化学必修一专题4 硫、氮和可持续发展综合与测试测试题

专题4　硫、氮和可持续发展 知识点

硫酸型酸雨的成因和防治 ：

1．含硫燃料（化石燃料）的大量燃烧

涉及到的反应有：

 ①2SO2 + O2          2SO3      SO3 + H2O = H2SO4

②SO2 + H2O H2SO3      2H2SO3 + O2 = 2H2SO4

2．防治措施：

  ①从根本上防治酸雨—开发、使用能代替化石燃料的绿色能源（氢能、核能、太阳能）

②对含硫燃料进行脱硫处理（如煤的液化和煤的气化）

 ③提高环保意识，加强国际合作

SO2的性质及其应用

 1．物理性质：无色、有刺激性气味、有毒的气体，易溶于水

* 大气污染物通常包括：SO2、CO、氮的氧化物、烃、固体颗粒物（飘尘）等

2．SO2的化学性质及其应用

⑴SO2是酸性氧化物

  SO2 + H2O H2SO3  

SO2 + Ca(OH)2 ＝ CaSO3↓+ H2O；CaSO3 + SO2 + H2O ＝ Ca(HSO3)2

    SO2 + 2NaOH ＝ Na2SO3 + H2O（实验室用NaOH溶液来吸收SO2尾气）

SO2 (少量)+2NaHCO3＝Na2SO3 + CO2 + H2O  (常用饱和NaHCO3除去CO2中的SO2)

 * 减少燃煤过程中SO2的排放（钙基固硫法）

 钙基固硫CaCO3        CaO + CO2↑；CaO + SO2 ＝ CaSO3

   SO2 + Ca(OH)2 ＝ CaSO3 + H2O       2CaSO3 + O2 ＝ 2CaSO4

  氨水脱硫：SO2 + 2NH3＝(NH4)2SO3   2(NH4)2SO3 + O2 ＝ 2(NH4)2SO4

⑵SO2具有漂白性：常用于实验室对SO2气体的检验

漂白原理类型

①吸附型：活性炭漂白——活性炭吸附色素（包括胶体）

②强氧化型：HClO、O3、H2、Na2O2等强氧化剂漂白——将有色物质氧化，不可逆

③化合型：SO2漂白——与有色物质化合，可逆

 ⑶SO2具有还原性

   2SO2 + O2         2SO3

 SO2 + X2 + 2H2O ＝ 2HX + H2SO4

接触法制硫酸

   流程   设备     反应

 生成二氧化硫 沸腾炉   S + O2       SO2 或4FeS2 + 11O2       2Fe2O3 + 8SO2 

SO2接触氧化  接触室   2SO2 + O2         2SO3

 SO3的吸收  吸收塔   SO3 + H2O ＝ H2SO4

 * 为了防止形成酸雾，提高SO3的吸收率，常用浓硫酸来吸收SO3得到发烟硫酸

硫酸的性质及其应用

 1．硫酸的酸性：硫酸是二元强酸 H2SO4 ＝ 2H+ + SO42－ （具有酸的5点通性）

     如：Fe2O3 + 3H2SO4 ＝ Fe2(SO4)3 + 3H2O  硫酸用于酸洗除锈

2．浓硫酸的吸水性：浓硫酸具有吸水性，通常可用作干燥剂(不可干燥碱性和还原性气体)

3．浓硫酸的脱水性：浓硫酸将H、O按照2∶1的比例从物质中夺取出来，浓硫酸用作许多有机反应的脱水剂和催化剂。

4．浓硫酸的强氧化性：

  Cu + 2H2SO4(浓)        CuSO4 + SO2↑+ 2H2O

 浓硫酸可以将许多金属氧化：金属 + 浓硫酸 → 硫酸盐 + SO2↑+ H2O

浓硫酸的氧化性比稀硫酸强：浓硫酸的强氧化性由+6价的S引起，而稀硫酸的氧化性由H+引起（只能氧化金属活动顺序表中H前面的金属）。

 C + 2H2SO4(浓)      CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O

硫及其化合物的相互转化

1.不同价态的硫的化合物

-2价：H2S、Na2S、FeS；+4价：SO2、H2SO3、Na2SO3

 +6价：SO3、H2SO4、Na2SO4、BaSO4、CaSO4 、FeSO4

2．通过氧化还原反应实现含不同价态硫元素的物质之间的转化

－2               0      +4                            +6

S         S        S               S

SO42－离子的检验：SO42－ + Ba2+ ＝ BaSO4↓

   取少量待测液     无明显现象   产生白色沉淀

氮氧化物的产生及转化

途径一：雷雨发庄稼

N2+O2===2NO

2NO+O2===2NO2

3NO2+H2O===2HNO3+NO

途径二：生物固氮

途径三：合成氨   N2+3H2=======2NH3

氮氧化物的性质：

NO；无色无味的有毒气体（中毒原理与CO相同），密度略小于空气，微溶于水

2NO+O2===2NO2  

NO2：红棕色的具有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，能溶于水

3NO2+H2O===2HNO3+NO

4NO + 3O2 + 2H2O＝4HNO3          4NO2 + O2 + 2H2O＝4HNO3

氮肥的生产和使用

1.工业上合成氨     N2+3H2 ======= 2NH3

2.实验室制取氨气  

① 2NH4Cl+Ca(OH)2====CaCl2+2NH3↑+2H2O

② 加热浓氨水    

③ 浓氨水和碱石灰

3.氨气的性质

：氨气易溶于水，溶于水显碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。氨水易挥发，不易运输，但成本低。氨水应在阴凉处保存。雨天、烈日下不宜施用氨态氮肥。

喷泉实验：

与酸的反应  NH3 +HCl===NH4Cl（产生白烟） 2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4

催化氧化：4NH3 + 5O2 =======4NO + 6H2O    (制备硝酸)

盐：固态，易分解，易溶于水，与碱反应，产生而挥发。比易于保存和运输，但成本更高。Cl-不被植物吸收，在土壤中积累，影响植物生长。不能在碱性土壤中使用，不能雨天使用。   NH4Cl===NH3↑+HCl↑（加热分解NH4Cl晶体）

硝酸的性质

1.物理性质：无色，具有挥发性的液体

2.化学性质：

  （1）不稳定性见光或加热会分解释放出气体

4HNO3 == 4NO2↑+ O2↑+2H2O

（2）强氧化性

是一种强氧化性的酸，绝大多数金属及许多非金属单质能与硝酸反应.。

浓：

          C+4HNO3==CO2↑+ 4NO2↑+2H2O             一般生成气体。

稀：   一般生成气体。

硝酸的制备：

设备                         反应原理

转化器                      4NH3 + 5O2 =======4NO + 6H2O

热交换器                     2NO+O2===2NO2

吸收塔                      3NO2+H2O===2HNO3+NO