O=O2+I2+2KOH.(此反應(yīng)可用于O3的定量分析)
(3)用途:
、僮髌讋甇3能使有機(jī)物的色素和染料褪色(其褪色原理與HClO類(lèi)似).如將O3通入石蕊試液中,溶液變?yōu)闊o(wú)色.②消毒劑. (4)制法:3O2
2O3
(5)臭氧在自然界中的存在及其與人類(lèi)的關(guān)系.
①存在:自然界中含有臭氧,其中90%集中在距離地面15 km~50 km的大氣平流層中(即通常所說(shuō)的
臭氧層).②與人類(lèi)的關(guān)系:空氣中的微量臭氧能刺激中樞神經(jīng),加速血液循環(huán),令人產(chǎn)生爽快和振奮的感覺(jué).大氣中的臭氧層能吸收太陽(yáng)的大部分紫外線,使地球上的生物免遭傷害.但氟氯烴(商品名為氟利昂)等氣體能破壞臭氧層.因此,應(yīng)減少并逐步停止氟氯烴等的生產(chǎn)和使用,以保護(hù)臭氧層. [過(guò)氧化氫]
(1)物理性質(zhì):過(guò)氧化氫俗稱(chēng)雙氧水,是一種無(wú)色粘稠液體.市售雙氧水中H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般約為30%. (2)化學(xué)性質(zhì):
、貶2O2顯弱酸性,是二元弱酸.其電離方程式可表示為:
H2O
++ HO2-HO2
2H2O2
2H2O+O2↑
++ O22-
、诓环(wěn)定性.H2O2貯存時(shí)就會(huì)分解.在其水溶液中加入MnO2等催化劑,分解速度大大加快. 說(shuō)明 該反應(yīng)原理是實(shí)驗(yàn)室制O2的常見(jiàn)方法之一.其發(fā)生裝置為“固 + 液不加熱”型.
③H2O2既具有氧化性又具有還原性.H2O2中的氧元素為-1價(jià),介于0價(jià)與-2價(jià)之間,當(dāng)H2O2遇到強(qiáng)氧化劑時(shí)表現(xiàn)出還原性,而當(dāng)遇到強(qiáng)還原劑時(shí)則表現(xiàn)出氧化性.例如:
2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 =K2SO4 + 2MnSO4 + 5O2↑+ 8H2O (H2O2表現(xiàn)還原性)
H2O2 + 2KI =2KOH + I2 (H2O2表現(xiàn)氧化性)
(3)重要用途:
、籴t(yī)療上廣泛使用稀雙氧水(含H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%或更小)作為消毒殺菌劑. ②工業(yè)上用10%的雙氧水作漂白劑(漂白毛、絲及羽毛等)、脫氯劑. ③實(shí)驗(yàn)室制取氧氣. *[硫化氫] (1)物理性質(zhì):
、倭蚧瘹涫且环N無(wú)色、有臭雞蛋氣味的氣體,密度比空氣大.
、诹蚧瘹溆袆《,是一種大氣污染物.在制取和使用H2S氣體時(shí),必須在密閉系統(tǒng)如通風(fēng)櫥中進(jìn)行. ③在常溫、常壓下,1體積水中能溶解2.6體積的硫化氫. (2)化學(xué)性質(zhì):
、俨环(wěn)定性:H2S受熱(隔絕空氣)能分解:H2
S ②可燃性:H2S氣體能在空氣中燃燒: 2H2S + 3O2(充足)
2H2O + 2SO2 2H2S + O2(不足)
2H2O + 2S
H2 + S
(發(fā)出淡藍(lán)色火焰) (析出黃色固體)
、蹚(qiáng)還原性:H2S中的硫?yàn)椋?價(jià),處在最低價(jià)態(tài),當(dāng)遇到氧化劑時(shí),硫被氧化為0價(jià)、+4價(jià)或+6價(jià).如:
H2S +X2 =2HX + S↓ (X=Cl、Br、I) H2S + H2SO4(濃) =S↓+ SO2 + 2H2O
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④水溶液顯弱酸性.硫化氫的水溶液叫氫硫酸.氫硫酸是一種二元弱酸,具有酸的通性.氫硫酸易揮發(fā),當(dāng)氫硫酸受熱時(shí),硫化氫會(huì)從溶液里逸出. (3)實(shí)驗(yàn)室制法:
反應(yīng)原理:FeS + 2H+=Fe2+ + H2S↑(因H2S有強(qiáng)還原性,故不能用HNO3或濃H2SO4制取H2S氣體)發(fā)生裝置:固 + 液 → 氣體型裝置
干燥劑:用P2O5或CaCl2(不能用濃H2SO4或堿性干燥劑).
