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与狼共舞

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《必修1》硫的转化  

2010-03-25 07:17:00|  分类: 化学提纲 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一、硫的存在及性质

1、自然界中存在形式

单质——火山口附近或地壳的岩层里。

通俗异形体有斜方硫、单斜硫。

化合物——黄铁矿FeS2、黄铜矿CuFeS2、重晶石BaSO4、石膏CaSO4·2H2O、芒硝Na2SO4·10H2O等。

2、物理性质

俗称硫黄,淡黄色粉末,硬度不大,脆,熔沸点不高,不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳(CS2)。

【应用】中学阶段常见的淡黄色固体有Na2O2、S、AgBr。

【应用】清洗附着在试管上的S,可用CS2——物理方法。

3、化学性质

⑴与大多数金属化合,如Na、Fe、Cu、Hg、Ag。

方程式中Na、Hg、Ag不需加热,Fe、Cu需加热。

【应用】跟变价金属反应一般生成低价硫化物,如FeS、Cu2S。

【应用】大多金属硫化物难溶于水,其中FeS能溶于酸,CuS、HgS、Ag2S也难溶于酸。

【应用】不小心打破水银温度计,可用撒上硫粉防止污染。银器变黑的原因。

【应用】通过Fe与Cl2、O2、S的反应,根据Fe化合价升高的程度可判断氧化性:Cl2 > O2 > S。

⑵与非金属化合,如H2、O2。

方程式中与H2需加热,与O2需点燃。

与O2反应现象:空气中淡蓝色火焰,纯氧中明亮的蓝紫色火焰。

⑶与强氧化剂,如被浓硫酸氧化成SO2。

⑷跟强碱,如与NaOH共热发生歧化反应,3S + 6NaOH = 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O。

【应用】清洗附着在试管上的S,可用热的浓NaOH溶液——物理方法。

二、二氧化硫

1、物理性质

无色、刺激性气味、气体、有毒、密度比空气大、易溶于水(1:40)、易液化。

【应用】中学阶段常见的易液化的气体有:Cl2、NH3、SO2。

2、化学性质

⑴酸性氧化物通性

①使紫色石蕊变红。

②与水反应生成亚硫酸,这是个可逆反应。SO2 + H2O=H2SO3,H2SO3是弱酸,但酸性比H2CO3强。

③与碱性氧化物,如CaO。

④与碱,如NaOH、Ca(OH)2、氨水。与碱反应时,与CO2没任何区别。

⑤与盐溶液,如Na2CO3、NaHCO3。

【应用】除杂:CO2(与SO2)用饱和的NaHCO3溶液,CO2(与HCl)用饱和的NaHCO3溶液,SO2(与HCl)用饱和的NaHSO3溶液。

⑵漂白性

原理:与有机色素化合生成不稳定的无色化合物,受热时又分解生成原来的物质,变回原色。如:SO2通入品红溶液中,变红,加热后,又褪色。

SO2不能漂白酸碱指示剂,如使紫色石蕊变红不褪色。

【应用】从原理、稳定性或是否可逆、品红并加热、紫色石蕊试液与Na2O2、Cl2、活性炭的比较。

【应用】鉴别CO2和SO2:用品红或酸性KMnO4溶液,不能用澄清石灰水(都变浑浊)。

⑶强还原性

能被O2、H2O2、Cl2、Br2、I2、Fe3+、KMnO4、HNO3等强氧化剂氧化成SO42-。

与O2反应是可逆反应,需要V2O5作催化剂,并加热。

【应用】中学阶段学过的工业反应需要催化剂的有工业合成氨、氨的催化氧化、合成SO3。

【应用】SO2能使很多溶液褪色,但原理并不一样,如①滴有酚酞的NaOH溶液、②品红、③酸性KMnO4溶液、④溴水。

【应用】SO2与Cl2都有漂白性,但等体积混合后漂白作用消失:SO2 + Cl2 + 2H2O = 4H+ + SO42- + 2Cl-,SO2通入溴水、碘水中也发生类似的反应。

