1、专题4 硫、氮和可持续发展通过前一阶段的学习，对化学已经有了一定的知识储备。通过本专题的学习，可以对以前所学的内容进行巩固和提高，并进一步加深、活化对有关概念、理论的认识和应用。本专题涉及的内容较为广泛，这部分内容与人类的生存和发展有着密切的联系。因此，本专题是本书乃至整个中学化学教材的重点，同时也是历年来高考的常考内容。本专题分为两个单元。第一单元是含硫化合物的性质和应用，从硫酸型酸雨的形成和防治入手，探讨二氧化硫的性质和作用，帮助学生了解硫酸型酸雨的形成、危害和防治原理，进一步培养学生的环保意识；在初中学习基础上，进一步学习硫酸的工业制备和特性，以及硫和含硫化合物的相互转化。第二单元是生产
2、生活中的含氮化合物，从自然放电现象入手，探讨氮氧化物的产生与转化及其对环境的危害和防治；常见氮肥的性质及使用方法；硝酸的性质及其工业制备。专题重点：SO2 的性质及危害；硫酸的工业制法、特性及应用；硫及其化合物的相互转化；氮氧化物的性质及相互转化；氨及铵盐的性质；硝酸的工业制法、性质和用途。专题难点：SO2 的性质；硫及其化合物的相互转化；氮及其化合物的相互转化；硝酸的强氧化性。1在学习本专题的过程中，要充分利用氧化还原反应的理论，学习硫及硫化物之间的转化关系，氮及其化合物的转化关系，并用离子反应理论学习稀硫酸的性质及硝酸的性质。2重视课本设置的探究实验和课堂演示实验，通过对实验的操作、观察、
3、分析、归纳、总结，得出结论。3通过对比、联想、归纳等方法使所学知识系统化、规律化，提高知识综合应用的能力。第一单元 含硫化合物的性质和应用第1课时 二氧化硫的性质和作用课时作业01课前自主学习02课堂互动探究03随堂基础巩固一、二氧化硫1物理性质色、有气味的毒气体，密度比空气，液化，溶于水。2化学性质(1)具有酸性氧化物的通性。SO2H2O(亚硫酸，酸性强于碳酸)与碱性氧化物反应：SO2CaO=与碱反应：SO22NaOH(过量)=SO2NaOH(少量)=无刺激性有大易易H2SO3CaSO3Na2SO3H2ONaHSO3(2)漂白性。SO2 与某些有色物质化合生成的无色物质，这种无色物质而使有色
4、物质恢复原来的颜色。(3)还原性。SO2 中硫元素为价，既有氧化 性又有性，一般表现为还原 性，可被多种氧化剂(如 O2、Cl2、KMnO4 等)氧化，使氯水、KMnO4 溶液褪色；表现氧化性时可被 H2S 还原。如：SO2Cl22H2O=2SO2O2催化剂不稳定易分解4还原2HClH2SO42SO3(4)弱氧化性。2H2SSO2=3S2H2O二、酸雨的形成、危害和防治1SO2 的来源化石燃料如等的燃烧；含金属矿物的冶炼；硫酸厂的。2酸雨的形成过程煤硫尾气反应：；反应：；反应：；反应：。2SO2O2催化剂2SO3SO2H2OH2SO3SO3H2O=H2SO42H2SO3O2=2H2SO43酸雨
5、的危害(1)酸雨进入江河湖泊，会导致鱼类难以生存，影响水生生物的繁殖。(2)落至土壤中，会导致土壤肥力下降，影响农作物和树木的成长。(3)腐蚀建筑物。4酸雨的防治(1)消除，研究开发(如氢能、太阳能、核能等)。(2)对含硫燃料进行处理，以降低 SO2 的排放。(3)对含 SO2 的废气进行处理或回收利用。污染源新能源脱硫探究点一 二氧化硫和二氧化碳1性质对比 2.二氧化硫性质实验探究 3.SO2 与 CO2 的鉴别方法4.常用来鉴别和分离 SO2 与 CO2 的装置上述装置中各部分的作用：A检验 SO2 的存在；B除去 SO2 气体；C检验 SO2 气体是否除去，并进一步吸收 SO2；D检验
