第三节 硫和氮的氧化物一、二氧化硫(sulphur dioxide)和三氧化硫(一)、硫(sulphur)(俗称硫磺)1、硫的物理性质:淡黄色固体,难溶于水,可溶于酒精,易溶于 CS 2 ,熔沸点都很低。
2、 硫的化学性质① 氧化性:与绝大多数金属反应:Fe+SFeS2Cu+SCuS2Na+S==Na S2Hg+S==HgS与非金属反应:H 2+SH 2S3C+S+2KNO ===K S+K SO +H O32232② 还原性:S+O 2SO 2S+6HNO (浓) H SO +6NO +2H O32422S+2H SO (浓) 3SO +2H O2422③ 歧化反应:3S+6NaOH===2Na 2S+Na 2SO 3 +3H 2O3.用途:制火药、制橡胶、制高纯度硫酸、作医药(二) 二氧化硫1、物理性质:二氧化硫是一种无色、有刺激性气味、有毒、比空气重、容易液化、易溶于水的气体。
2、化学性质(1) 酸性氧化物------亚硫酐① 二氧化硫与水反应 :SO 2 + H 2OH 2SO② 二氧化硫与碱的反应3(亚硫酸)SO 2 + 2 NaOH == Na SO + H O ;SO 2 3 22 + NaOH == NaHSO3[SO 2 + 2 NaOH == Na SO + H O ;Na SO 2 3 2 23 + H O + SO ==2NaHSO ] 2 2 3③ 与碱性氧化物反应 :SO 2+CaO==CaSO 3(2) 二氧化硫的氧化性:SO 2+2H 2S === 3S↓ + 2H 2O(3) 二氧化硫的还原性:SO 2+ Br 2 + 2 H 2O = H 2SO 4+ 2HBrSO 2 + Cl 2 + 2 H O =H SO 2 2 4+ 2HCl2KMnO + 2H O+ 5SO === K SO +2MnSO + 2H SO 422244242SO +O 2SO 2232H O+ SO +2Fe 3+=== 2Fe 2++SO 2-+4H +224(4) 漂白性:使品红褪色,加热后复色(生成物不稳定)(5) 用途:制 H 2SO 4 ;作漂白剂;杀菌,消毒(6) SO 2 的实验室制法① 反应原理:Na 2SO 3 + H 2SO 4=== Na 2SO 4 +SO 2↑+H 2O② 制备装置:固体和液体不加热制备气体的装置○3 净化干燥装置:盛放浓硫酸的洗气瓶○4收集方法:向上排空气法或排饱和 NaHSO 3 溶液○5 检验:湿润的蓝色石蕊试纸---变红 湿润的品红试纸---褪色○6 尾气处理:用 NaOH 溶液和倒扣漏斗装置防倒吸(7) SO 2 的污染酸雨:空气中 SO X 和 NO X 随雨水下降成为酸雨,pH<(三) 三氧化硫1、物理性质:又名硫酸酐,是一种无色易挥发的晶体,溶沸点都很低。
2、化学性质:具有酸的氧化物的通性,与水反应放出大量的热,具有较强的氧化性。
(1) 与水反应: SO 3 + H 2O==H 2SO 4 (放出大量的热)(2) 与碱性氧化物反应: SO 3 + CaO==CaSO 4(3) 与碱反应: SO 3 +C a ( O H ) 2 == CaSO 4 +H 2O(四) 硫化氢1、H 2S 的物理性质:无色、有臭鸡蛋气味的气体,密度比空气大,能溶于水,有剧毒。
2、实验室制法:由强酸制弱酸的原理FeS + H SO == FeSO + H S ↑;FeS + 2HCl == FeCl + H S ↑244222FeS + 2H + == Fe 2+ + H S ↑2用湿润的 Pb(CH 3COO)2 试纸Pb(CH COO) + H S == PbS↓ + 2CH COOH试纸变黑32233、化学性质(1) 可燃性:2H 2S + 3O 22H 2O + 2SO22H S + O 22 2H O +S2(2) 还原性:H 2S + X 2 ==2HX +S ↓(X=Cl 、Br 、I)(4) H 2S 气体的水溶液----氢硫酸(3) 不稳定性:H 2SH 2↑+S二.二氧化氮和一氧化氮1、NO 和 NO 2 的生成:N 2 + O 2 放电或2NO高温2NO + O == 2NO 22实验室制法:Cu+4HNO 3(浓)==C u ( N O 3 ) 2 +2NO 2 ↑+2H 2O3Cu+8HNO (稀)==3C u ( N O ) 332 +2NO↑+4H O22、物理性质:NO 是一种无色、无味、难溶于水的有毒气体。
