1、第三节第三节 硫和氮的氧化物硫和氮的氧化物 第第 1 课时课时 硫和硫的氧化物硫和硫的氧化物 学习目标定位 认识硫的存在与性质，会依据酸性氧化物的通性及硫元素的化合价分析理 解硫的氧化物的性质，会比较二氧化硫和氯水漂白性的区别。 一 硫的存在和性质 1.硫在自然界中的存在形态有游离态，存在于火山喷口附近或地壳岩层里；有化合态，主要 是硫化物和硫酸盐。 2.硫俗称硫黄，颜色状态是黄色晶体，溶解性是不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。 3.硫是较活泼的非金属元素， 能与许多金属、 非金属发生反应。 请写出硫分别与Fe、 Cu、 H2、O2反应的化学方程式，并指明各反应的氧化剂和还原剂。 FeS=
2、 FeS，S 是氧化剂，Fe 是还原剂； 2CuS= Cu2S，S 是氧化剂，Cu 是还原剂； H2S= H2S，S 是氧化剂，H2是还原剂； SO2= 点燃 SO2，S 是还原剂，O2是氧化剂。 归纳总结 硫的性质 注：(1)除去硫，可用 CS2溶解。 (2)3S6NaOH= 2Na2SNa2SO33H2O S 既表现氧化性，又表现还原性。用热的 NaOH 溶液可除去单质硫。 1.下列说法中，不正确的是( ) A.硫是一种黄色的能溶于水的固体 B.硫在自然界中既有化合态又有游离态存在 C.硫跟铁反应生成硫化亚铁 D.硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫 答案 A 解析 硫是一种不溶于水的黄色固体，
3、故选项 A 不正确。 二 硫的氧化物 1.SO2的性质 按表中要求完成实验，并将观察到的实验现象及其结论填入空格内： 实验操作 实验现象 实验结论 SO2为无色有刺激性气味的 气体 试管中液面上升 SO2易溶于水 溶液颜色变红色 SO2的水溶液显酸性 溶液先变红，振荡后褪 色， 再加热后溶液颜色恢 复红色 SO2具有漂白性，但生成的化 合物不稳定 产生白色沉淀 SO2具有还原性，可被新制氯 水氧化成 SO2 4，与 Ba 2反应 生成 BaSO4沉淀 根据以上实验分析总结二氧化硫的性质 (1)二氧化硫的物理性质：二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大， 易液化，易溶于水。 (
4、2)二氧化硫具有酸性氧化物的通性，与水反应的化学方程式是 SO2H2OH2SO3；与 NaOH 溶液反应的化学方程式是 2NaOHSO2=Na2SO3H2O。 (3)二氧化硫具有还原性，与新制氯水反应的化学方程式是 SO22H2OCl2=H2SO4 2HCl；与氧气反应的化学方程式是 2SO2O2 催化剂 2SO3。 (4)二氧化硫具有弱氧化性：在反应 2H2SSO2=3S2H2O 中 SO2是氧化剂。 (5)二氧化硫具有漂白性： 二氧化硫和新制氯水的漂白作用比较 SO2 新制氯水(Cl2通入水溶液中) 漂白原因 SO2能与某些有色物结合成不 稳定无色物 Cl2与 H2O 反应生成的 HClO
5、 具有强 氧化性，可以将有色物氧化成无色物 漂白效果 不稳定，加热能复原 稳定 漂白范围 某些有机色质 绝大多数有机色质 与有机色质 作用实例 品红 通SO2 褪色 红色， 紫色 石蕊 通SO2 红色 品红 通Cl2 褪色 不显红色，紫色 石蕊 通Cl2 先变红，随即褪色 混合作用 SO2Cl22H2O=H2SO42HCl，漂白作用大大减弱 2.三氧化硫具有酸性氧化物的通性 (1)能溶于水形成硫酸：SO3H2O=H2SO4。 (2)能与碱反应：SO3Ca(OH)2=CaSO4H2O。 (3)能与碱性氧化物反应：SO3CaO=CaSO4。 归纳总结 1.SO2的性质 注：SO2有弱氧化性，如：S