6、CO2 气体并吸收。1SO2 与水的反应是可逆的，什么是可逆反应？提示：(1)可逆反应是指在相同条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应，通常用“”代替“=”。(2)在不同条件下发生的方向相反的反应不是可逆反应，如2H2O2=点燃 2H2O和 2H2O=通电 2H2O2不是可逆反应。2将 SO2 通入 BaCl2 溶液中，能否生成 BaSO3 沉淀？提示：不能。盐酸酸性比 H2SO3 强，盐酸能溶解 BaSO3。【例 1】某化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分，该小组成员将气体通入澄清石灰水，发现澄清石灰水变浑浊，持续通入发现浑浊又变澄清，由此该小组成员
7、对气体的成分提出猜想。【提出猜想】猜想 1：该气体为 CO2；猜想 2：该气体为 SO2；猜想 3：_。该气体为 CO2 和 SO2 的混合气体为了验证猜想，该小组设计实验加以探究：【实验探究】该小组同学按如图所示装置，将气体从 a 端通入，则：(1)B 中应该盛装下列_试剂(填编号)。ANaCl 溶液 B酸性 KMnO4 溶液C盐酸D澄清石灰水B(2)A 中品红溶液的作用是：_。(3)D 中澄清石灰水的作用是：_。通过该实验，该小组同学观察到以下三个实验现象：A 中品红溶液褪色 C 中品红溶液不褪色 D 中澄清石灰水变浑浊【得出结论】(4)由 上 述 现 象 该 小 组 同 学 确 认 该
8、气 体 的 成 分 为：_。【思路分析】检验 CO2 中是否有 SO2，应利用 SO2 的漂白性和还原性；也可利用物理性质中 SO2 的刺激性气味。验证混合气体中是否含有 SO2验证混合气体中是否含有 CO2CO2 和 SO2 的混合气体【解析】能使澄清石灰水先变浑浊，又变澄清的气体，只有 CO2 和 SO2，所以提出的猜想是：气体为 CO2；气体为SO2；气体为 CO2 和 SO2 的混合气体。要验证气体的成分，必须先验证 SO2 是否存在，并除尽，再验证 CO2 气体的存在，因为 SO2 的存在对 CO2 的验证有干扰。下列物质中：澄清石灰水 氯化钡溶液 酸性KMnO4 溶液 溴水 酸化的
9、 Ba(NO3)2 溶液 品红溶液 湿润的蓝色石蕊试纸 三氯化铁溶液 浓硫酸，不能用来区别 SO2 和 CO2 气体的是()ABCDA解析：SO2 和 CO2 气体都会使澄清石灰水变浑浊。SO2 和CO2 气体都不与氯化钡反应。SO2 气体可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，而 CO2 不可以。SO2 气体可以使溴水褪色，而 CO2 不可以。SO2 气体可与酸化的 Ba(NO3)2 溶液反应生成硫酸钡白色沉淀，而 CO2 不可以。SO2 可以使品红溶液褪色，而 CO2 不可以。SO2 和 CO2 气体都会使湿润的蓝色石蕊试纸变红。SO2 气体可以将氯化铁溶液中的 Fe3还原为 Fe2，溶液颜色由黄色变
10、为浅绿色，而 CO2 不可以。SO2 和 CO2 气体都不与浓硫酸反应。故选 A。探究点二 二氧化硫的漂白性1SO2 和 Cl2 的漂白性比较SO2 的漂白原理是与有色物质结合生成不稳定的无色物质，Cl2 能漂白的原理是和 H2O 反应生成的 HClO 具有强氧化性，二者原理不同。2常见漂白剂的漂白原理(1)漂白原理分类氧化型漂白剂本身是一种强氧化剂，利用其强氧化性氧化有色物质而使之失去原有的颜色，特点是不可逆。此类物质有：HClO、Ca(ClO)2、NaClO、Na2O2、H2O2 等强氧化性物质。加合型漂白剂与有色物质结合生成新的无色物质，使有色物质失去原有的颜色，当受热时漂白剂从有色物质
