专题5 硫、氮和可持续发展

专题5硫、氮和可持续发展专题5硫、氮和可持续发展1．特殊的颜色：S——黄色固体；FeS、Cu2S——黑色固体2．特殊的转化：S――→O2SO2――→O2SO3――→H2OH2SO43．特殊的性质：浓H2SO4——吸水性、脱水性、强氧化性SO2——还原性、氧化性、漂白性4．必记三反应：(1)2SO2＋O2催化剂△2SO3(2)SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr(3)Cu＋2H2SO4(浓)=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2O考点一|二氧化硫的性质和作用(重点保分型——师生共研)[基础自主落实]1．物理性质2．化学性质3．用途工业上，二氧化硫可用于漂白纸浆以及草帽等编织物。4．SO2对大气的污染与防治(1)来源：化石燃料的燃烧、含硫矿石的冶炼和硫酸的生产等。(2)危害：污染大气，危害人体健康，形成酸雨。形成酸雨的反应过程②、③、④反应的化学方程式为②SO3＋H2O===H2SO4③SO2＋H2OH2SO3④2H2SO3＋O2===2H2SO4(3)防治：开发新能源、燃煤除硫、处理工业废气。小题热身1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)点燃爆竹后，硫燃烧生成SO3(×)(2)SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4(×)(3)SO2与Ca(OH)2、NaHCO3均发生化学反应(√)(4)二氧化硫可广泛用于食品的增白(×)(5)用二氧化硫漂白纸浆和草帽辫(√)(6)实验室里用Na2SO3和浓H2SO4在常温下反应制取SO2气体(√)2．将SO2分别通入下表所列的溶液中，填写有关问题。[考向合作探究]1．(2021·上饶模拟)将SO2分别通入下列4种溶液中，有关说法正确的是()A．试管a中实验可以证明SO2具有漂白性B．试管b中溶液褪色，说明SO2具有强氧化性C．试管c中能产生白色沉淀，说明SO2具有还原性D．试管d中能产生白色沉淀，该沉淀完全溶于稀硝酸解析：选CSO2与KMnO4酸性溶液发生氧化还原反应，表现了SO2的还原性，故A错误；SO2使品红溶液褪色，表现了SO2的漂白性，故B错误；SO2被溶液中的NO－3和H＋氧化为SO2－4，表现了SO2的还原性，故C正确；SO2与NaOH和BaCl2混合溶液反应生成BaSO3，BaSO3被硝酸氧化为BaSO4，BaSO4难溶于稀硝酸，故D错误。2．下列说法正确的是()A．因为SO2具有漂白性，所以它能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、石蕊溶液褪色B．能使品红溶液褪色的不一定是SO2C．SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其原理相同D．SO2和Cl2等物质的量混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中，漂白效果更好解析：选BA项中SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为其具有还原性，能使品红溶液褪色是因为其具有漂白性，SO2不能使石蕊溶液褪色；B项，能使品红溶液褪色的物质有很多，如Cl2，不仅仅是SO2；C项中这些漂白剂的漂白原理不都相同；D项，SO2和Cl2等物质的量混合后在溶液中发生反应：SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，从而失去漂白能力。[知能存储]常见能用于漂白的物质的比较3．下列溶液能够区分SO2和CO2的是()①澄清石灰水②H2S溶液③酸性KMnO4溶液④氯水⑤品红溶液A．①②③B．②③④C．除①以外D．全部解析：选CSO2和CO2都属于酸性氧化物，它们与澄清石灰水反应的现象相同，若通入的气体过量，均先生成沉淀后溶解，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，生成单质硫(淡黄色沉淀)，SO2也具有还原性，能被酸性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，CO2没有这些性质，所以可以用②③④⑤来区别SO2和CO2。4．下列实验中能证明某气体为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，能使溴水褪色，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均能证明D．只有⑤能证明解析：选DCO2也能产生①④中的实验现象，酸性气体一般都能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，氯气也能使品红溶液褪色。实验⑤说明气体有还原性，结合后续实验现象说明该气体是SO2。[探规寻律]SO2和CO2的鉴别方法SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，若通入的气体过量，则沉淀都可以消失，所以不能用澄清的石灰水鉴别SO2和CO2。通常可用以下方法：5．如图所示是一种综合处理SO2废气的工艺流程，若每步都完全反应。下列说法正确的是()A．溶液B中发生的反应为2SO2＋O2===2SO3B．可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液C中是否含有Fe3＋C．由以上流程可推知氧化性：Fe3＋＞O2＞SO2－4D．此工艺的优点之一是物质能循环利用解析：选D酸性Fe2(SO4)3溶液能吸收SO2，反应的离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO2－4＋4H＋。溶液B中通入空气发生反应：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O。其氧化性：O2＞Fe3＋，A、C两项错误；溶液C中含有Fe2(SO4)3，可用KSCN溶液检验Fe3＋，B项错误；Fe2(SO4)3可循环利用，D项正确。6．(2021·北京高考·节选)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。(1)用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应：____________________________________________________________________________________________________。