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2013届高考化学第一轮考点总复习课件10


第 元





常见无机物
第 19 讲 氧、硫及其化合物

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?热点知识剖析 ?氧、硫是重要的非金属元素,这两种元素 及其化合物在工农业生产中应用十分广泛, 这部分知识所涉及的重要物质有O2、O3、 H2O、SO2、SO3、H2SO4。高考试题的命 题热点一

是以环保、化工生产为背景,考 查氧、硫及其化合物的知识,二是与氧化 还原反应、化学平衡等知识相结合设计综 合性的问题。
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在复习中一要以氧化还原反应的价态变化规律 (S S S S) ?理解硫及其化合物性质。二要从物质的属 类角度去认识二氧化硫(酸性氧化物)、硫 酸(酸类)等重要化合物的性质。三要注意 物质之间的相互转化关系以及物质性质、 制取、用途之间的联系。四要注意这部分 知识与生活环境之间的关系。
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-2

0

+4

+6

?基础知识回顾 ?一、硫 ?硫是一种淡黄色不溶于水的固体,俗称硫 黄。它有氧化性,如: △ △ H2+S=H2S,Fe+S=FeS; 也有还原性,如:S+O2=SO2。是重要的 化工原料,制硫酸、农药、火药、药品等。
点燃

4

?二、二氧化硫的性质和应用 ?1.物理性质颜色:无色,气味:有刺激性 气味,毒性:有毒,密度:比空气大,溶 解性:易溶于水。 ?2.化学性质 ?(1)酸性氧化物通性 ?①与H2O反应:SO2+H2O H2SO3。 ?②与碱性氧化物反应: ?与CaO的反应为CaO+SO2=CaSO3。
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?③与碱反应 ?与足量NaOH溶液的反应为 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O。 与少量NaOH溶液的反应: NaOH+SO2=NaHSO3 ④与某些弱酸盐溶液反应: 与Na2CO3溶液反应: Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2
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?(2)还原性 ?SO2能被O2、X2(Cl2、Br2、I2)、KMnO4 (H+)溶液等氧化剂氧化。 ?①与O2反应: 催化剂 2SO3 . 2SO2+O2 , △ 该反应为可逆反应。 ②与X2反应: . SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX 。
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?(3)氧化性 ?与H2S反应:2H2S+SO2=3S↓+2H2O ?(4)漂白性原理:SO2可与某些有色物质生 成不稳定的无色物质而起漂白作用,见光、 加热或长时间放置,不稳定物质又分解为 原有色物质和SO2。 3.实验室制法 Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O Cu+2H2SO4(浓)= CuSO4+SO2↑+2H2O
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?4.酸雨的形成(1)形成过程:化石燃料的 燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产等 过程中产生的二氧化硫,在光照、烟尘中的 金属氧化物等作用下,与氧气反应生成三氧 化硫,三氧化硫溶于雨水后形成硫酸。反应 方程式: 催化剂 2SO3 、 . 2SO2+O2 . SO3+H2O=H2SO4 、 H2SO3 、 . SO2+H2O .2H2SO3+O2=2H2SO4 。
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?(2)主要危害:①使水体、土壤酸化,影响 鱼类、农作物及树木生长。②腐蚀建筑物、 雕塑等。 ?(3)防治方法:①从消除污染源入手,研发 新能源,如太阳能、氢能、核能等。②对 含硫燃料进行脱硫处理;对工业生产中产 生的SO2进行处理或回收利用。

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?三、硫酸的制备和性质 ?1.硫酸的制备 ?接触法制H2SO4是目前工业上采用的主要 方法,包含三个步骤: ?(1)硫黄(或含硫矿石如FeS2)在沸腾炉中 高温 燃烧,化学方程式为: S+O2 = SO2 . . . (或4FeS2+11O2 = 2Fe2O3+8SO2) (2)SO2的催化氧化: . 2SO2+O2
催化剂
高温





2SO3


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(3)SO3的吸 收: SO3+H2O=H2SO4 。
硫酸的工业生产原理: 含硫矿物 硫
用空气 使燃烧