6、O22H2S=3S2H2O。 SO2使溴水褪色， 表现还原性； 使含有酚酞的 NaOH 溶液褪色， 表现其酸性氧化物的性质， 使品红溶液褪色表现其漂白性。 2.可逆反应的含义 可逆反应是在相同条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应。 2.下列说法正确的是( ) A.因为 SO2具有漂白性，所以它能使品红溶液、溴水、KMnO4(H )、石蕊试液褪色 B.能使品红溶液褪色的不一定是 SO2 C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其原理相同 D.等物质的量的 SO2和 Cl2相遇在溶液中具有漂白能力 答案 B 解析 这道题是对有漂白性物质的漂白原理的综合考查。 要
7、正确解答本题， 必须清楚常见漂 白剂的漂白原理：Cl2、Na2O2、H2O2、O3等是因强氧化性而具有漂白性；SO2是能和有机色 质化合生成无色物质； 活性炭是因吸附有机色质而漂白。 A 选项中 SO2使溴水、 酸性 KMnO4 溶液褪色是因为 SO2具有还原性，能使品红褪色是因其漂白性，SO2不能使指示剂褪色，所 以 A 选项错误；B 选项正确，因为能使品红褪色的物质很多，不仅仅是 SO2；C 选项错误， 因为这些漂白剂的漂白原理不相同，SO2漂白属于化合型，活性炭属吸附型，漂白粉、Na2O2 属氧化型； D 选项也不正确， 等物质的量的 SO2和 Cl2相遇在溶液中反应生成 H2SO4和
8、HCl， 从而失去漂白能力。 3.如图是研究二氧化硫性质的微型实验装置。现用 60%硫酸溶液和亚硫酸钠晶体反应制取 SO2气体，实验现象很明显，且不易污染空气。下列说法中错误的是( ) A.紫色石蕊溶液变蓝色 B.品红溶液褪色 C.溴水橙色褪去 D.含酚酞的 NaOH 溶液红色变浅 答案 A 解析 SO2气体与水反应生成 H2SO3，紫色石蕊遇酸变红色，不会变蓝色，故 A 错误。 1.下列关于硫的说法不正确的是( ) A.试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去 B.游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里 C.单质硫既有氧化性，又有还原性 D.硫在过量纯氧中的燃烧产物是三氧化硫 答案 D 解析
9、 硫燃烧时只能生成 SO2，SO3可由 SO2催化氧化制取，D 项错误。 2.下列溶液中通入 SO2一定不会产生沉淀的是( ) A.Ba(OH)2 B.Ba(NO3)2 C.Na2S D.BaCl2 答案 D 解析 SO2是酸性氧化物，能与 Ba(OH)2溶液反应生成 BaSO3沉淀；H2SO3属于中强酸，不 能与 BaCl2溶液反应；H2SO3中 S 元素呈4 价，因此 H2SO3在反应中既可表现酸性，又可 表现还原性与氧化性，SO2与 Ba(NO3)2、Na2S 反应的方程式分别为 3SO22H2O Ba(NO3)2=BaSO42NO2H2SO4,3SO22Na2S=3S2Na2SO3。
10、3.有关硫的氧化物的叙述不正确的是( ) A.空气中二氧化硫主要源于煤和石油产品的燃烧 B.二氧化硫与飘尘接触，部分氧化为三氧化硫，危害更严重 C.酸雨中的含硫化合物只有硫的氧化物和硫酸 D.减少大气中 SO2污染的主要方法之一是减少含硫化石燃料的燃烧 答案 C 解析 大气中 SO2主要来源于煤和石油产品的燃烧，A 正确；SO2与 O2在飘尘等催化下可 生成 SO3，SO3溶于水生成强酸 H2SO4，危害更大，B 正确；酸雨中还有硫酸盐，C 错；煤 和石油中均含有硫元素，D 正确。 4.区别二氧化硫和二氧化碳气体的最佳方法是( ) A.通入澄清的石灰水 B.用湿润的蓝色石蕊试纸 C.用品红溶液
