内容正文:
第五章 化工生产中的重要非金属元素
· 硫及其化合物
1. 硫的存在:
硫元素位于第二周期、第ⅥA族,常见的化合价有-2、0、+2、+4、+6
(1) 游离态: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。
2. 硫元素的价—类二维图:
3. 硫:
(1) 物理性质:
硫单质俗称硫黄,黄色晶体,不溶于水,微溶于酒精,易溶与二硫化碳。
(2) 化学性质:(硫可以与金属、非金属反应)
化合价角度认识:
1 与非金属反应:
2 与金属反应: 表现氧化性
注意:硫与变价金属反应生成低价态硫化物
3 与热的强碱溶液反应(如NaOH溶液):既表现氧化性,又表现还原性。
(3) 应用:汞洒落在地面,一般会用硫粉来处理,原理是Hg + S === HgS
4. 二氧化硫:
(1) 物理性质:
颜色
气味
状态
密度
毒性
水溶性
无色
刺激性
气态
比空气大
有毒
易溶于水,1∶40
(2) 化学性质:
从物质类别角度,化合价的角度来看
1 酸性氧化物的通性:
a. 与水反应:SO2 + H2OH2SO3
b. 与碱性氧化物反应:如与氧化钙,SO2 + CaO === CaSO3
c. 与碱反应:如与烧碱:SO2(少量) + 2NaOH === Na2SO3 + H2O
SO2(过量) + NaOH === NaHSO3
如与氢氧化钙:SO2(少量)+ Ca(OH)2 === CaSO3 +H2O
SO2(过量)+ Ca(OH)2 ===Ca HSO3+H2O
注意:不能用澄清的石灰水来鉴别SO2与CO2
d. 与一些盐反应,如NaHCO3溶液,化学方程式为:SO2(过量)+NaHCO3 === NaHSO3 + CO2(除去CO2中的SO2)
SO2 、CO2通入CaCl2或BaCl2中:无现象
2 漂白性:
使品红溶液褪色,再加热后,溶液颜色红色,具有选择性和不稳定性等特点。
注意:SO2不能漂白酸碱指示剂,只能使紫色石蕊溶液变红,不能使其褪色。
3 还原性:
二氧化硫与氧气反应:2SO2 + O22SO3
SO2气体通入氯水中:SO2 + Cl2 + 2H2O === H2SO4 + 2HCl
SO2气体通入溴水中:SO2 + Br2 + 2H2O === H2SO4 + 2HBr
SO2气体通入碘水中:SO2 + I2 + 2H2O === H2SO4 + 2HI
在煤中加生石灰脱硫:2SO2 + 2CaO + O2=== 2CaSO4
SO2气体通入双氧水中:SO2 + H2O2 === H2SO4
4 氧化性:
SO2与H2S气体反应:SO2 +2 H2S === 3S + 2H2O
(3) SO2的实验室制法:Na2SO3+H2SO4 === Na2SO4+SO2↑+H2O
(4) SO2的用途:
1 漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等;
2 用于杀菌消毒。
5. 三氧化硫:
(1) 物理性质:标准状况下为固态
(2) 化学性质:具有酸性氧化物的通性
1 与水反应: SO3 + H2O === H2SO4
2 与碱性氧化物反应:SO3+CaO === CaSO4
3 与碱反应:SO3 (少量) + Ca(OH)2 === CaSO4↓ + H2O
4 与某些盐溶液反应:(如:BaCl2)SO3+H2O+BaCl2 === BaSO4↓ + 2HCl
6. 硫酸:
(1) 稀硫酸的化学性质:
具有酸的通性,溶于水完全电离:H2SO4===2H++SO42-
(2) 浓硫酸的三大特性:
1 吸水性:浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分,可用于作干燥剂。
2 脱水性:浓硫酸能将蔗糖、纸张、棉布和木材等有机物中的氢元素和氧元素按水的组成比脱去。
3 强氧化性:
a. 与金属反应:浓硫酸与铜反应:Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + 2H2O + SO2↑
b. 与非金属发生反应:浓硫酸与木炭反应:C + 2H2SO4(浓) CO2 ↑+ 2SO2 ↑ + 2H2O
c. 与还原性化合物反应:如HBr、HI、H2S等
6. 硫酸根离子的检验:
待测液无明显现象出现白色沉淀,即可确定存在SO
先加稀盐酸的目的是排除Ag+、CO、SO等离子的干扰
注意:必须用稀盐酸酸化,不能用稀HNO3,其氧化性可将SO氧化成SO。
· 氮及其化合物
1. 氮元素及存在:
(1) 氮的原子结构:
氮元素位于第二周期、第VA