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4.硫单质与氢化物、氧化物的性质及化合价关系 强还原性 氧化性、还原性 强氧化性
特别注意:中间价态的两类硫既有氧化性,又有还原性,SO2、H2SO3、Na2SO3以还 原性为主。
5. 硫的四种价态间的含硫物质之间的网络关系
①H2S是具有臭蛋气味的剧毒气体,其水溶液——氢硫酸是一种具有挥发性的二元弱酸,硫化氢、氢硫酸都具有强还原性可被碘水、溴水、氯水、FeCl3溶液、HNO3等氧化。H2S能燃烧,燃烧依反应条件不同而不同。
②硫与Fe、Cu反应时,由于其非金属性比氯弱,所以生成低价态的物质FeS、Cu2S。
③硫的氧化物有SO2和SO3,其中SO2是一种有刺激气味的气体,易液化,易溶于水——其水溶液叫亚硫酸、二元弱酸。SO2是重要的大气污染物(其危害详见课本),防治方法有排烟除硫燃料脱硫等。 6.臭氧的性质:
(1)物理性质:在常温常压下,臭氧是一种有 的 色
体,密度比氧气 , 溶于水;液态臭氧呈 色,固态臭氧呈 色。 (2)化学性质:
①极强的氧化性:O 3 +KI + H2O = ②不稳定性:
③漂白性:漂白原理是依靠 性,因此臭氧是一种很好的 剂和 剂;
④产生方式: (用化学方程式表示)
7.过氧化氢的性质:过氧化氢中氧元素的化合价是 价,因此过氧化氢表现为即有 性又有 性,并以 性为主,过氧化氢的水溶液俗称 呈弱酸性。 a.化学性质:
(1) 当遇到强还原剂时,体现氧化性,如:
SO2 + H2O2 = ; Fe2+ + H2O2 + H+ = (2) 当遇到强氧化剂时,体现还原性,如:
MnO4- + H2O2 + H+ = (3)不稳定性:H2O2 = 第 21 页 共 82 页
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b.用途: 【例题解析】
[例1](2002年广东)已知硫酸锰(MnSO4)和过硫酸钾(K2S2O8)两种盐溶液在银离子催化下可发生氧化还原反应,生成高锰酸钾、硫酸钾和硫酸。
(1)请写出并配平上述反应的化学方程式:_________________________________; (2)此反应的还原剂是_________,它的氧化产物是____ __。
(3)此反应的离子反应方程式可表示为: 。
若该反应所用的硫酸锰改为氯化锰,当它跟过量的过硫酸钾反应时,除有高锰酸钾、硫酸钾、硫酸生成外,其他的生成物还有 ___________
解题思路: 。
易错点: 。
[例2]如图所示,已知:
①甲、乙、丙、丁均为前三周期元素的单质。 ②在一定条件下甲与丙和甲与丁都按物质的量之比1∶3反应,分别生成X和Y,在产物中元素甲呈负价。 ③在一定条件下乙与丙和乙与丁都按物质的量之比1∶2反应,分别生成Z和W,在产物中元素乙呈负价。 请填空: (1)甲是_______________ 乙是 。
(2)甲与丙反应生成X的化学方程式是
______________________________。
(3)和丁反应生成W的化学方程式________________________________
第八章 氧族元素 硫酸工业
第二课时 硫 硫酸
1. 掌握硫及其化合物的性质; 2. 掌握硫酸的“三大特性”; 3. 掌握离子反应和离子方程式的基本概念及离子方程式的书写。
一.本节知识网络图如下:
要求: 1.明白各步间转化关系 2. 能写出各步反应的化学方程式 3. 结合本章知识网络,学习相关物质性质、制法 二.你能回答下列问题吗? 1. 硫在自然界中的存在形式 2. 为什么硫的非金属性比氧、氯弱?(通过硫、氧、氯分别与氢气和金属反应的条件及生成物的性质说明)SO2与Cl2的漂白性有何不同? 3. 二氧化硫、亚硫酸、亚硫酸盐的还原性有何不同?(用化学方程式和离子方程式加以说明) 4. 为什么SO3的吸收用98%的浓H2SO4?
