内容正文:
第五章 化工生产中的重要非金属元素知识清单
【知识网络】
【知识归纳】
考点1 硫
1.硫的结构
(1)原子结构示意图,离子结构示意图
(2)性质:在反应中容易得到2个电子形成最外层8电子稳定结构,表现氧化性
(3)常见化合价:-2,0,+4和+6
2.硫元素的自然存在
(1)游离态:主要存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。
(2)化合态:主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。
硫铁矿
黄铜矿
石膏
芒硝
FeS2
CuFeS2
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
3.硫单质物理性质
(1)色、态:黄色或淡黄色的固体,俗称硫黄
(2)溶解性:不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳
4.硫单质和氯气的氧化性强弱
(1)硫单质的弱氧化性:与变价金属反应生成低价金属硫化物
①FeFeS
②CuCu2S
(2)氯气的强氧化性:与变价金属反应生成高价金属氯化物
①FeFeCl3
②CuCuCl2
5.燃烧反应
(1)氧气的量不同,产物相同:SSO2;SSO2
(2)氧气浓度不同,产物相同,现象不同
①空气:产生微弱的淡蓝色火焰
②氧气:产生明亮的蓝紫色火焰
6.两种分离提纯黑火药的流程
(1)流程一
(2)流程二
考点2 二氧化硫
一、二氧化硫的性质
1.物理性质
(1)色味态:无色有刺激性气味的气体
(2)密度:比空气的大
(3)溶解性:易溶于水(1∶40),不溶于饱和NaHSO3溶液
2.酸性氧化物的通性
(1)与水化合成亚硫酸:SO2+H2OH2SO3
(2)与碱性氧化物化合成亚硫酸盐
①CaO:CaO+SO2CaSO3
②Na2O:Na2O+SO2Na2SO3
(3)与碱性溶液反应:少量SO2生成亚硫酸盐,过量SO2生成亚硫酸氢盐
①少量SO2:2NaOH+SO2Na2SO3+H2O
②过量SO2:NaOH+SO2NaHSO3
(4)与弱酸盐反应
①SO2+2NaHCO3Na2SO3+CO2↑+H2O
②Na2SiO3+SO2+H2O=H2SiO3↓+Na2SO3
(5)与亚硫酸盐反应生成亚硫酸氢盐
①Na2SO3:SO2+Na2SO3+H2O2NaHSO3
②CaSO3:SO2+CaSO3+H2OCa(HSO3)2
3.氧化性:与H2S气体混合
(1)反应:2H2S+SO2=2H2O+3S↓
(2)现象:容器壁上有水珠出现,析出黄色固体
4.强还原性
SO2SO3或SO42-
(1)催化氧化
①反应:2SO2+O22SO3
②应用:工业上制硫酸的第二步反应
(2)能够使卤水褪色
①氯水:SO2+Cl2+2H2O2HCl+H2SO4
②溴水:SO2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4(检验或除去SO2)
③碘水:SO2+I2+2H2O2HI+H2SO4
(3)能够使酸性高锰酸钾溶液褪色
①反应:2MnO4-+5SO2+2H2O2Mn2++5SO42-+4H+
②应用:检验或除去SO2
(4)能够使铁盐变色
①反应:2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++4H++SO42-
②现象:溶液由棕黄色变成浅绿色
(5)能够被过氧化物氧化成硫酸或硫酸盐
①Na2O2:SO2+Na2O2Na2SO4
②H2O2:SO2+H2O2H2SO4
(6)能够将硝酸根离子还原
①2NO3-+3SO2+2H2O3SO42-+2NO↑+4H+
②2NO3-+SO2SO42-+2NO2↑
(7)SO2和氧化性盐溶液的反应
①向BaCl2溶液中通入SO2,没有现象;而向Ba(NO3)2溶液中通入SO2,则会产生白色的BaSO4沉淀。
②向Ca(ClO)2溶液中通入CO2,会产生白色的CaCO3沉淀;而向Ca(ClO)2溶液中通入SO2,则会产生白色的CaSO4沉淀。
5.漂白性
(1)原理:化合性漂白,与某些有色物质(如品红)化合生成无色物质
(2)特点:暂时性漂白,产物不稳定,久置或加热会恢复原色
(3)应用:工业上纸张及草帽编织物的漂白剂
(4)注意
①SO2不能漂白酸碱指示剂,向石蕊试液中通入SO2的现象是溶液变红,但不褪色
②SO2使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色,体现的是SO2的还原性,而不是漂白性
③SO2显红色的酚酞试液褪色,体现的是SO2是一种酸性气体,与碱反应,而不是漂白性
二、实验室制备二氧化硫
1.方法
(1)Na2SO3粉末和中等浓度的硫酸混合;Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O
①不用稀硫酸的原因;SO2易溶于水,逸出SO2的较少
②不用浓硫酸的原因;在Na2SO3表面生成Na2SO4固体,阻止反应持续进行
(2)Cu与浓H2SO4混合加热;Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
2.净化(假设用亚硫酸钠和稀盐酸反应)
(1)先用饱和NaHSO3溶液除HCl
(2)