11、中脱离，使之又恢复原有的颜色，特点是可逆，如 SO2 使品红溶液褪色，加热又恢复原有颜色(SO2 不漂白酸碱指示剂)。吸附型有些物质的固体疏松、多孔，具有较大的表面积，可以吸附一些有色物质而使之失去原来的颜色，如活性炭、胶体等。(2)漂白异同点比较 1新制氯水、二氧化硫都能使品红溶液褪色，如何判断品红溶液褪色是何种物质引起的？提示：将褪色的品红溶液加热，若溶液逐渐恢复红色，则说明是由 SO2 漂白引起的，否则是新制氯水漂白引起的。2SO2 使溴水和酸性 KMnO4 溶液褪色是不是说明 SO2 具有漂白性？提示：不是，说明 SO2 具有还原性而不是漂白性。发生的反应 SO2Br22H2O=2HB
12、rH2SO4,2KMnO45SO22H2O=K2SO42MnSO42H2SO4。【例 2】下列说法正确的是()ASO2 具有漂白性，能使滴有酚酞的 NaOH 溶液褪色B漂白粉、活性炭、Na2O2 都能使红墨水褪色，其褪色原理都相同C能使品红溶液褪色的物质不一定是 SO2DSO2 和 Cl2 都能漂白某些有色溶液，若将两种气体同时通入有色溶液中，漂白效果会更好C【解析】A 项，二氧化硫为酸性氧化物，能与氢氧化钠反应消耗氢氧根离子，所以能使滴有酚酞的 NaOH 溶液褪色，故 A项错误；B 项，活性炭使红墨水褪色体现了活性炭的吸附性，漂白粉和过氧化钠使红墨水褪色体现了其强氧化性，所以褪色原理不全相同
13、，故 B 项错误；C 项，能使品红溶液褪色的物质不一定是 SO2，可能为过氧化钠、次氯酸等，故 C 项正确；D 项，在溶液中，二氧化硫与氯气反应生成氯化氢和硫酸，二者均失去漂白能力，故 D 项错误。下列关于 Cl2 和 SO2 的说法中正确的是()A等体积的 Cl2 和 SO2 分别通入紫色石蕊试液中，溶液的紫色均立即褪去B等体积的 Cl2 和 SO2 同时通入紫色石蕊试液中，溶液的紫色保持不变C加热可以判断品红溶液褪色是通入 Cl2 还是通入 SO2 引起的D品红溶液中同时通入等体积的 Cl2 和 SO2 漂白效果会更好C解析：氯气通入紫色石蕊试液后使溶液显酸性，次氯酸具有漂白性，所以溶液先
14、变红后褪色；二氧化硫和水反应生成亚硫酸，使紫色石蕊试液变红，二氧化硫对石蕊不表现漂白性，A 项错误。等体积的 Cl2 和 SO2 同时通入紫色石蕊试液中，发生反应：SO2Cl22H2O=H2SO42HCl，紫色石蕊试液变红，B 项错误。二氧化硫和氯气分别通入品红溶液中，均会使品红褪色，加热时通入二氧化硫的溶液红色恢复，通入 Cl2 的溶液红色不恢复，C项正确。等体积的 Cl2 和 SO2 同时通入品红溶液中，结合 B 项分析知漂白能力降低，D 项错误。1下列关于二氧化硫的叙述中错误的是()A二氧化硫能被催化氧化生成三氧化硫B二氧化硫能使品红溶液褪色C二氧化硫既具有氧化性又具有还原性D二氧化硫与