11、 D.根据有无毒性 答案 C 解析 CO2和 SO2都是酸性氧化物，生成的 CaCO3和 CaSO3都难溶于水，通入澄清石灰水 时溶液均变浑浊；溶于水时两种水溶液均呈酸性，均能使蓝色石蕊试纸变红色；毒性不能作 为区别气体的方法；SO2能使品红溶液褪色，而 CO2不能。 5.某化学兴趣小组为探究 SO2的性质，按下图所示装置进行实验。 请回答下列问题： (1)装置 A 中盛放亚硫酸钠的仪器名称是_，其中发生反应的化学方程式为 _。 (2) 实 验 过 程 中 ， 装 置 B 中 产 生 的 现 象 为 _ ， 这 说 明 SO2具 有 _。 (3)装置 C 的目的是探究 SO2与品红溶液作用的可
12、逆性，请写出实验操作及现象 _ _。 (4)尾气可采用_溶液吸收。 答案 (1)蒸馏烧瓶 Na2SO3H2SO4(浓)=Na2SO4SO2H2O (2)溶液由紫红色变为无色 还原性 (3)品红溶液褪色后，关闭分液漏斗旋塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色 (4)NaOH 解析 此实验题目的明确， 主要探究 SO2的性质， 根据装置图中试剂可知主要探究还原性及 漂白性。尾气 SO2的处理方法是用 NaOH 溶液吸收。 40 分钟课时作业 经典基础题 题组一 硫及其氧化物 1.下列说法不正确的是( ) A.硫是一种淡黄色的能溶于 CS2的晶体 B.硫的化合物常存在于火山喷出物中 C.化石燃料直接燃烧
13、会产生对大气有严重污染的 SO2气体 D.硫在空气中燃烧的产物是 SO2，在氧气中燃烧的产物是 SO3 答案 D 解析 硫与氧气反应的产物为 SO2，与氧气的量的多少及浓度大小无关。 2.关于 SO2的叙述中正确的是( ) A.在有的反应中显示氧化性，在有的反应中显示还原性 B.是酸性氧化物，溶于水得稳定的亚硫酸 C.SO2气体通入 NaOH 溶液一定得到 Na2SO3 D.SO2气体通入 BaCl2溶液中，能生成白色沉淀 答案 A 解析 亚硫酸不稳定，易分解，B 项错；SO2与 NaOH 反应还可能生成 NaHSO3，C 项错； SO2与 BaCl2溶液不反应， D 项错。 3.如图，在注射
14、器中加入少量 Na2SO3晶体，并吸入少量浓硫酸(以不接触纸条为准)。则下列 有关说法正确的是( ) A.蓝色石蕊试纸先变红后褪色 B.品红试纸、沾有酸性 KMnO4溶液的滤纸均褪色，证明 SO2具有漂白性 C.湿润淀粉- KI 试纸未变蓝说明 SO2的氧化性弱于 I2 D.NaCl 溶液可用于除去实验中多余的 SO2 答案 C 解析 由于 SO2溶于水生成 H2SO3，只能使指示剂变色，而不能褪色，A 项错误；SO2能使 酸性 KMnO4溶液褪色， 是发生氧化还原反应的结果， B 项错误； 除去多余的 SO2应用 NaOH 溶液而非 NaCl 溶液，D 项错误；湿润的淀粉- KI 试纸未变蓝
15、，即无 I2生成，故 SO2的氧化 性弱于 I2的氧化性。 4.对于反应 2SO2O2 催化剂 2SO3的叙述不正确的是( ) A.该反应是可逆反应 B.反应方程式中“”表示在相同条件下，反应可以同时向两个方向进行 C.1 mol O2与 2 mol SO2混合反应，可生成 2 mol SO3 D.在该反应中 SO2作还原剂 答案 C 解析 根据可逆反应的特点，1 mol O2和 2 mol SO2反应，不可能生成 2 mol SO3。 5.某兴趣小组探究 SO2气体还原 Fe3 ，他们使用的药品和装置如下图所示，下列说法不合理 的是( ) A.能表明 I 的还原性弱于 SO 2的现象是 B