2.二氧化硫 [二氧化硫] (1)物理性質(zhì):
、俣趸蚴且环N無(wú)色、有刺激性氣味的氣體,有毒,密度比空氣大,易液化.
、谝兹苡谒诔、常壓下,1體積水能溶解40體積的SO2氣體. (2)化學(xué)性質(zhì):
、俣趸蚺c水反應(yīng):SO2 + H2
液體變?yōu)榧t色.
b.反應(yīng)生成的H2SO3為二元中強(qiáng)酸,很不穩(wěn)定,易分解:H2SO
②二氧化硫與氧氣的反應(yīng):2SO2 + O
3
說(shuō)明 a.該反應(yīng)是工業(yè)上制造硫酸的反應(yīng)原理之一.
b.反應(yīng)產(chǎn)物SO3是一種無(wú)色固體,熔點(diǎn)(16.8℃)和沸點(diǎn)(44.8℃)都很低.SO3與H2O反應(yīng)生成H2SO4,同時(shí)放出大量的熱:SO3 + H2O =H2SO4 + 熱量
c.SO2中的硫處于+4價(jià),因此SO2既具有氧化性又具有還原性.例如:
SO2 + 2H2S =3S + 2H2O
SO2 + X2 + 2H2O =2HX + H2SO4(X=C1、Br、I)
、鄱趸虻钠仔裕
2O + SO2
2SO3(該反應(yīng)為可逆反應(yīng))
說(shuō)明 a.將裝滿(mǎn)SO2氣體的試管倒立在滴有紫色石蕊試液的水槽中,一段時(shí)間后,水充滿(mǎn)試管,試管中的
說(shuō)明 a.SO2和C12(或O3、H2O2、Na2O2等)雖然都有漂白作用,但它們的漂白原理和現(xiàn)象有不同的特點(diǎn).Cl2的漂白原理是因?yàn)镃12與H2O反應(yīng)生成的HClO具有強(qiáng)氧化性(O3、H2O2、Na2O2等與此類(lèi)似),將有色物質(zhì)(如有色布條、石蕊試液、品紅試液等)氧化成無(wú)色物質(zhì),褪色后不能再恢復(fù)到原來(lái)的顏色;而SO2是因它與水反應(yīng)生成的H2SO3跟品紅化合生成了無(wú)色化合物,這種不穩(wěn)定的化合物在一定條件下(如加熱或久置)褪色后又能恢復(fù)原來(lái)的顏色,用SO2漂白過(guò)的草帽辮日久又漸漸變成黃色就是這個(gè)緣故.
b.SO2能使橙色的溴水、黃綠色的氯水、紫紅色的酸性KMnO4溶液等褪色,這是因?yàn)镾O2具有還原性的緣故,與SO2的漂白作用無(wú)關(guān).
c.利用SO2氣體使品紅溶液褪色、加熱后紅色又復(fù)現(xiàn)的性質(zhì),可用來(lái)檢驗(yàn)SO2氣體的存在和鑒別SO2氣體. ④二氧化硫能殺菌,可以用作食物和水果的防腐劑. [二氧化硫的污染和治理]
(1)SO2的污染:二氧化硫是污染大氣的主要有害物質(zhì)之一.它對(duì)人體的直接危害是引起呼吸道疾病,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使人死亡.