(2)在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是______________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)二氧化硫形成硫酸型酸雨的过程：二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸再被氧化成硫酸。(2)氢氧化钠溶液吸收二氧化硫生成亚硫酸钠和水，而亚硫酸钠溶液可以继续吸收二氧化硫生成亚硫酸氢钠。答案：(1)SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2=====催化剂2H2SO4(2)2OH－＋SO2===H2O＋SO2－3[探规寻律]消除SO2对环境污染的“3方法”方法一：钙基固硫法为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为CaO＋SO2=====△CaSO3,2CaSO3＋O2===2CaSO4，总反应方程式为2CaO＋2SO2＋O2=====△2CaSO4。方法二：氨水脱硫法该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为NH3＋SO2＋H2O===NH4HSO3,2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3，2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。方法三：钠、碱脱硫法钠、碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，发生反应的化学方程式为2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2，Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3。考点二|硫酸的制备和性质(重点保分型——师生共研)[基础自主落实]1．硫酸的工业制备——接触法(1)三种原料：硫黄(或含硫矿石，如FeS2)、空气、98.3%的浓硫酸(代替水)。(2)三个阶段①二氧化硫的制取和净化。(造气阶段)②SO2氧化成SO3。(接触氧化阶段)③三氧化硫的吸收和硫酸的生成。(生成阶段)(3)三个反应①4FeS2＋11O2=====高温2Fe2O3＋8SO2；②2SO2＋O2催化剂△2SO3；③SO3＋H2O===H2SO4。(4)三个设备(5)三个反应条件①温度：400～500℃；②压强：常压；③催化剂：V2O5。(6)“三废”的处理方法①尾气吸收：SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O，CaSO3＋H2SO4===CaSO4＋SO2↑＋H2O。②废水处理：根据杂质性质的不同，采用不同的化学方法，如酸碱中和法、重金属离子沉淀法。③废渣利用：制砖或制造水泥，提炼贵重有色金属。2．硫酸的性质(1)物理性质①纯硫酸是一种无色油状液体，沸点高，难挥发。②溶解性：浓H2SO4与水以任意比互溶，溶解时可放出大量的热，浓H2SO4稀释的方法是：将浓H2SO4沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。(2)稀硫酸具有酸的通性硫酸是强电解质，在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SO2－4，能与指示剂、金属、碱性氧化物、碱、盐等物质发生反应。写出稀H2SO4与下列物质反应的离子方程式：①Fe：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；②Ba(OH)2：Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO2－4===BaSO4↓＋2H2O；③Na2CO3：CO2－3＋2H＋===H2O＋CO2↑。(3)浓硫酸的特性①填写下表。②分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式：Cu＋2H2SO4(浓)=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2O、C＋2H2SO4(浓)=====△CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。浓硫酸在与金属或非金属反应时，＋6价的硫被还原。③常温下，铁、铝遇浓H2SO4―――→钝化可用铝槽车运浓H2SO4。(4)硫酸的用途①制取化肥、硫酸盐、挥发性酸。②消除金属表面的氧化物。③用于精炼石油，制造.、农药、染料等，是实验室里常用的试剂。(5)SO2－4的检验检验SO2－4的正确操作方法：被检液加――――――――→足量盐酸酸化取清液――――――――→滴加BaCl2溶液有无白色沉淀(判断有无SO2－4)先加稀盐酸的目的是排除Ag＋、CO2－3、SO2－3的干扰，再加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，整个过程中可能发生反应的离子方程式：CO2－3＋2H＋===H2O＋CO2↑、SO2－3＋2H＋===SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Ba2＋＋SO2－4===BaSO4↓。小题热身1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)用硫酸清洗锅炉中的水垢(×)(2)用BaCl2溶液鉴别SO2－4和SO2－3(×)(3)浓硫酸具有强氧化性，所以浓硫酸可用于干燥H2和CO(×)(4)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明溶液中一定有SO2－4(×)(5)浓硫酸使蓝矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末，体现了浓硫酸的强氧化性(×)(6)不能用浓H2SO4干燥还原性气体SO2(×)2．硫酸是中学化学实验室的常见药品，其性质有①酸性②吸水性③脱水性④强氧化性⑤催化作用，请将序号填在相应的横线上：(1)锌和稀H2SO4制H2____________________________________________________；(2)浓硫酸作干燥剂_______________________________________________；(3)实验室用乙醇和冰醋酸制取乙酸乙酯______________________________________；(4)乙酸乙酯的水解________________________________________________________；(5)纤维素的水解__________________________________________________________；(6)浓硫酸与铜的反应_____________________________________________