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4.3硫和氮的氧化物一、二氧化硫和三氧化硫学习目标1．知识与技能掌握二氧化硫、三氧化硫的性质，了解大气污染的原因及其控制。2．情感态度与价值观了解酸雨形成的途径及防治方法，增强环保意识。预习自主学习硫的性质及存在►知识导入硫有何物理性质和化学性质呢？存在形式如何？►学点精讲硫是一种黄色晶体，俗称硫黄，硫不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里，化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在，如硫铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)、石膏(CaSO4·2H2O)和芒硝(Na2SO4·10H2O)。二氧化硫的性质►知识导入有这样一个化学魔术：把一束彩色花放在玻璃罩里，点燃硫黄，彩色花很快变成白花了。你知道是什么原因使花褪色了吗？►学点精讲(一)二氧化硫的物理性质(1)色味态：在通常情况下，二氧化硫是无色、有刺激性气味、有毒的气体。(2)熔点、沸点：熔点为－76℃，沸点为－10℃(1.01×105Pa)，容易液化。(3)密度：在标准状况下的密度为2.86g·L－1，比空气的密度大。(4)溶解性：易溶于水，在常温常压下，1体积水大约能溶解40体积二氧化硫。(二)二氧化硫的化学性质1．二氧化硫是酸性氧化物完成下列反应SO2＋H2O→SO2＋CaO→SO2＋Ca(OH)2→SO2＋Na2SO3＋H2O→NaHCO3＋SO2→答：SO2＋H2OH2SO3SO2＋CaOCaSO3SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2OSO2＋NaOH===NaHSO3SO2＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2OSO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO32NaHCO3＋SO2===Na2SO3＋2CO2↑＋H2O(因H2SO3的酸性比H2CO3酸性强，符合复分解反应进行的条件)2．SO2的还原性二氧化硫中硫元素的化合价是＋4价，硫元素的主要化合价还有－2价、0价和＋6价，因此，二氧化硫既有氧化性，又有还原性。二氧化硫能被氧气氧化，生成三氧化硫。同时，在相同的条件下三氧化硫又能发生分解反应生成二氧化硫和氧气。因此，二氧化硫与氧气的反应也是一个可逆反应。特别提醒：①写二氧化硫与氧气反应的化学方程式时，务必标明反应条件，特别是催化剂。因为无催化剂时该反应几乎不能发生。②在水溶液中，二氧化硫(或亚硫酸)气体易被氧化。例如：5SO2＋2KMnO4＋2H2O===2MnSO4＋K2SO4＋2H2SO4SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4SO2＋I2＋2H2O===2HI＋H2SO4SO2＋H2O2===H2SO42SO2＋2H2O＋O2===2H2SO4③由于二氧化硫有还原性。二氧化碳与二氧化硫分别与过氧化钠的反应有所不同：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2Na2O2＋SO2===Na2SO4④由上面的分析可知，二氧化硫还有氧化性，常见的反应有：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O⑤因为二氧化硫和硫酸中硫元素的化合价分别为＋4价和＋6价，根据同种元素相邻价态不发生氧化还原反应的规律知，二氧化硫不能被浓H2SO4氧化。