内容正文:
第19讲 含硫物质的相互转化
第二部分 元素及其化合物
第四章 非金属及其化合物
-2
0
+2
+4
+6
单质
氢化物
氧化物
含氧酸
类别
盐
H2S
S
SO2
SO3
H2SO3
H2SO4
Na2SO3
Na2SO4
CaSO4
CaSO3
化合价
Na2S
FeS
FeS2
NaHSO3
NaHSO4
盐
任务1 利用“价类二维图”认识硫及其化合物的相互转化
1.SO2转化为Na2SO3,该选择何种试剂?
方案:NaOH、Na2CO3 (Na2O)
练习1、把SO2持续通入Na2CO3溶液发生反应?
任务1 利用“价类二维图”认识硫及其化合物的相互转化
2.SO2转化为Na2SO4,该选择何种试剂?
其中属于绿色氧化剂的是?
任务1 利用“价类二维图”认识硫及其化合物的相互转化
4
如何只用一种试剂实现SO2→Na2SO4的转化?
试剂选择
化合价:氧化性
类别:碱性
O2 、 Cl2、H2O2
NaOH、 Na2CO3
Na2O2、 NaClO、NaClO2
任务1 利用“价类二维图”认识硫及其化合物的相互转化
-2
0
+2
+4
+6
单质
氢化物
氧化物
含氧酸
类别
盐
H2S
S
SO2
SO3
H2SO3
H2SO4
Na2SO3
Na2SO4
CaSO4
CaSO3
化合价
Na2S
FeS
FeS2
NaHSO3
NaHSO4
任务2 探究工业制硫酸的物质转化路径选择与提高生产效率的方法研究
黄铁矿
硫磺
问题组一
问题1.从模型中分析工业制硫酸需要的试剂与方法是什么?
问题2.工业上提高矿石转化速率的方法有哪些?
问题3.工业上如何提高二氧化硫转化率?
任务2 探究工业制硫酸的物质转化路径选择与提高生产效率的方法研究
问题组二:
问题1.SO2污染主要来源?
问题2.采取哪些措施可以减少SO2的污染?
问题3.从模型上分析尾气SO2的转化路径有哪些?
问题4.工业上吸收液的选择有哪些原则?
问题4.硫酸工业尾气的吸收液选择与废液的再生方法的探究
任务2 探究工业制硫酸的物质转化路径选择与提高生产效率的方法研究
寻找合适的试剂
转化路径设计思路
原则: 试剂常见
经济效益好
效果好
SO2尾气处
理试剂?
任务2 探究工业制硫酸的物质转化路径选择与提高生产效率的方法研究
SO2
角度
氧化性
还原性
酸性氧化物
小结︱硫酸工业的尾气处理方法
方法1 用氨水吸收,再用H2SO4处理:
SO2+2NH3+H2O===(NH4)2SO3
(NH4)2SO3+H2SO4===(NH4)2SO4+SO2↑+H2O。
方法2 用Na2SO3溶液吸收:
Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3
方法3 用NaOH溶液吸收,再用熟石灰和O2处理:
SO2+NaOH==NaHSO3、 NaOH+NaHSO3==Na2SO3+H2O、
Na2SO3+Ca(OH)2==CaSO3↓+2NaOH、 2CaSO3+O2==2CaSO4。
任务2 探究工业制硫酸的物质转化路径选择与提高生产效率的方法研究
问题组三
问题1.直接加热吸收后的废液再生能否直接加热?
问题2.从化合价和物质类别上再生应考虑的因素有那些?
拓展:寻找亚硫酸钠吸收液再生的途径
任务3 寻找亚硫酸钠吸收液再生的途径
对比: 吸收液 和 废液
可以选择氢氧化钠、碳酸钠等
再生的过程一定有钠元素的加入或硫元素的减少,H+的减少或OH-的增多
任务3 寻找亚硫酸钠吸收液再生的途径
元素对比
Na2SO3
NaHSO3
化合价角度
+4
+4
酸碱性角度
碱性
酸性
NaHSO3
稀H2SO4
浓H2SO4
H2
Na+
HSO3-
Na2SO3
阳离子交换膜
阴离子交换膜
思考:电解废液,哪极实现NaHSO3转化为Na2SO3?
电解溶液使Na2SO3转化为NaHSO3呢?
任务3 寻找亚硫酸钠吸收液再生的途径
成品液
Cl2
NaClO2产品
ClO2
反应
回收
电解
尾气吸收
结晶、干燥
硫酸、SO2
NaClO3
食盐水
NaHSO4
NaOH、H2O2
1.NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式?
反应物:NaClO3、SO2、H2SO4
生成物: ClO2、NaHSO4
2NaClO3 +SO2+H2SO4===2NaHSO4+2ClO2
当堂检测
2.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题:
(1)生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式:_________________________。
(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为:
2NaHSO3===Na2S2O5+H2O
①pH=4.1时,Ⅰ中为__________溶液(写化学式)。
②工艺中加入Na2CO3固体,并再次充入SO2的目的是_____________________
反应物:NaHSO3 产物:Na2S2O5和H2O
反应物:Na2CO3 和SO2产物:Na2SO3或NaHSO3
PH=4.1,说明溶液呈酸性,为NaHSO3
充入SO2后 PH=4.1则为NaHSO3,且紧接进行结晶脱水得到
NaHSO3
得到NaHSO3过饱和溶液
(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为_____________________________________。
电解后,__________室的NaHSO3浓度增加。
a
2H2O—4e—===4H++O2↑
当堂检测
3.煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气脱硫、脱硝。如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是___________________________。
Ca2+与SO42-反应生成的CaSO4微溶,降低SO42-浓度
使平衡向正反应方向移动,SO2转化率提高。
当堂检测
4.化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。
(1)实验一:将足量SO2通入AgNO3溶液中,迅速反应,得到无色溶液A和白色沉淀B。
(2)对体系中有关物质性质分析得:沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。(资料:Ag2SO4微溶于水;Ag2SO3难溶于水)
实验二:验证B的成分
①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式:__________。
沉淀B
6mol/l氨水
过量Ba(NO3)2
溶液C
ⅰ洗涤干净
ⅱ过量稀盐酸
沉淀F
沉淀D
滤液E
②加入盐酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO3,进而推断B中含有Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂,可进一步证实B中含有Ag2SO3。所用试剂及现象是__________。
(4)实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是_____________________________________。
Ag2SO3+4NH3·H2O=2Ag(NH3) 2++SO32--+4H2O
品红溶液,溶液褪色
Ag2SO3
Ag2SO4
结合难溶电解质溶解平衡及银氨溶液的制备来分析产物,从而达到平衡移动的目的。
Ag(NH3) 2+
SO42-- 、 SO42--
BaSO3
BaSO4
SO2 、 HCl
BaCl2
H2O+SO2+2Ag+=Ag2SO3+2H+
$$