16、中蓝色溶液褪色 B.装置 C 的作用是吸收 SO2尾气，防止污染空气 C.为了验证 A 中发生了氧化还原反应，加入 KMnO4溶液，紫红色褪去 D.为了验证 A 中发生了氧化还原反应，加入用稀盐酸酸化的 BaCl2溶液，产生白色沉淀 答案 C 解析 向含有淀粉的碘水中通入 SO2气体，会发生反应： SO2I22H2O=H2SO42HI， 由于 I2反应消耗，因此 B 中蓝色溶液褪色，证明物质的还原性：SO2I ，A 正确； SO 2是 大气污染物， 由于 SO2是酸性气体， 可以与 NaOH 发生反应： SO22NaOH=Na2SO3H2O， 所以可以用 NaOH 溶液吸收尾气，防止污染空气，
17、B 正确；若 SO2与 FeCl3不发生反应，向 A 中加入 KMnO4溶液，发生反应：2KMnO45SO2 2H2O=K2SO42MnSO42H2SO4， 溶液紫红色褪去； 若 SO2与 FeCl3发生反应： SO22H2O2FeCl3=H2SO4 2HCl2FeCl2； 当向该溶液中加入酸性高锰酸钾溶液时，会发生反应：MnO 45Fe 28H=Mn2 5Fe3 4H 2O，溶液紫红色也褪去，因此不能验证 A 中是否发生了氧化还原反应，C 错误；若 A 中发生了氧化还原反应：SO22H2O2FeCl3=H2SO42HCl2FeCl2，溶液中含有硫酸， 当加入用稀盐酸酸化的 BaCl2溶液时，
18、会发生反应：H2SO4 BaCl2=BaSO42HCl，产 生白色沉淀；若没有发生氧化还原反应，则由于酸性 HClH2SO3，向溶液中加入用稀盐酸 酸化的 BaCl2溶液，不产生白色沉淀，D 正确。 6.下列离子方程式正确的是( ) A.向 NaOH 溶液中通入少量的 SO2 SO2OH =HSO 3 B.向氯水中通入少量的 SO2 Cl2SO22H2O=4H 2ClSO2 4 C.将 SO2通入到饱和的 NaHCO3溶液中 2H CO2 3=H2OCO2 D.将 SO2通入到 BaCl2溶液中 SO2H2OBa2 =BaSO 32H 答案 B 解析 A 项为 SO22OH =SO2 3H2O
19、； C 项中应为 2HCO 3SO2=SO 2 32CO2H2O； D 项中不反应。 题组二 SO2的多重性质探究 7.如图所示是一系列含硫化合物的转化关系(反应中生成的水已略去)，其中说法正确的是 ( ) A.反应说明 SO2具有漂白性，反应说明 SO2具有酸性 B.反应中生成物 n(Na2SO3)n(NaHSO3)11 时，则反应物 n(SO2)n(NaOH)12 C.反应均属于氧化还原反应 D.工业上可利用反应和反应回收 SO2 答案 D 解析 反应中先变蓝后褪色显然是因为 KIO3的还原产物先是 I2后是 I ，体现了 SO 2具有 还原性，反应属于酸性氧化物和碱的反应，体现了 SO2
20、具有酸性氧化物的通性，A 错误； 根据元素守恒，当 n(Na2SO3)n(NaHSO3)11 时，n(SO2)n(NaOH)23，B 错误；反 应是非氧化还原反应，C 错误；反应吸收了二氧化硫，反应放出了 SO2，可以通过 2 个反应回收二氧化硫，D 正确。 8.下列实验报告记录的实验现象正确的是( ) 实验 记录 A 无色 无色 无现象 无色沉淀 B 红色 无色 白色沉淀 白色沉淀 C 红色 无色 无色沉淀 白色沉淀 D 无色 无色 无色沉淀 无色沉淀 答案 B 解析 二氧化硫能使紫色的石蕊溶液变红， 但是不能使其褪色； 二氧化硫能使品红溶液褪色； 二氧化硫通入到 Ba(NO3)2溶液中，被
21、氧化成 SO2 4，与 Ba 2反应生成 BaSO 4白色沉淀；通入 到 NaOH 和 BaCl2的混合溶液中，先生成 SO2 3，而后生成 BaSO3白色沉淀。 9.已知 2FeSO4= 加热 Fe2O3SO2SO3，把产生的气体通入 BaCl2溶液中，则( ) A.产生 BaSO4和 BaSO3两种沉淀 B.产生 BaSO4沉淀，SO2从溶液中逸出 C.产生 BaSO4沉淀，无 SO2气体逸出 D.产生沉淀含 BaSO4，并有 HCl 气体逸出 答案 B 解析 由于 FeSO4分解产生大量的 SO2和 SO3气体，其中的 SO3气体可以与水反应生成 H2SO4，其中的氯化钡会与硫酸反应生成