⑥由于二氧化硫气体难被氧气氧化，所以硫、硫化氢在空气或氧气中燃烧，氧化产物是二氧化硫而不是三氧化硫。3．二氧化硫具有漂白作用SO2有漂白性，能使品红溶液褪色，能漂白纸浆、丝、毛、草制品等。SO2的漂白原理与Na2O2、H2O2、O3、HClO不同，SO2是与有色物质化合生成不稳定的无色物质，这些无色物质容易分解而恢复原色；而Na2O2、H2O2、O3、HClO的漂白性是由于它们的强氧化性，且漂白后颜色不再恢复：特别提醒：①二氧化硫不能使酚酞试液变色。②二氧化硫不能漂白酸碱指示剂。能氧化酸碱指示剂而使指示剂褪色的常见物质主要有Cl2(HClO)、浓HNO3及Na2O2，它们会使酸碱指示剂溶液先显色后褪色。三氧化硫的性质►知识导入SO2在一定条件下可以转化为SO3，SO3也是一种典型的酸性氧化物，那么SO3具有哪些化学性质呢？►学点精讲三氧化硫具有酸性氧化物的通性。(1)与H2O反应化学方程式为：SO3＋H2O===H2SO4。SO3为硫酸的酸酐。(2)与碱性氧化物反应与CaO反应的化学方程式为：SO3＋CaO===CaSO4(3)与碱反应与Ca(OH)2反应的化学方程式为：SO3＋Ca(OH2)===CaSO4↓＋H2O学习方法轻松掌握一、二氧化碳和二氧化硫的性质比较相同点不同点物理性质常温下，都是无色气体，密度都大于空气①气味：CO2无味，SO2有刺激性气味②毒性：CO2无毒，SO2有毒③溶解性：CO2微溶于水，SO2易溶于水④液化：CO2难液化，SO2易液化相同点不同点化学性质都是酸性氧化物①都能和水反应，生成的酸不稳定，只能存在于溶液中：CO2＋H2OH2CO3SO2＋H2OH2SO3①二氧化硫常表现还原性，二氧化碳表现氧化性：2SO2＋O22SO3CO2＋C2CO二氧化硫能被酸性高锰酸钾、氯水、溴水、碘水等氧化剂氧化，二氧化碳不能相同点不同点化学性质②都能与碱反应，且用量不同，均可以生成两种盐。SO2、CO2气体通入澄清的石灰水中，都是先生成沉淀，当气体过量时沉淀又溶解：②二氧化硫具有漂白性，能漂白某些有色物质，二氧化碳不能③造成大气污染的原因：二氧化硫形成酸雨，二氧化碳引起温室效应鉴别①利用二氧化硫的还原性，用酸性高锰酸钾溶液或溴水是否褪色鉴别②利用二氧化硫的漂白性，用品红溶液鉴别二、亚硫酸(H2SO3)简介H2SO3是SO2的对应水化物，SO2是H2SO3的酸酐。SO2与H2O直接化合生成H2SO3。SO2＋H2OH2SO3H2SO3是热稳定性很弱的酸，溶于水，只存在于稀的水溶液中，且还要分解为SO2和H2O。故SO2和H2O的反应是可逆反应。SO2＋H2OH2SO3浓度越大、温度越高，H2SO3分解越快。化学实验药品库中无亚硫酸这种药品。H2SO3为二元中强酸，是弱电解质，在水溶液中按下式电离：第一步电离：H2SO3H＋＋HSO－3；第二步电离：HSO－3H＋＋SO2－3。H2SO3的酸性比H2SO4、HCl等强酸的酸性弱，比HAlO2(偏铝酸)、H2CO3、H2SiO3、HNO2(亚硝酸)、H2S、HF、HClO、CH3COOH(醋酸)等弱酸的酸性强。H2SO3的盐有正盐(如Na2SO3)和酸式盐(如NaHSO3)两类。H2SO3是有漂白性的酸，SO2的漂白性实质上是H2SO3的漂白性，干燥的SO2不能表现出漂白性。H2SO3是既有氧化性，又有还原性的酸。其氧化性、还原性与SO2的氧化性、还原性很相似。例如：2H2SO3＋O2===2H2SO4H2SO3＋2H2S===3S↓＋3H2O典题讲与练一、SO2的性质例1有关二氧化硫的说法错误的是()A．可用澄清石灰水鉴别SO2和CO2B．SO2能使品红溶液褪色是因为它具有漂白性C．