(2)酸雨的形成和危害:空氣中的SO2在O2和H2O的作用下生成H2SO3、H2SO4。
2SO2 + O2=2SO3 SO2 + H2O=H2SO3 SO3 + H2O=H2SO4
下雨時(shí),硫的氧化物(和氮的氧化物)以及所形成的硫酸(和硝酸)隨雨水降下,就形成酸雨.酸雨的pH小于5.6(正常雨水因溶解了CO2,其pH約為5.6).
酸雨能使湖泊水質(zhì)酸化,毒害魚(yú)類(lèi)和其他水生生物;使土壤
酸化,破壞農(nóng)田,損害農(nóng)作物和森林;酸雨還會(huì)腐蝕建筑物、工業(yè)設(shè)備和名勝古跡等.
(3)治理:空氣中的二氧化硫主要來(lái)自化石燃料(煤和石油)的燃燒.此外,還有含硫礦石的冶煉和硫酸、磷肥、紙漿生產(chǎn)等產(chǎn)生的工業(yè)廢氣.消除大氣污染的主要方法之一是減少污染物的排放、例如,硫酸廠、化工廠、冶煉廠等的尾氣在排放前進(jìn)行回收處理. 3.硫酸 [硫酸]
(1)物理性質(zhì):
、偌兞蛩崾且环N無(wú)色透明、粘稠的油狀液體.常用的濃硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%,密度為1.84 g·cm-3 (物質(zhì)的量濃度為18.4 mol·L-1 ),沸點(diǎn)為338℃(因此,濃硫酸屬高沸點(diǎn)、難揮發(fā)性酸).
、诹蛩嵋兹苡谒,能以任意比與水混溶.濃硫酸溶于水時(shí)放出大量的熱.因此,在稀釋濃硫酸時(shí),要將濃硫酸緩慢倒入水中,并邊加邊攪拌. (2)化學(xué)性質(zhì):
①硫酸屬于強(qiáng)電解質(zhì),是二元強(qiáng)酸,稀H2SO4具有酸的通性.例如:
Zn + 2H+=Zn2++ H2↑(實(shí)驗(yàn)室制H2原理) Fe2O3 + 6H+=2Fe3++ 3H2O(除鐵銹原理)
H2SO4 + Ba(OH)2 =BaSO4↓+ 2H2O
說(shuō)明:濃硫酸中含水量很少,因此,濃H2SO4的電離程度很小,其中主要含H2SO4分子.
、谖裕
a.濃H2SO4能吸收空氣中的水分或各種物質(zhì)中混有的游離態(tài)的H2O,形成一系列穩(wěn)定的化合物,如H2SO4·H2O、H2SO4·2H2O和H2SO4·4H2O等.因此,在實(shí)驗(yàn)室中濃H2SO4可用來(lái)作氣體干燥劑,但不能干燥可與濃H2SO4反應(yīng)的堿性氣體(如NH3等)和強(qiáng)還原性氣體(如H2S、HI、HBr等).
b.因?yàn)闈釮2SO4能吸收空氣中的水分,所以實(shí)驗(yàn)室保存濃H2SO4時(shí)應(yīng)注意密封,以防止?jié)釮2SO4吸收水分而變稀.
、勖撍裕簼釮2SO4能將有機(jī)物中的氫、氧元素按2∶1的組成比脫出生成水,使有機(jī)物發(fā)生變化并生成黑色的炭.例如:C12H22O11(蔗糖)
12C + 11H2O
又如將濃H2SO4滴到藍(lán)色石蕊試紙上,試紙先變紅色然后變黑色.
注意 濃H2SO4的脫水性及溶于水時(shí)放出大量熱的性質(zhì),使?jié)釮2SO4對(duì)有機(jī)物具有強(qiáng)烈的腐蝕性.因此,如皮膚上不慎沾上濃H2SO4時(shí),不能先用水沖洗,而先要用干布迅速擦去,再用大量水沖洗.
、軓(qiáng)氧化性:濃H2SO4中的硫?yàn)椋?價(jià),處于硫元素的最高價(jià)態(tài),因此濃H2SO4具有強(qiáng)氧化性.在反應(yīng)中,濃H2SO4被還原為+4價(jià)硫的化合物、單質(zhì)硫或-2價(jià)硫的化合物. a.常溫下,濃H2SO4使Fe、A1發(fā)生鈍化(Fe、A1難溶于冷的濃H2SO4中).