22、 BaSO4沉淀，但是 SO2不会与氯化钡发生反应，会 从溶液中逸出。 能力提升题 10.(1)下图是检验某无色气体 A 是 SO2和 CO2的混合气体的装置图，请回答下列问题。 B 中加入的试剂是_， 作用是_。 C 中加入的试剂是_，作用是_。 D 中加入的试剂是_，作用是_。 实验时，C 中应观察到的现象是_。 (2)如图是一套检验气体性质的实验装置。请回答下列问题。 A B C D X 氯气 二氧化硫 二氧化碳 氯化氢 Y Na2SO3溶液 饱和 NaHCO3 溶液 Na2SO3溶液 饱和 NaHSO3溶液 向装置中缓缓通入少量气体 X，若关闭活塞 K，则品红溶液褪色。据此判断气体 X
23、 和洗 气瓶内的溶液 Y 可能的组合是_。 若打开活塞 K， 品红溶液褪色， 同时澄清石灰水变浑浊， 则判断气体 X 和洗气瓶内液体 Y 可能的组合是_。 答案 (1)品红溶液 检验 SO2 酸性 KMnO4溶液 除去 SO2并检验 SO2是否除尽 澄清石灰水 检验 CO2 酸性 KMnO4溶液的颜色不褪尽(或变浅，或不褪成无色) (2)D B 解析 (1)一定要理解题意是检验气体成分，检验二氧化硫用品红溶液，吸收二氧化硫用酸 性 KMnO4溶液，检验二氧化碳用澄清石灰水；在检验二氧化碳之前，必须除尽二氧化硫， 因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊。 C 装置的作用是除去 SO2并检验 SO2是
24、否除尽， 所 以酸性高锰酸钾溶液颜色变浅，但不能褪成无色，若褪成无色不能证明二氧化硫已除尽。 (2)当关闭K时， 气体X必须经过洗气瓶， A中Cl2被Na2SO3溶液吸收发生反应Cl2Na2SO3 H2O=Na2SO42HCl， 不能使品红溶液褪色； B 中 SO2溶于水生成 H2SO3， 再和 NaHCO3 反应生成 CO2，但不能使品红溶液褪色；C 中 CO2经过 Na2SO3溶液不反应，同时 CO2也不 能使品红溶液褪色； D 中HCl与NaHSO3发生如下反应： HClNaHSO3=NaClH2OSO2， 产生的 SO2通入品红溶液中，品红溶液褪色。当打开 K 时，气体 X 不通过洗气
25、瓶直接进 入品红溶液中，Cl2、SO2均可使品红溶液褪色，但 Cl2不能使澄清的石灰水变浑浊，SO2能 使澄清的石灰水变浑浊。 11.为了探究 Cl2、SO2同时通入 H2O 中发生的反应，某校化学兴趣小组同学设计了如图所示 的实验装置。 (1)该化学兴趣小组的同学为制取 Cl2、SO2气体，现采用 Na2SO3与 70%的硫酸为原料制取 SO2，采用 MnO2和浓盐酸(12 mol L 1)为原料制取 Cl 2。在此实验中，F 仪器的作用是 _；发生装置 B 应选择以下三种装置中的_(填序号)。 (2)D 装置中主要反应的离子方程式为 _ _。 (3)为验证通入 D 装置中的气体是 Cl2过
26、量还是 SO2过量，兴趣小组的同学准备了以下试剂： 氯化铁溶液 氯化亚铁溶液 硫氰化钾溶液 酸性高锰酸钾溶液 若 Cl2过量，取适量 D 中溶液滴加至盛有_(选填一个序号)试剂的试管内，再加入 _(选填一个序号)试剂。发生的现象是_。 若 SO2过量，取适量 D 中溶液滴加至盛有_(选填一个序号)试剂的试管内，发生的现 象是_ _。 答案 (1)防倒吸 (2)Cl2SO22H2O=4H SO2 42Cl (3) 溶液呈红色 紫红色褪为无色 解析 (1)由实验装置可知，气体发生装置 B 产生的气体用饱和食盐水进行除杂净化，可知 B 装置为制取 Cl2装置，则 A 装置为制取 SO2的装置，因 S