15、水反应生成硫酸D解析：二氧化硫中硫元素是4 价，处于中间价态，因此，二氧化硫既具有氧化性又具有还原性，在一定条件下二氧化硫可以和氧气反应生成三氧化硫，A、C 项正确；二氧化硫具有漂白性，能使某些有色物质褪色，如二氧化硫能使品红溶液褪色，B项正确；二氧化硫是酸性氧化物，和水反应生成亚硫酸，D 项错误。2下列实验中能证明一种气体为 SO2 的是()使澄清石灰水变浑浊 使湿润的蓝色石蕊试纸变红 使品红溶液褪色 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 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能证明D只有
16、能证明D解析：和的实验 CO2 也能产生相应现象。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。Cl2 也能使品红褪色。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。3下列五种有色溶液与 SO2 作用均能褪色，其实质相同的是()品红溶液 酸性 KMnO4 溶液 溴水 滴有酚酞的 NaOH 溶液 含 I2 的淀粉溶液ABCDC解析：SO2 使品红溶液褪色表现的是漂白性；SO2 使酸性高锰酸钾溶液、溴水、含 I2 的淀粉溶液褪色表现的是还原性；SO2使滴有酚酞的 NaOH 溶液褪色，表现的是酸
17、性氧化物的性质。4下列关于 SO2 的叙述中不正确的是()A可用向上排空气法收集B可用于漂白纸浆、草帽等C遇石蕊溶液先变红，后褪色D不能与氯化钡溶液发生反应解析：SO2 的密度比空气的密度大，所以可用向上排空气法收集，A 项正确；SO2 具有漂白性，可用于漂白纸浆、草帽等，B 项正确；SO2 溶于水后形成亚硫酸，溶液显酸性，遇石蕊溶液只变红不褪色，C 项错误；SO2 具有酸性氧化物的通性，因为亚硫酸的酸性比盐酸弱，所以 SO2 不能与氯化钡溶液发生反应，D项正确。C5向盛有 BaCl2 溶液的甲、乙两试管中分别通入 SO2 至饱和，若向甲试管中加入足量双氧水，乙试管中加入足量 NaOH溶液，则
18、下列叙述正确的是()A甲、乙两试管中都有白色沉淀生成，但沉淀的成分不同B甲、乙两试管中都没有白色沉淀生成C甲试管中没有白色沉淀生成，而乙试管中有D甲试管中有白色沉淀生成，而乙试管中没有A解析：H2O2 具有氧化性，SO2 和 H2SO3 都具有还原性，向甲试管中加入足量H2O2后，SO2和H2SO3被氧化为H2SO4，H2SO4与 BaCl2 反应生成 BaSO4 沉淀；SO2 是酸性氧化物，向乙试管中加入足量 NaOH 溶液后，SO2 和 H2SO3 与 NaOH 反应生成Na2SO3，Na2SO3 与 BaCl2 反应生成 BaSO3 沉淀。综上分析，A项正确。6某化学小组为了证明 SO2
19、 和 Cl2 的漂白性，设计了如图所示的实验装置。回答下列问题：(1)制备 Cl2 依据的原理：MnO24HCl(浓)=MnCl22H2OCl2，应选用图中 A、E 装置中的(填字母)制Cl2，反应中浓盐酸所表现出的性质是。E酸性、还原性(2)反应开始后，发现 B、D 两个试管中的品红溶液都褪色，停止通气后，给 B、D 两个试管中的液体加热，B 试管中的现象是。(3)足量 NaOH 溶液分别与两种气体反应的离子方程式是。Cl22OH=ClClOH2O、SO22OH=SO23 H2O溶液恢复原来的红色解析：(1)用 MnO2与浓盐酸反应制 Cl2，属于固液气，故发生装置选取 E 装置，该反应中浓盐酸既表现还原性，又表现酸性。(2)SO2 使品红溶液褪色的过程是一个可逆过程，加热时，溶液恢复原来的红色，HClO 使品红溶液褪色是一个不可逆的过程，加热时，溶液不恢复原来的红色。