SO2

O2、催化剂 △

SO3

H2O

H2SO4

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?2.H2SO4的性质 ?(1)物理性质 ?H2SO4是具有不挥发性、高沸点的二元强 酸。纯净的硫酸为无色、油状液体,密度 比水大(98%浓H2SO4密度为184 g/cm3), 可以任意比例溶于水,溶解过程中伴随着 放热现象。因此,浓H2SO4稀释时,只能 将浓H2SO4沿器壁注入水中,并不断搅拌 散热。
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?(2)化学性质 ?硫酸是强电解质,在水溶液中发生电离的方 程式为H2SO4=2H++SO2-4,其具有酸的通性, 能与 指示剂 金属 碱性氧化物 、 、 、 碱 、 A盐 .等物质发生反应。

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?浓硫酸具有的特性有: ?①强氧化性 ?常温下,Fe、Al遇浓硫酸会发生钝化现象。 但热的浓硫酸能氧化大多数金属(除金、 铂外)、非金属单质及一些还原性化合物。 例如: △ Cu+2H2SO4(浓)= CuSO4+SO2↑+2H2O △ C+2H2SO4(浓) =CO2↑+2SO2↑+2H2O 2HI+H2SO4(浓)=I2+SO2↑+2H2O 在这些氧化还原反应中,硫酸的还原产 物一般为SO2。
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?②吸水性 ?浓硫酸能吸附物质中存在的水分。 ?H2SO4(浓)+nH2O=H2SO4· 2O nH ?利用此性质可用浓硫酸作干燥剂,干燥一 些不与硫酸反应的气体,通常用洗气装置。 如可用浓硫酸干燥O2、H2、CO2、Cl2、 HCl、SO2、CO、CH4、C2H2等气体。

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?如图所示为浓硫酸干燥氯气的实验装置。 Cl2 Cl2 (H2O)

注意:浓硫酸不能干燥碱性气体和具 有较强还原性的气体。
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?③脱水性: ?指浓硫酸将有机物里的氢、氧原子按2∶1 的个数比例脱去,生成水的性质。如:
浓硫酸

CH3CH2OH 170℃ C12H22O11
浓硫酸

CH2CH2↑+H2O 12C+11H2O

四、硫酸根离子的检验检验SO2-4时要避 免Ag+、CO2-3、SO2-3等离子的干扰。被检液 加足量盐酸酸化取清液滴加BaCl2溶液有无白 色沉淀(有无SO2-4)
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?五、几种重要的硫酸盐
结晶水合物 俗称 生石膏、 CaSO4· 2O 2H 石膏 硫酸 钙 2CaSO4· 2O 熟石膏 H 硫酸 钡 色态 白色 固体 白色 固体 白色 固体 蓝色 晶体 无色 主要用途 制粉笔、模 型、石膏绷 带、调节水 泥凝固时间 白色颜料、 医用“钡餐” 制农药 玻尔多液 晶体净水剂
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BaSO4

重晶石
胆矾、 蓝矾 明矾

硫酸 CuSO 5H O 4· 2 铜 12 硫酸 KAl(SO4)2· 铝钾 H2O

?重点知识归纳 ?一、SO2和CO2的比较
物 气味 理 毒性 性 质 溶解性 化 学 与水的 性 反应 质 SO2 有刺激性气味 有毒 易溶 SO2+H2O H2SO3 CO2 无味 无毒 可溶 CO2+H2O H2CO3
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与 碱 的 化 反 学 应 性 质

SO2 SO2气体通入澄清的 石灰水中,先生成沉 淀,当气体过量时沉 淀又溶解: Ca(OH)2+SO2= CaSO3↓+H2O CaSO3+SO2+H2O= Ca(HSO3)2

CO2 CO2气体通入澄清石灰水 中,先生成沉淀,当气体 过量时沉淀又溶解: Ca(OH)2+CO2= CaCO3↓+H2O CaCO3+CO2+H2O= Ca(HCO3)2


弱 氧 SO2+2H2S=3S↓+2H2 化 O 性

CO2+C = 2CO
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SO2
还 化 原 二氧化硫能被酸性高锰酸钾、氯 性 水、溴水、碘水等氧化剂氧化: 学 X2+SO2+2H2O=H2SO4+2HX 性 (X=Cl,Br,I) 质 漂 有,不稳定 白 性
催化剂 2SO2+O2 △

CO2

2SO3





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?二、漂白性 ?SO2能和某些有色物质化合生成不稳定的 无色物质,SO2和Cl2虽都有漂白性,但漂 白原理和现象不同:氯气的漂白原理是由 于溶于水生成次氯酸具有强氧化性,将有 色物质氧化成无色物质,褪色后不能恢复 原来的颜色;而SO2由于形成不稳定的无 色化合物,褪色后在一定的条件下又能恢 复原来的颜色。如:
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通入 SO2 品红溶液
通入Cl2