已被SO2褪色的品红溶液用酒精灯加热，可恢复原来的红色D．SO2与O2混合加热，可生成SO3【解析】A.SO2和CO2都可使澄清石灰水变浑浊，通入过量又变澄清；B.SO2使品红溶液褪色，表现了SO2的漂白性；C.SO2与品红结合生成无色的不稳定的化合物，加热又生成品红；D.SO2和O2生成SO3，必须在催化剂和加热条件下才能反应。【答案】AD【点拨】解答本题可先从SO2的化学性质，酸性氧化物的通性、漂白性、还原性三方面入手，然后对比SO2与CO2的性质。体验感悟1下列实验中能证明一种气体为SO2的是()①使澄清石灰水变浑浊②使湿润的蓝色石蕊试纸变红③使品红溶液褪色④通入足量的NaOH溶液中，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该沉淀溶于稀盐酸⑤通入溴水中使溴水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生A．都能证明B．都不能证明C．③④⑤能证明D．只有⑤能证明【解析】①和④的实验CO2也能产生白色沉淀。②的实验只要是酸性气体都可以使湿润的蓝色石蕊试纸变红。③Cl2也能使品红溶液褪色。SO2被Br2氧化成H2SO4，后者与Ba(NO3)2在酸性条件下反应生成BaSO4沉淀，两项实验现象的结合可确定该气体为SO2。【答案】D二、SO2与CO2的区别例2下列溶液中能够区别SO2和CO2气体的是()①石灰水②H2S溶液③KMnO4溶液④氯水⑤品红溶液A．①②③B．②③④C．除①以外D．全部【解析】SO2和CO2都属于酸性氧化物，它们都能与石灰水反应生成不溶性的盐，也就是都会产生沉淀，所以不能利用这一性质来区别SO2和CO2。SO2具有氧化性，能将H2S溶液氧化生成单质(有黄色沉淀生成)；SO2也具有还原性，能被KMnO4溶液和氯水氧化(溶液褪色)；SO2还具有漂白性，能使品红溶液褪色。而CO2没有这些性质。所以可以用②③④⑤来区别SO2和CO2。【答案】C【点拨】要区别两种物质关键要找出这两种物质在性质上的差别，根据物质在性质上的差别选择合适的试剂，就可以利用这种物质来区别。SO2和CO2都是酸性氧化物，这是性质上的相似性，如果只记住用石灰水可鉴别CO2，而没考虑到SO2也有类似的性质，就会错误地选择D答案。体验感悟2为了除去CO2气体中的SO2气体，下列对于仪器和药品的组合中合理的是()仪器：①洗气瓶，②干燥管；药品：③固态生石灰，④苏打溶液，⑤小苏打溶液A．①⑤B．②⑤C．①③D．①④【解析】洗气瓶必须与液态试剂对应，干燥管必须与固态试剂对应。SO2既能与NaHCO3溶液反应，又能与Na2CO3溶液反应；CO2只能与Na2CO3溶液反应，不能与NaHCO3溶液反应。此题主要考查了洗气装置与试剂状态的搭配，以及CO2和SO2在性质上的差别，即它们对应的水化物的酸性。H2SO3的酸性大于H2CO3的酸性。【答案】A三、三氧化硫例3下列对SO2和SO3的叙述正确的是()A．通常条件下，都是无色气体，都易溶于水B．都是酸性氧化物，其水溶液都是强酸C．都可使品红溶液褪色，加热时红色又能再现D．都能跟碱溶液反应【解析】在通常条件下，SO3是无色固体，SO2溶于水得到的是中强酸。SO2能使品红溶液褪色，加热时红色复现，SO3则不能。但SO2和SO3都是酸性氧化物，都能跟碱反应，故选D。【答案】D【点拨】SO2和SO3在分子组成上虽只差一个氧原子，但它们的性质差别却较大，需要熟记它们的区别。体验感悟3有关三氧化硫的说法正确的是()A．在标准状况下，22.4L三氧化硫的物质的量为1molB．三氧化硫易溶于水C．二氧化硫在常温下被氧气氧化成三氧化硫D．三氧化硫又称亚硫酐【答案】B课堂总结