27、O2易溶于水，故 F 仪器的作用为 防倒吸。制取 Cl2所用试剂为 MnO2和浓盐酸，属于固、液混合加热制取气体，故应选装 置为发生装置 B。(2)将 Cl2和 SO2同时通入水中时，Cl2将 SO2氧化生成 H2SO4，Cl2被还原 为 HCl。(3)若 Cl2过量，则在 D 中溶液中除含 H2SO4、HCl 外，还含有剩余 Cl2及 HClO， 具有强氧化性，可将 Fe2 氧化为 Fe3，故可选择进行检验；若 SO 2过量，则在 D 中溶 液中会含有 SO2、H2SO3，SO2具有还原性，故可选用进行检验。 12.已知 X、Y 为有刺激性气味的气体，有以下转化关系，部分产物未标出。 请回答
28、： (1)写出下列物质的化学式： X_、Y_、 A_、B_、 C_。 (2)反应的化学方程式为_， 反应的离子方程式为_。 Y 与足量氢氧化钠溶液反应的离子方程式为_ _。 答案 (1)Cl2 SO2 HCl H2SO4 FeCl3 (2)Cl2SO22H2O=2HClH2SO4 2Fe3 SO 22H2O=2Fe 2SO2 44H SO22OH =SO2 3H2O 解析 A 与 HNO3酸化的 AgNO3反应产生白色沉淀。A 中含 Cl ，B 与盐酸酸化的 BaCl 2反 应，产生白色沉淀，B 中含 SO2 4，又根据 X、Y 均为有刺激性气味的气体，且 X 能与 Fe 反应，则 X 为 C
29、l2，Y 为 SO2，二者发生化学反应 Cl2SO22H2O=2HClH2SO4，故 A 为 HCl，B 为 H2SO4，C 为 FeCl3。 13.某小组同学欲研究 SO2的性质。 (1)将相关的含硫物质分为如下表所示 3 组，第 2 组中物质 X 的化学式是 。 第 1 组 第 2 组 第 3 组 S(单质) SO2、 X、 Na2SO3、 NaHSO3 SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4 (2)利用下图所示的装置研究 SO2的性质： (熔点：SO2 76.1 ，SO3 16.8 ；沸点：SO2 10 ，SO3 45 ) 装 置 模 拟 工 业 生 产 中SO2催 化 氧 化
30、的 反 应 ， 其 化 学 方 程 式 是 _。 甲同学按、 、 、 的顺序连接装置， 装置的作用是_； 观察到装置中溶液_，体现了二氧化硫具有_的性质。 乙同学按、的顺序连接装置，若装置中有 40 mL 2.5 mol L 1 NaOH 溶液，反 应后增重 4.8 g，则装置 中发生反应所得产物的化学式是 _。 答案 (1)H2SO3 (2)2SO2O2 催化剂 2SO3 使 SO3凝结成固体与 SO2分离 褪色 还原性 Na2SO3、NaHSO3 解析 (1)结合第 3 组可知，第 2 组中四种物质分别为4 价硫的氧化物(SO2)、酸(H2SO3)、 正盐(Na2SO3)、酸式盐(NaHS
31、O3)。(2)SO2催化氧化的化学反应方程式为 2SO2O2 催化剂 2SO3。甲同学的方案中，装置的作用是使 SO3凝结成固体与 SO2分离，便于研究 SO2的 性质。在装置中酸性 KMnO4溶液褪色，是因 SO2将其还原所致， 体现了 SO2的强还原性。 乙同学的方案中， SO2通入 NaOH 溶液中发生反应，2NaOHSO2=Na2SO3H2O， Na2SO3 SO2H2O=2NaHSO3，n(NaOH)0.04 L2.5 mol L 10.1 mol，而 n(SO 2) 4.8 g 64 g mol 1 0.075 mol,1nNaOH nSO2 0.1 0.075 4 32，故所得产