加热 褪色 红色 加热 不显红色 褪色

通入SO2 很快变成红色
紫色石蕊试液 通入Cl2 立即变红随即变为无色

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?三、氧族元素(O、S、Se、Te、Po) ?氧族元素(R)的气态氢化物通式为H2R,氧 化物有RO2或RO3,对应水化物有H2RO3 或H2RO4。随着原子序数增加,氧族元素 单质熔沸点逐渐升高,密度增大,元素的 非金属性逐渐减弱。

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?四、氧气和臭氧 ?氧气、臭氧互为同素异形体,它们的差异:
氧气(O2) 物理性质 (色、态、味) 化学性质 无色 无味气体 较强的氧化剂
MnO2

臭氧(O3) 无色特殊臭 味气体 强氧化剂 放电 3O2=2O3

制取方法

2KClO3 2KCl+3O2↑ △△ 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 ↑
2H2O2
MnO2

2H2O+O2↑

用途

供给呼吸,化工原料

氧化剂、消 毒、漂白等
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?

(考查环境污染和环境保护知识) 导致下列现象的主要原因与排放SO2有关 的是( A) ?A.酸雨 B.光化学烟雾 ?C.臭氧空洞 D.温室效应

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?

本题列举的大气环境问题都与化学有 密切关系,其中由SO2引发的现象是酸雨。 降水时,硫的氧化物以及所形成的硫酸和硫 酸盐随着雨雪降到地面,称之为“酸雨”, 飘尘 其发生的主要反应:2SO2+O2=2SO3, SO2+H2O=H2SO3,2H2SO3+O2=2H2SO4。 溶于雨水中的酸性物质,使雨水的pH小于 5.6。光化学烟雾由氮氧化物造成;臭氧层 空洞主要由氯氟烃、一氧化氮等造成;温室 气体主要为二氧化碳等。
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?方法指导:这是一道有关环境保护问题的 试题,SO2等气体引发酸雨,O3、氮氧化 物、有机烃等引发光化学类烟雾,氟利昂、 氮氧化物等造成臭氧层空洞,CO2气体导 致温室效应。这些导致环境污染的热点问 题,复习中应予以重视。

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(考查 SO2 和亚硫酸盐的性质) (2011· 上海卷)下列溶液中通入 SO2 一定不 会产生沉淀的是( A.Ba(OH)2 C.Na2S ) B.Ba(NO3)2 D.BaCl2

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A 生成 BaSO3 沉淀;SO2 溶于水显酸性,被 H 、NO3 氧化生成硫酸,进而生成 BaSO4 沉淀; SO2 通入 Na2S 溶液中会生成单质 S 沉淀。
+ -

?方法指导:SO2对应的酸是亚硫酸,SO2具 有酸性氧化物的性质,同时硫的化合价可以 升高或降低,具有氧化性和还原性。

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?

(考查硫酸的性质)向50mL18 mol/L的 H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热。充分 反应后,被还原的H2SO4的物质的量( )A ?A.小于0.45 mol ?B.等于0.45 mol ?C.在0.45 mol和0.90 mol之间 ?D.大于0.90 mol

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?

Cu和H2SO4反应的前提条件是浓 H2SO4并加热,随着反应的进行,H2SO4 被消耗由浓变稀,反应会终止。氧化性酸 在与金属发生反应时,其作用分两部分: 一部分充当氧化剂,使其得电子数与金属 失电子数相同,另一部分(酸性作用)使生 成的金属阳离子与酸根离子结合生成盐。 由Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O 可知反应中只有一半H2SO4充当氧化剂被 还原,故被还原18 mol/L的H2SO4的物质 的量小于(18 mol/L×0.05 L)÷2=0.45 mol。
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?方法指导:此类题的解答关键是判明反应 物有多少充当氧化剂或还原剂。如炽热的 炭与浓H2SO4作用,被还原的H2SO4的物 质的量的有多少,该如何考虑?因此,有 必要分清单质或化合物,单质中的金属或 非金属。常见氧化性酸有浓H2SO4、浓 HNO3或稀HNO3,另MnO2只与浓HCl反应, 与稀HCl是不反应的。

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