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5. 吸水性与脱水性的区别?
7.浓硫酸的强氧化性体现在那些方面?用相关的化学方程式加以说明: (1) 与活泼金属(如铁 铝等,条件:常温和加热) (2) 与不活泼金属(如铜 银等) (3) 与还原性物质(如HI H2S等)
8.判断离子反应方程式主要从哪几方面进行考虑? 9.离子共存问题如何考虑? 【例题解析】
[例1]把硫与强碱加热至沸,反应后硫转化为S2-和SO32-,则反应的S和生成的S2-、SO32-的物质的量之比为:( )
A.2:1:1 B.3:2:1 C.3:1:2 D.4:1:3 【解法一】 根据反应的化学方程式分析:
【解法二】根据氧化还原反应中,得失电子总数应相等关系进行分析:
解题思路: 。 易错点: 。
[例2]m克铁粉与n克硫粉放入试管中混合加热,反应完全后将混合物与过量的稀盐酸作用,问在标准状况下,能制得气体多少升?
解题思路: 。 易错点: 。
第八章 氧族元素 硫酸工业
第三课时 接触法制硫酸
1.掌握接触法制硫酸的化学反应原理,并了解其生产过程和几个典型设备。
2.理解接触氧化反应条件的选择原理,加深对化学反应速率和化学平衡知识的理解。 3.理解硫酸工业的有关计算。 4.通过对硫酸工业“三废”、能量的利用以及生产规模、厂址的选择等的讨论,认识环境保护的重要性,培养良好的环境保护意识。 一、生产原理
1.讨论:考虑原料和成本等因素,你认为工业合成硫酸的途径如何? 2.请写出由S生成H2SO4的化学反应方程式。 3.接触法制硫酸的过程和原理:
(1)造气: (在 中进行); (2)接触氧化: (在 中进行); (3)SO3的吸收: (在 中进行)。 4.生产过程中提高原料利用率的方法有 、 。 5.煅烧黄铁矿制得的炉气中含有 , 需要 、______和 ,避免 。 6.讨论:结合化学反应速率和化学平衡知识,从综
合经济效益考虑:SO2接触氧化反应应在什么条件下进行有利?
7.接触氧化过程,应用了 设备,其优点是 。 8.工业上用 吸收SO3,是因为 。 课外作业
二.有关计算
1.由硫酸工业反应原理可推算出,理论上:1mol S完全转化能生成
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mol H2SO4,1mol FeS2完全转化能生成 mol H2SO4。 2.工业制硫酸中的计算问题:
(1)关系式法(多步计算的简捷运算方法):先写出多步反应的化学方程 式,然后找出最初反应物和最终生成物之间的 之比,列出关 系式,即可一步计算。如:S~H2SO4,FeS2~H2SO4。
(2)元素守恒法:原料中某一关键元素理论上若全部转入产物,则两物 质中该元素的物质的量 。
(3)几个率:①矿物的纯度= ×100% ②原料利用率= ×100% 原料转化率=原料利用率= 1-原料损失率 ③产率= ×100%
(4)多步反应的总转化率 = 各步反应转化率的 三.关于硫酸工业综合经济效益的讨论 1.硫酸工业“三废”的处理和利用:
(1)尾气中的SO2,用 吸收,可得到 肥。反应方程式是 。你认为还可以用 等物质吸收,请写出有关的化学反应式
(2)污水中含有 ,可用 吸收,反应方程式是 (3)废渣的利用。
2.硫酸生产过程中的三个反应是 热反应,请你提出充分利用这些热能的方案。 3.如果要筹建一间硫酸厂,你认为应该考虑哪些因素?