32、物是 Na2SO3和 NaHSO3。 第第 2 课时课时 氮的氧化物氮的氧化物 大气污染物大气污染物 学习目标定位 认识一氧化氮、二氧化氮的性质，熟知氮的氧化物溶于水反应的化学方程 式，知道氮的氧化物(NO2)、硫的氧化物(SO2)是主要的大气污染物及防治措施。 一 一氧化氮和二氧化氮 1.两支大试管分别集满 NO 和 NO2气体，观察它们的颜色状态，嗅闻它们的气味，比较它们 密度的大小。填写下表： 色、态 气味 密度 溶解性 毒性 NO 无色气体 无味 比空气略大 不溶于水 有毒 NO2 红棕色气体 刺激性 气味 比空气大 易溶于水 有毒 2.将盛满一氧化氮的试管打开塞子，置于空气中观察到的
33、现象是气体的颜色由无色变为红棕 色，反应的化学方程式是 2NOO2=2NO2，实验室收集一氧化氮气体的方法是排水法收 集。 3.对于二氧化氮溶于水的实验，按表中要求将其实验现象和实验结论填入下表空格内： 实验步骤 实验现象 实验结论 试管内气体颜色慢慢变为无色， 水面不断上升，最后静止在距试 管底部约 1/3 处 NO2不能全部被水吸收， 有无色气体 NO 生成 把充满 NO2的试管倒立 水中，再通入 O2 水面不断上升，最后试管内无色 气体约为原 NO2体积的 1/3，通 入适量 O2后液面继续上升，最 后试管全部充满液体 NO2溶于水生成的 NO全 部与 O2反应被水吸收 水面不断上升，最
34、后试管全部充 满液体 NO2可被NaOH溶液全部 吸收 归纳总结 二氧化氮与水的反应 (1)二氧化氮溶于水反应的化学方程式是 3NO2H2O=2HNO3NO，氧化剂与还原剂的物 质的量比是 12。 (2)水吸收 NO2制硝酸的原理 3NO2H2O=2HNO3NO； 2NOO2=2NO2； 4NO2O22H2O=4HNO3。 (3)二氧化氮溶于氢氧化钠溶液的化学方程式是 2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O。 1.最新的病毒学研究证实，一氧化氮对 SARS 病毒有直接抑制作用。下列关于一氧化氮的叙 述正确的是( ) A.一氧化氮是一种红棕色气体 B.常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧
35、气直接化合 C.一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到 D.一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集 答案 C 解析 NO 是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集。常温常压下，NO 容易与氧气 直接化合生成 NO2。 2.在一定条件下，将充满 NO2和 O2的试管倒立于水槽中，充分反应后，剩余气体体积为原 混合气体体积的1 8，则原混合气体中 NO2和 O2 的体积之比可能是( ) 81 73 71 41 A. B. C. D. 答案 C 解析 反应为 4NO2O22H2O=4HNO3，设原气体体积为 8 L，则剩余气体为 1 L。 若剩余的 1 L 气体为 O2。则 V(NO2)(4
36、57) L，V(O2)( 1 571) L。二者体积比为 73。 若剩余的 1 L 气体为 NO，而上述反应后剩余 3 L NO2，则 V(NO2)(34 55) L，V(O2) (1 55) L。二者体积比为 71。 二 二氧化硫和二氧化氮对大气的污染 1.SO2和 NO2的主要来源 (1)SO2主要来自煤、石油和某些含硫金属矿物的燃烧和冶炼。 (2)NO2主要来自汽车尾气。 2.危害 (1)引起大气污染，直接危害人体健康。 (2)溶于水形成酸雨。 3.酸雨 (1)概念：pHV2V3 B.V1V3V2 C.V2V3V1 D.V3V1V2 答案 D 解析 可假设试管体积均为 2V，则每种气体的
