1、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：2SO 2 + O2 2SO3 SO3 + H2O = H2SO4SO 2 + H2O H2SO3 2H2SO3 + O2 = 2H2SO4 2防治措施：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）对含硫燃料进行脱硫处理（如煤的液化和煤的气化）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SO
2、2 是酸性氧化物SO2 + H 2O H2SO3SO2 + Ca(OH)2 CaSO3+ H2O；CaSO 3 + 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) +2NaHCO3Na 2SO3 + 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
3、硫：SO 2 + 2NH3(NH 4)2SO3 2(N H4)2SO3 + O2 2(NH4)2SO4SO 2 具有漂白性：常用于实验室对 SO2 气体的检验漂白原理类型吸附型：活性炭漂白 活性炭吸附色素（包括胶体）强氧化型：HClO、O 3、H 2、Na 2O2 等强氧化剂漂白将有色物质氧化，不可逆化合型：SO 2 漂白 与有色物质化合，可逆SO 2 具有还原性2SO2 + O2 2SO3SO2 + 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
4、室 2SO2 + O2 2SO3SO3 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：Fe 2O3 + 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 21 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
5、(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：H 2S、Na 2S、FeS；+4 价： SO2、H 2SO3、Na 2SO3 +6 价： SO3、H 2SO4、Na 2SO4、BaSO 4、CaSO 4 、FeSO 42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
6、0 +4 +6S S S SSO42 离子的检验：SO 42 + 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=2NO2NO+O2 =2NO23NO2+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+NO4NO + 3O2 + 2H2O4HNO 3 4NO2 + O2 + 2H2O4HNO 3氮
7、肥的生产和使用1.工业上合成氨 N2+3H2 = 2NH32.实验室制取氨 气 2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3+2H2O 加热浓氨水 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，3NH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：4NH 3 + 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4NH 3NH3N放电高温高压
8、催化剂催化剂高温高压催化剂输，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24SO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3HNO2NO4HNO3 = 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.。3浓 ：HNO332224CuCuNH（ 浓 ） （ ）C+4HNO3=CO2+ 4NO2+2H2O 一般生成 气体。2NO稀 ： 一般生成 气体。333228()
9、 4uu稀 （ ）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专题 4 硫、氮和可持续发展时间：70 分钟 满分：100 分一、选择题（本题包括16小题，每小题3分，共48分，每小题只有一个正确答案）1. 下列有关酸雨的说法正确的是（ ）A、酸雨就是指 PH7 的雨水 B、酸雨是因为雨水中含有 CO2C、工业上大量燃烧含有硫燃料和以含硫矿石为原料冶炼金属产生的 SO2 是产生硫酸型酸雨的主要原因D、酸雨没有危害，所以不必担心，也不必想办法治理2. 区别 SO2 与 CO2 可用的方法是（
10、 ）A、品红溶液 B、澄清石灰水 C、紫色石蕊试液 D、BaCl 2 溶液3. 下列材料最不适宜于储运浓硫酸、浓硝酸的是（ ）A、铁 B、铝 C、陶瓷 D、铜光催化剂4. 下列气体中不能有浓硫酸干燥的是（ ）A、N 2 B、SO 2 C 、NH 3 D、Cl25. 通常情况下，下列操作不能区别浓硫酸、稀硫酸的是（ ）A、分别加入铁片 B、分别加入蔗糖C、分别滴在纸上 D、分别加入 BaCl2 溶液6. 在空气中易被氧化的是（ ）A、Na 2SO3 B、盐酸 C、浓硫酸 D、稀硫酸7. 下列各组物质中，常温下能起反应并产生氢气的是（ ）A、炭与浓硝酸 B、铝与稀硫酸 C、铁与浓硝酸 D、铜与浓硫
11、酸8. 检验试管中盛有的少量白色固体是铵盐的方法是（ ）A、将固体加热，用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验，看是否变蓝B、加水溶解，用 PH 试纸测溶液的酸碱性C、加入 NaOH 溶液，加热，再滴入酚酞试液D、加入 NaOH 溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验，看是否变蓝9. 在 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 的反应中，NO 2（ ）A、是还原剂 B、既是氧化剂又是还原剂C、是氧化剂 D、既不是氧化剂又不是还原剂10. 有一充有 20mL NO 和 NO2 混合气体的试管，倒置于盛有水的水槽中，充分反应后，仍有 12mL 无色气体，则原混合气体中 NO 和 NO2 体