NO 2 是一种红棕色、有剌激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化,易溶于水3、化学性质(1)NO 与氧气反应:2NO +O 2==2NO 2(2) NO 2 的聚合反应:2NO 2 N 2O 4(3) NO 2 的氧化性:4NO 2 +2KI ==2NO + 2KNO 3 + I 2NO + SO + H O == H SO + NO22224(4) 与碱反应:NO +NO 2 +2NaOH==2NaNO 2 +H 2O2NO +2NaOH==NaNO +NaNO +H O2322(5)与水反应:3NO 2+H 2O==2HNO 3+NO4NO +O +2H O==4HNO 22234NO + 3O +2H O==4HNO 223三、NO 2、NO 和 O 2 的混合气体跟 H 2O 反应的相关计算1、NO 2 溶于水的问题依据原理:3NO 2+H 2O==2HNO 3+NO ,若有气体剩余,应为 NO 。
例 1、将 20mL NO 和 NO 2 的混合气体的试管倒立于盛有 H 2O 水槽中,充分反应后,余于气体体积变为 10mL ,求原混合气体中 NO 和 NO 2 各占多少?解法一:设 NO 体积为 x mL ,NO 2 体积为 y mLx+y==203NO 2 + H 2O ==2HNO 3 + NO31yy/3x+y/3==10解之得,x==5 y==15利用差量法可帮助快速解题,可在题中寻找体积差解法二:设 NO 2 体积为 x mL3NO 2 + H 2O ==2HNO 3 + NOV312x20-10==10x = 152、NO 和 O 2 的混合气体通入 H 2O若将 NO 和 O 2 的混合气体通入水中,会发生反应 4NO +3O 2+2H 2O ==4HNO 3通过方程式分析可知,若 NO 过量则余下气体为 NO ,若 O 2 过量则余下气体为 O 2,解这类题的关键是分析过量并判断余下气体成份。
例 2、一支试管中充有 20mLNO 气体,倒置于水槽中,现向其中通入一定量的 O 2,试管内最终有 4mL 气体,则通入 O 2 的体积可能是多少?解:若最终余下气体的成份为 NO ,则与水反应的 NO 为 20-4=16mL4NO +3O 2+2H 2O ==4HNO 34316XX=12 mL若最终余下气体的成份为 O 2,则 20mLNO 均与水反应4NO +3O 2+2H 2O ==4HNO 34320XX=15mL此时,通入 O 2 的体积为 15+4=19mL∴通入 O 2 的体积可能是 12 mL 或 19 mL3、NO 2 和 O 2 的混合气体通入 H 2O若将 NO 2 和 O 2 的混合气体通入水中,会发生反应 4NO 2+O 2+2H 2O ==4HNO 3通过这个反应可知,若O2过量则剩余气体为O2,但是若NO2过量,则过量的NO2还会和H2O继续反应,则余下气体为NO。
例3、在一支容积为30mL的试管内充满NO2和O2的混合气体,把试管倒置于水中,充分反应后余5mL,则原混合气体中NO2和O2的体积各是多少?解:设原混合气体中NO2的体积为x mL,O2的体积为y mL则x+y==30若O2过量,则余下5mL气体为O2,则所有的NO2全部参加反应,而参加反应的O2的体积为(y–5)mL4NO2+O2+2H2O==4HNO341x y-5x==4(y-5)解之得,x=20mL y=10mL若NO2过量,则O2全部参加反应,而过量的NO2还会和H2O继续反应,余下的5mL气体为NO,4NO2+O2+2H2O==4HNO3414y y则过量的NO2体积为(x-4y)mL3NO2+H2O==2HNO3+NO31(x-4y)5则x-4y==15解之得,x=27mL y=3mL∴NO2和O2的体积是20mL和10mL或27mL和3mL。