37、体积均为 V；当倒置于水槽中时：中有反 应：3NO2H2O=2HNO3NO，则剩余气体的体积 V14 3V；中有反应：4NO2O2 2H2O=4HNO3，则剩余 O2的体积 V23 4V；中气体与水不反应，故试管中气体体积 V3 2V。综上所述，V3V1V2。 能力提升题 11.氮的氧化物和硫的氧化物是导致酸雨的物质。 (1)形成酸雨的原理之一可简单表示如下： 回答下列问题： 酸雨的 pH_(填“”、“”或“”)5.6。 D 物质的化学式为_。 反应的化学方程式为_。 (2)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一 定条件下反应的化学方程式：_， 反应中氧化
38、剂是_，还原剂是_。 (3)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下： NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O 2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O 现有 V L 某 NaOH 溶液能完全吸收 n mol NO2和 m mol NO 组成的大气污染物。 所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为_ mol L 1。 若所得溶液中 c(NO 3)c(NO 2)19， 则原混合气体中 NO2和 NO 的物质的量之比 nm _。 用含 n 和 m 的代数式表示所得溶液中 NO 3和 NO 2浓度的比值 c(NO 3)c(NO 2) _。 答案 (1) H2SO3 2SO2O2
39、催化剂 2SO3 (2)6NO28NH3= 一定条件7N 212H2O NO2 NH3 (3)mn V 32 nm 3mn 解析 (1)酸雨的 pH5.6，正常雨水的 pH5.6。由图示转化可知：A 为 SO2，B 为 SO3，D 为 H2SO3。 (2)NH3 和 NO2反应生成的无污染物质是 N2和 H2O。 (3)因产物 NaNO3、 NaNO2 中 n(Na )n(N)，故 n(NaOH)n(NO)n(NO 2)(mn) mol，c(NaOH)mn V mol L 1。 NO2与 NO 混合气体与 NaOH 溶液反应可以认为先后发生如下反应： NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O
40、m m 2m 2NO22NaOH=NaNO2 NaNO3H2O nm 1 2(nm) 1 2(nm) 当 V(NO)2V(NO)时能吸收完全， 所以 c(NO 3)c(NO 2) 1 2nm 2m1 2nm 1 9， 即 nm32。 c(NO 3)c(NO 2)1 2(nm)2m 1 2(nm) nm 3mn。 12.为了有效实现 NO 和 NO2的相互转化，设计如下实验：按图组装好实验装置，并检验装 置气密性，实验前用排水法收集半瓶 NO 气体。 (1)打开止水夹，推动针筒活塞，使 O2进入烧瓶。关上止水夹，首先观察到烧瓶中的现象： _ _， 产生此现象的化学反应方程式为_。 (2)轻轻摇动
41、烧瓶，观察到烧瓶中的现象为 _； _。 产生此现象的化学反应方程式为_ _。 答案 (1)烧瓶中气体由无色变为红棕色 2NOO2=2NO2 (2)烧杯中红棕色气体又变为无色 烧杯中水倒吸到烧瓶中(或烧瓶中液面上升) 3NO2H2O=2HNO3NO 13.如图所示：在 B 水槽中装有 500 mL 水，容积为 a mL 的试管 A 充满了 NO2和 NO 的混 合气体(标准状况)，将试管 A 倒插入 B 水槽的水中。充分反应后，试管 A 中余下气体的体 积为 0.5a mL。 (1)将 A 倒插入 B 槽中发生的反应为_ _， 该反应中氧化剂与还原剂的质量比为_，原混合气体中 NO2和 NO 的物质的量之比 为_。