12、积比为（ ）A、23 B、32 C、14 D、4 111. 下列除杂的操作方法，正确的是（ ）A、NH 3 中混有少量水蒸气：通过装有浓硫酸的洗气瓶B、NO 中混有少量 NO2 气体：用水洗涤后再干燥C、食盐中混有少量 NH4Cl：加过量烧碱溶液后加热蒸干D、硝酸混有少量硫酸：加适量 BaCl2 后再过滤12. 常温下，下列各组气体能共存（即不发生反应）的是（ ）A、NH 3 和 HCl B、NH 3 和 SO2 C、N 2 和 O2 D、NO 和 O213. 氨水显弱碱性的主要原因是（ ）A、通常状况下，氨的溶解度不大 B、氨水中的 NH3H2O 电离出少量 OH-C、溶于水的氨分子只有少量
13、电离 D、氨本身的弱碱性14. 发射“神六” 的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量高温无色气体（CO 2、H 2O、N 2、NO）从火箭尾部喷出。但在发射现场看到火箭尾部喷出大量棕红色的气体，产生棕红色的气体的原因是（ ）A、NO 遇空气生成 NO2B、高温下 N2 遇空气生成 NO2C、CO 2 与 N2 反应生成 CO 和 NO2D、NO 和 H2O 反应生成 H2 和 NO215. 如右图所示，在干燥的圆底烧瓶中充满某气体 a，胶头滴管中吸有少量液体 b，当把溶液 b 挤进烧瓶后，打开止水夹不能形成“喷泉”的组合是（ ）干燥气体 a 液体 bA NH3 水B HCl 水C C
14、O2 NaOH 溶液D Cl2 饱和食盐水16. 向 100mL 18.4molL-1 的浓硫酸溶液中加入足量的铜片，加热，经充分反应后，可得到SO2 气体物质的量（ ）molA、等于 0.92 B、小于 0.92 C、大于 0.92 D、等于 1.84二、填空题17.浓硫酸在下列用途和现象中所表现的性质是A、沸点高、难挥发 B、酸性 C、吸水性 D、脱水性 E、强氧化性用途或现象 体现浓硫酸的性质（1）浓硫酸使蓝矾变成白色（2）浓硫酸使木条变黑（3）浓硫酸制 HCl（4）浓硫酸与铜片共热（5）浓硫酸的木炭共热产生气体18.利用氧化还原反应原理配平NH 3 + O 2 催 化 剂 NO + H
15、2O 19.请写出反应的化学方程式：（1）用 NaOH 溶液吸收 SO2 气体： （2）工业上采用接触法制硫酸，其中在接触室进行的反应是：（3）铜与稀硝酸反应： 20.用铜和浓硫酸为原料制取硫酸铜时，可用下列两种方案：甲方案：CuCuSO 4 乙方案：CuCuOCuSO 4写出甲方案的化学方程式： 这两种方案对比， 方案更好，理由是： 浓 H2SO4 稀 H2SO4O221.硝酸工厂的尾气氮氧化合物若不加以处理排放到大气中，不仅会形成硝酸型酸雨，还可以形成光化学烟雾。因此必须对含有氮氧化合物的废气进行处理。（1）用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化合物，反应的化学方程式为：NO2 + NO +
16、 2NaOH = 2NaNO2 + H2O标出电子转移的方向和数目。在该反应中，每生成 1 mol NaNO2、转移电子的数目为 。（2）汽车尾气中含有 NO 和 CO，消除这两种物质对大气污染的方法是安装催化转化器，使它们发生反应生成 N2 和 CO2。该反应的化学方程式为：。氧化剂是 ，还原剂是 。22.某非金属单质 A 经如下图所示的过程转化为含氧酸 D，已知 D 为强酸，请回答下列问题：1）若 A 常温下为淡黄色固体， B 是有刺激性气味的无色气体。A 的化学式： 工业生产中大量排放的 B 气体被雨水吸收后形成 而污染环境。写出 BC 反应的化学方程式： （2）若 A 在常温下为气体，
17、 C 是红棕色气体。A、C 的化学式分别是：A ，C 写出 BC 反应的化学方程式： D 的浓溶液在常温下可与木炭反应并生成 C 气体，该反应的化学方程式为：。三、实验探究题：23.现欲设计一个实验，验证红热的炭与浓硫酸发生反应所生成的各种产物。有一个同学按气体的流动方向设计了一个实验流程，其所使用的试剂次序可表示为：气体产物无水硫酸铜品红溶液溴水品红溶液澄清石灰水（1） 中反应的化学方程式为 ；（2） 处的现象是： 。（3）品红溶液使用了两次，第一次使用时的作用是 第二次使用时的作用是_ _。（4） 的作用是： 。（5）二氧化硫也能使溴水褪色，表现了二氧化硫的 性。 （“还原”、 “漂白”）
18、反应的化学方程式为： 。（6）根据 现象，可证明产物中一定有 CO2 气体四、计算题：可能用到的相对原子质量：Cu-6424.1.28 g 的铜与足量的浓硝酸充分反应后，可收集到气体多少 mL（标况下）？被还原的硝酸的物质的量是多少？参考答案题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案 C A D C D A B D B A题号 11 12 13 14 15 16答案 B A B C D B17、 （6 分）C D A B 、E E18、 （2 分）4 5 4 6 19、 （6 分）SO 2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O2SO2 + O2 催 化 剂 2SO3 3Cu +
19、 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO+ 4H2O 20、 （4 分）Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2+ 2H2O乙 原料省 无污染 操作简便安全21、 （6 分）3.011023 或 0.5 N A NO + CO = N 2 + CO2 NO CO22、 （10 分） （1）S H 2SO4 (H2SO3) 或 酸雨 2SO 2 + O2 催 化 剂 2SO3（2）N 2 NO2 2NO + O 2 = 2NO2 C + 4HNO4(浓) CO2+ 4NO2+ 2H2O23、 （10 分） （1）C + 2H2SO4(浓) CO2+ 2SO2+ 2H2O（2）白色固体变蓝色（3）检验是否有 SO2 生成 检验 SO2 是否除净（4）除去 SO2（5）漂白 SO 2 + Br2 + 2H2O = H2SO4 + 2HBr（6）第二次品红溶液不褪色，澄清石灰水变混浊24、 （8 分）896mL 0.4 mol