【应用】不能被浓H2SO4氧化,因为没有中间价态。

⑷弱氧化性,如与H2S。

【应用】H2SO3与SO2在还原性和氧化性上能发生类似的反应。

3、实验室制法

Na2SO3与浓H2SO4反应。

三、硫化氢

1、物理性质

无色、臭鸡蛋气味、气体、有毒、能溶于水(1:2.6),水溶液叫氢硫酸。

2、化学性质

⑴二元弱酸,具备酸的通性

⑵强还原性,被很多氧化剂氧化,如2H2S + SO2 = 3S↓ + 2H2O,H2S + Cl2 = S↓ + 2HCl,2H2S + O2 = 2S↓ + 2H2O,2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O

【应用】在O2中不完全燃烧生成单质硫,完全燃烧生成二氧化硫。

【应用】与Cl2发生置换反应,证明Cl的非金属性强于S。

【应用】不能用浓硫酸干燥,类似的气体还有HBr、HI,NH3也不能,但不是发生氧化还原反应。

3、实验室制法

用FeS与稀硫酸。

三、三氧化硫

标准状况下是无色晶体,易溶于水。

四、浓硫酸

1、物理性质

纯净的硫酸为无色、油状液体、密度比水(98%的浓硫酸密度为1.84g·cm-3浓度为18.4 mol·L-1)、可以以任意比溶于水并放出大量热、高沸点、难挥发。

超过98%的浓硫酸称为发烟硫酸。发烟硫酸实际上是三氧化硫的硫酸溶液。无色至浅棕色粘稠发烟液体,其密度、熔点、沸点因SO3含量不同而异。当它暴露于空气中时,挥发出来的SO3和空气中的水蒸汽形成硫酸的细小露滴而冒烟,所以称之为发烟硫酸。

【应用】稀释浓硫酸的操作。

【应用】利用难挥发性制挥发性酸,如NaCl与浓硫酸共热制HCl、NaNO3与浓硫酸共热制HNO3。

2、化学性质

⑴二元强酸,具备酸的通性。

⑵吸水性

原理:结合水生成H2SO4·nH2O。

可做干燥剂,但有四种气体不能干燥:NH3、H2S、HBr、HI。

【应用】滴到硫酸铜晶体上现象是蓝色晶体变成白色粉末,体现了浓H2SO4的吸水性。

⑶脱水性

原理:将有机物中H和O按2:1的比例脱去生成水。如滴到纸上变黑或使蔗糖变黑C12H22O11→C+H2O、C2H5OH→C2H4+H2O。

⑷强氧化性

①冷的浓硫酸遇到Fe、Al发生敦化反应,但热的不能钝化。

②与金属反应,如Zn、Cu。n + 2H2SO4(浓) = ZnSO4 + SO2↑ + 2H2O、Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑、Cu + 2H2SO4(浓)  CuSO4 + SO2↑ + 2H2O。

浓硫酸的性质:酸性和氧化性。

与Cu不加热不反应,变稀后不反应。

【应用】反应过程中由浓变稀,反应的变化。

【应用】酸在反应过程中表现出的不同性质。

③与非金属反应,如C,必须加热,C + 2H2SO4(浓)  CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O。。

【应用】检验产物的试剂和顺序:无水CuSO4(检验H2O是否存在)、品红褪色(检验SO2是否存在)、酸性KMnO4溶液紫色变浅(除SO2)、品红不褪色(检验SO2是否除净)、澄清石灰水变浑(检验CO2是否存在)。

3、工业制硫酸

步骤:以S为原料工业制H2SO4:S + O2  SO2,2SO2 + O2      2SO3,SO3 + H2O = H2SO4。

实际上并不用水直接吸收SO2,而是用98%的浓硫酸。

【应用】尾气SO2可用氨水吸收,用于制氮肥。

五、SO42-的检验:

先加足量的盐酸酸化,若没有现象,再加BaCl2或Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成。加足量的盐酸,除去了CO32-、SO32-和Ag+。

顺序不能颠倒,否则受Ag+干扰。也不能用HNO3酸化,因为HNO3能把SO32-(H2SO3、Na2SO3、BaSO3)氧化成SO42-。

六、酸雨

1、酸雨:pH<5.6(正常雨水溶解了CO2也成酸性,pH约为5.6)。

2、酸雨的形成:两条途径SO2→SO3→H2SO4、SO2→H2SO3→H2SO4。

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