說(shuō)明 濃硫酸跟某些金屬接觸,使金屬表面生成一薄層致密的氧化物保護(hù)膜,阻止內(nèi)部金屬繼續(xù)跟硫酸反應(yīng),這一現(xiàn)象叫做金屬的鈍化.鈍化是化學(xué)變化.利用Fe、A1在冷的濃H2SO4中產(chǎn)生鈍化的性質(zhì),可用鐵或鋁制容器裝盛濃硫酸.
b.加熱時(shí),濃H2SO4能跟除Pt、Au外的金屬發(fā)生反應(yīng).反應(yīng)的通式可表示為:
金屬(Pt、Au除外) + H2SO4(濃)
例如:2H2SO4(濃) + Cu
硫酸鹽 + SO2↑+ H2O CuSO4 + 2H2O + SO2↑
說(shuō)明 Cu與濃H2SO4的反應(yīng)中,由于H2SO4中的硫元素的化合價(jià)只有部分改變,因此濃硫酸同時(shí)表現(xiàn)出了氧化性和酸性.此外,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃H2SO4會(huì)漸漸變稀,而稀H2SO4是不與Cu發(fā)生反應(yīng)的.因此,反應(yīng)物Cu和H2SO4都有可能剩余,且實(shí)際產(chǎn)生的SO2氣體的體積要比理論值小. c.加熱時(shí),濃H2SO4能使非金屬單質(zhì)C、S、P等氧化.例如: 2H2SO4(濃) + C
CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O(在此反應(yīng)中,H2SO4只表現(xiàn)出氧化性)
H2SO4(濃) + H2S =S + SO2 + 2H2O 2HBr + H2SO4(濃) =Br2 + SO2 + 2H2O 8HI + H2SO4(濃) =4I2 + H2S + 4H2O
[氧化性酸與酸的氧化性] 所謂“氧化性酸”是指酸根部分易于獲得電子的酸,如濃H2SO4、HNO3等,由于其中S、N易獲得電子而表現(xiàn)出很強(qiáng)的氧化性;而鹽酸、稀硫酸等酸根部分不能或不易獲得電子,所
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d.濃H2SO4能氧化某些具有還原性的物質(zhì).例如:
以它們是非氧化性酸.
在水溶液中任何酸都能不同程度地電離出H+,H+在一定條件下可獲得電子形成H2.從這一觀點(diǎn)看,酸都具有氧化性,但這是H+表現(xiàn)出來(lái)的氧化性,它與氧化性酸中的中心元素處于高價(jià)態(tài)易獲得電子具有的氧化性是不同的.
區(qū)別“氧化性酸”與“酸的氧化性”這兩個(gè)概念的關(guān)鍵如下:酸根部分易獲得電子→有氧化性→是氧化性酸
酸電離出的H+→有氧化性→酸的氧化性→是非氧化性酸 [SO42-的檢驗(yàn)] 正確操作步驟: 待檢溶液
無(wú)現(xiàn)象
產(chǎn)生白色沉淀,說(shuō)明原溶液中含SO42—離子.
離子方程式: SO42-+ Ba2+=BaSO4↓
注意 ①加入鹽酸的目的是將待檢溶液中可能存在的、對(duì)檢驗(yàn)SO42-有干擾作用的CO32-、SO32-等陰離子通過(guò)反應(yīng)而除去:
CO32-+ 2H+=CO2↑+ H2O SO32-+ 2H+=SO2↑+ H2O
AgCl也是不溶于稀HNO3的白色沉淀.向待檢液中加入鹽酸時(shí),若有白色沉淀產(chǎn)生,需進(jìn)行過(guò)濾才能繼續(xù)下一步操作.
②在加入BaCl2或Ba(NO3)2溶液前,不能用HNO3酸化待檢溶液.因?yàn)槿舸龣z溶液中含有SO32-時(shí),會(huì)被HNO3氧化為SO42-,也能產(chǎn)生同樣的現(xiàn)象.
*[硫酸鈣和硫酸鋇]
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