4.讨论:学过的化工生产(如钢铁工业、合成氨、硝酸工业、煤和石油化工、氯碱工业等)中,应该如何处理环境和综合经济效益等问题? 【例题解析】
[例1]在硫酸工业生产中,为了有利于SO2的转化,且能充分利用热能, 采用了中间有热交换器的接触室(如右图),图中在a、b、c处流入或流 出的气体正确的是 ( ) A.a处SO2、N2 B.b处SO2、O2、N2 C.a处SO3、O2 D.c处SO3、N2
解题思路: 易错点: 。
[例2]在接触法制硫酸的工业生产中,下列生产操作及其原因解释二者都正确 的是( )
A.硫铁矿燃烧前需要粉碎,因为块状硫铁矿不能燃烧
B.SO2氧化为SO3时需要高压,这样可以提高SO2的转化率
C.SO2氧化为SO3时需要使用催化剂,这样可以提高SO2的转化率 D.用98.3%的浓H2SO4吸收SO3,可以防止形成酸雾阻碍SO3的吸收
解题思路: 易错点: 。 [例3]接触法制硫酸和工业制硝酸分别经过以下的变化: FeS2→①SO 2 → ② SO 3 → ③H 2 SO 4, NH 3 → ④ NO → ⑤NO 2 → ⑥HNO 3 下列说法正确的是( )。
A.所有变化都是氧化-还原反应 B.②③⑤⑥都是化合反应 C.②④反应都要用催化剂 D.②⑥反应需要足量的氧气
[例4]接触法制硫酸的原料是 ,生产过程的化学反应
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原理: 解题思路: 易错点: 。
[例5]硫酸最古老的生产方法是:把绿矾装入反应容器中加强热,会流出油
状物,并放出有刺激性气味的气体,反应容器中的固体变为红色。这个变化 过程可用两个化学方程式表示 , .。
解题思路: 易错点: 。 [例6]在氧气中灼烧0.8g由硫、铁元素组成的化合物,使其中的硫经过一系
列变化最终全部转化为硫酸,用20 mL 1 mol·L-1的烧碱溶液恰好能完全中和这些硫酸,则原混合物中硫的质量分数约为 .。
解题思路: 易错点: 。
[例7]含FeS280%的硫铁矿,煅烧时损失硫5%,SO2氧化成SO3时利用率为98%,问生产1 t 98%的硫酸,需要这种硫铁矿多少t?
解题思路: 易错点: 。 [例8]取1g含SiO2和FeS2的矿石样品,在氧气中充分燃烧,残余固体质量为0.84g,用这种矿石100吨,可以制得98%的H2SO4多少吨?(设生产过程中硫损失2%)
解题思路: 易错点:
第八章 氧族元素 硫酸工业
第四课时 环境保护 绿色化学
【考纲要求】
1.大气污染及防治;
2.水体污染的危害、种类与防治;
第七章 碳族元素 无机非金属材料
第一课时 碳族元素 【考纲要求】
1.掌握碳族元素在元素周期表中的特殊位置导致性质上的特殊性。
2.能熟练运用碳族元素原子结构的递变规律解释其性质的递变规律
3.掌握CO2与CO、CO2与SiO2、NaHCO3与Na2CO3这三组物质在物理性质、化学性质、制法、用途等方面的不同。
4.自主建立碳族元素的知识网络。 【自学反馈】 一、概念辨析 1. 碳族元素:
(1)在周期表中的位置 (由原子结构中的 决定)。
(2)包含元素的名称、符号、原子结构简图、原子半径、化合价等比较元素名称 元素符号 原子结构简图 原子半径 化合价 单质性质变化 碳 硅 锗 锡 铅
(3)相似性: 、 (4)递变性: 。 (5)特殊性:难形成离子化合物,易形成共价化合物。 (6)用原子结构知识解释(3)(4)(5): 2. 碳单质:
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