化学必修一专题4 硫、氮和可持续发展综合与测试测试题
展开专题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
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