第3章 硫、氮及其循环（知识清单） 化学沪科版2020必修第一册

第3章 硫、氮及其循环 知识点1 硫及其重要化合物 ◆ 一、 黑火药中的硫黄 1．黑火药 （1）成分：黑火药是我国值得骄傲的四大发明之一。把 、 和 按一定的比例混合，就可以制得黑火药。 （2）爆炸原理：点燃火药后，混合物发生迅猛的 反应，放出大量的热量并生成大量 。气体体积急剧扩大，发生爆炸。其反应的化学方程式为： 2e S + 2KNO3 + 3C K2S + 3CO2↑+ N2↑ 10e 2．硫的存在 （1）游离态：硫单质俗称 ，存在于 附近或 里。 （2）化合态：主要存在于 和 中，火山喷出物中含有硫的 和 等。常见物质的化学式见下表。 黄铁矿 黄铜矿 石膏 芒硝 FeS2 CuFeS2 CaSO4·2H2O Na2SO4·10H2O 3．硫单质的性质 （1）物理性质 颜色状态 硬度 溶解性 水 酒精 CS2 黄色晶体 质脆、易研成粉末 难溶 微溶 易溶 （2）化学性质 ①氧化性 a.与金属单质反应：2Na+SNa2S( )、Fe＋SFeS( )、2Cu＋SCu2S( )、S＋Hg===HgS( )。 b.与非金属单质（H2）反应：H2＋SH2S。 ②还原性 a.与氧气反应：S＋O2SO2（现象： ）。 b.与强氧化剂（如浓硫酸）反应：S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O。 ③氧化性和还原性 与强碱的反应：3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O (用热碱溶液清洗试管内壁附着 的 )。 4．硫单质的用途 硫是重要的化工原料，常用于制造 、化肥、 、 、硫磺皂等，还可用于制造硫化橡胶等。 ◆二、硫的氧化物 1．二氧化硫（SO2） （1）物理性质 颜色 状态 气味 毒性 密度 溶解性 无色 气体 刺激性气味 有毒 比空气大 易溶于水（1∶40），不溶于饱和NaHSO3溶液 （2）化学性质 1）实验探究： 操作 现象 结论 pH试纸变红 SO2的水溶液显酸性 溶液变红 SO2的水溶液显酸性，不能漂白石蕊溶液 开始无明显现象，后产生白色沉淀 ①SO2的水溶液与BaCl2不反应 ②SO2具有还原性，可被H2O2氧化成SO，与Ba2＋反应生成BaSO4白色沉淀 振荡后溶液红色褪去，再加热溶液恢复红色 SO2具有漂白性，但生成的无色物质不稳定 2）原理探析 ①酸性氧化物的通性 a.与水反应： (该反应为可逆反应)。 b.与碱（NaOH）溶液反应： (少量SO2)； 过量SO2)(可用于处理尾气)。 c.与碱性氧化物（CaO)）反应： (可用于燃煤“固硫”)。 ②氧化性和还原性：－2,0O2＋6 a.氧化性（H2S）：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O(归中反应)（现象： ）； b.还原性（O2、卤水）：2SO2＋O22SO3； (X表示Cl、Br、I)。 ③漂白性：SO2能与某些有色物质(如品红溶液等)生成 的无色物质，而使其褪色，加热或久置后，这种无色物质分解而使有色物质 。 （3）用途 漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等；用于杀菌消毒。如在葡萄酒中添加适量（最大使用量0.25g/L）的二氧化硫可以起到杀菌、抗氧化、保持葡萄酒的天然果香味等作用。 2．三氧化硫（SO3） （1）物理性质：标准状况下，SO3是一种 ，熔点（16.8℃）、沸点（44.8℃）较低，极易溶于水生成硫酸。 （2）化学性质：具有酸性氧化物的通性，与水剧烈反应生成硫酸：SO3＋H2O===H2SO4；三氧化硫通入氯化钡溶液反应： 。 【提醒】 ①二氧化硫和二氧化碳性质比较 化学式 CO2 SO2 物理性质 气味 无味 刺激性气味 密度 比空气大 比空气大 毒性 无 有 溶解性 可溶(1∶1) 易溶(1∶40) 化 学 性 质 与水反应 CO2＋H2OH2CO3 SO2＋H2OH2SO3 与碱 反应 碱过量： Ca(OH)2(足量)＋CO2 ==CaCO3↓＋H2O 碱不足： Ca(OH)2(不足)＋2CO2 == Ca(HCO3)2 碱过量： Ca(OH)2(足量)＋SO2==CaSO3↓＋H2O 碱不足： Ca(OH)2(不足)＋2SO2== Ca(HSO3)2 与碱性氧 化物反应 CO2＋CaO ==CaCO3 SO2＋CaO ==CaSO3 氧化性 CO2＋C 2CO SO2＋2H2S ==3S↓＋2H2O 还原性 无 有 漂白性 无 有，不稳定 对环境影响 引起温室效应 形成酸雨 ②当SO2中混有CO2时，不会影响SO2的检验；当CO2中混有SO2时会干扰CO2的检验，应先检验并除去 ，再用澄清石灰水检验 气体。 ◆三、硫酸 硫酸盐 1．硫酸 （1）稀硫酸的性质 ①稀硫酸与活泼金属反应，如Zn： 。 ②稀硫酸与金属氧化物反应，如CuO： 。 ③稀硫酸与碱反应，如NaOH： 。 ④稀硫酸与部分盐反应，如Na2CO3： 。 （2）浓硫酸的物理性质：硫酸是一种 色、 的油状液体，密度比水的大。浓H2SO4与水以任意比互溶，溶解时可放出 ，浓H2SO4稀释的方法是将浓硫酸沿 慢慢注入水中，并用 不断搅拌。 （3）浓H2SO4的三大特性：吸水性、脱水性、强氧化性。 ①吸水性：浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分,以及混在气体中的水分子,故常用作干燥剂。  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。 实验 操作 实验 现象 ①蔗糖逐渐 ; ②蔗糖体积 ,形成 色、疏松多孔的海绵状的炭； ③放出 的气体。 实验 结论 ①浓硫酸具有 性;  ②浓硫酸具有 性，能将蔗糖炭化生成的碳单质氧化为CO2，自身被还原为   ③强氧化性：能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。 a.与金属单质（如Cu）的反应： 实验操作 实验现象 试管a中的铜丝表面有气泡逸出; 试管b中的品红溶液逐渐变为无色; 试管c中的石蕊溶液逐渐变为红色; 将试管a中的溶液慢慢倒入水中,溶液变为蓝色 化学方程式 Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O b.与非金属单质（C、S）的反应：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O； 。 （4）硫酸的用途 ①化工原料：可用于生产化肥、农药、炸药、染料、盐类等。 ②化工工业：用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。 【得分速记】 浓硫酸与金属反应的规律 ①浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性。 ②浓硫酸与不活泼金属(如铜)反应时，随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，就不再与不活泼金属反应。 ③浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时，开始浓硫酸表现其强氧化性，产生二氧化硫气体；当浓硫酸变为稀硫酸时，则产生的气体为氢气。 ④常温下，铁、铝遇浓H2SO4发生钝化，可用铝槽车运输浓H2SO4；体现了浓硫酸的强氧化性。 ⑤可利用浓H2SO4的高沸点难挥发性制备易挥发性酸(HF、HCl等)，如2NaCl(固)＋H2SO4(浓)Na2SO4＋2HCl↑。 2．硫酸盐 （1）常见的硫酸盐 ①硫酸钙（CaSO4）：石膏( )、熟石膏( )，熟石膏与水混合很快凝固，常制作模型和石膏绷带，调节水泥的凝结时间。 ②硫酸钡（BaSO4）：不溶于水、酸，不被X射线透过，作检查肠胃的药剂，俗称 。 ③硫酸亚铁（FeSO4）：FeSO4·7H2O，俗称 ，作治疗缺铁性贫血的药剂。 ④硫酸铜（CuSO4）：CuSO4·5H2O，俗称 ，作媒染剂、杀虫剂、消毒剂等。 ⑤硫酸铝钾[KAl(SO4)2]：KAl(SO4)2·12H2O，俗称 ，作净水机、膨化剂、灭火剂、药物等。 （2）硫酸根离子的检验 ①方法：被检液取清液观察有无 产生(判断有无SO42－)。 ②试剂：先加 的目的是排除CO32－、SO32－、Ag＋干扰，再滴加 溶液，有 产生。 ③原理：CO32－＋2H＋===CO2↑＋H2O、SO32－＋2H＋===SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Ba2＋＋SO42－===BaSO4↓。 （3）应用：除去粗盐中的可溶性杂质(可溶性硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质) 杂质 加入的试剂 离子方程式 可溶性硫酸盐 过量BaCl2溶液 　SO42－+Ba2+== BaSO4↓　  CaCl2 过量Na2CO3溶液 　Ca2++CO32－ ==CaCO3↓、Ba2++CO32－==BaCO3↓　  MgCl2 过量NaOH溶液 　Mg2++2OH- ==Mg(OH)2↓　  多余的NaOH、Na2CO3 适量稀盐酸 　OH-+H+== H2O、CO32－+2H+ ==H2O+CO2↑　  知识点2 氮及其重要化合物 ◆一、固氮的途径 1．氮元素存在形态 空气中含大量N2，是工业生产中N2的主要来源。 2．N2的物理性质 氮气难溶于水，难液化，密度比空气略小（与空气密度相近），只能用排水法收集N2。 3．N2的化学性质 由于氮分子的键能很大，所以氮气的性质很稳定，只有在高温条件下才能发生一些化学变化。 (1)与H2的反应：............................................ (2)与O2的反应：............................................. (3)与Mg的反应：............................................. 4．氮的固定 (1)定义：把大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为固氮。 (2)氮的同定的途径 ①生物固氮 豆科植物的根部常附有小根瘤，其中含有固氮菌，能把空气中游离的氮变成氨（铵态氮肥）作为养分吸收，所以这些植物可以少施肥，甚至不施肥。 ②大气同氮 闪电时，大气中的氮转化为氮的氧化物，经降水生成极稀的硝酸（硝态氮肥），渗入土壤被植物根系吸收。 N2 + O22NO 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 【注意】生物固氮和大气固氮统称自然固氮。 ③工业固氮 氮气和氢气在高温、高压并有催化剂存在的条件下，可以直接化合生成氨(NH3)。 ...................................工业上就是利用这个原理来合成氨的。 ◆二、氨气 1．物理性质 氨气是一种 的气体。密度比空气 ，极易溶于 ，易 ，液氨汽化时吸收大量的热，因此液氨可作制冷剂。 2．分子结构 电子式：，结构式：，分子空间构型： ，键和键之间的夹角为107°18′。 3．化学性质 (1)与水反应 ，，NH3是中学化学中唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此性质检验NH3的存在。 (2)喷泉实验 ①实验原理：如右图所示，圆底烧瓶中充满NH3，由于氨极易溶于水，挤压胶头滴管，少量的水即可溶解大量的氨(1 : 700)，导致烧瓶内压强减小，在外界大气压作用下使烧杯中滴有酚酞的水压入烧瓶，形成美丽的红色喷泉。 ②实验现象：产生红色喷泉，这是因为氨溶于水后形成碱性溶液，遇酚酞显红色。 ③喷泉实验成败的关键： a．烧瓶、预先吸液的滴管及长直玻璃管的外部都要干燥； b．气体要充满圆底烧瓶； c．瓶塞要严密，不漏气，止水夹要夹紧。 ④说明问题：a．氨极易溶于水．b．氨气的水溶液显碱性。 ⑤实验拓展：a．从喷泉实验的实验原理可知，只要烧瓶内的气体能被胶头滴管中挤出的少量液体快速吸收，使烧瓶内气体压强远远低于外界大气压，就可形成喷泉。因此理论上大多数气体都可做喷泉实验，关键是胶头滴管中的少量液体要选得合适。如： 1 2 3 4 5 烧瓶中的气体 Cl2 CO2 H2S NO2 +NO HCl 滴管中的液体 浓NaOH 浓NaOH 浓NaOH 浓NaOH H2O b．此外，若改变喷泉实验装置，也可以使某些本来不能形成喷泉的气体形成喷泉，因此要从产生喷泉的条件认识形成喷泉的本质。 (3)与酸反应 NH3 + HCl = NH4Cl(生成白烟) 2NH3 + H3SO4 = (NH4)2HSO4(俗称硫铵) NH3 + HNO3 = NH4NO3（俗称硝铵） NH3 + CO2 + H2O = NH4HCO3（俗称碳铵） (4)与O2反应 (5) 4NH3 + 5O24NO + 6H2O（该反应放热） 【注意】①通常状况下，氨在氧气中不反应。 ②反应条件：催化剂（如铂）、加热。 ③该反应放热。 ④该反应是工业上制硝酸的基础。 4．NH3的实验室制法及工业制法 (1)工业制法 ..........................................【注意】①该反应为可逆反应，所以所得产品是NH3、N2、H2的混合物，利用NH3易液化的特点将NH3分离以后，N2、H2可循环使用。②原料N2可通过蒸馏液态空气获得，而原料H2一般通过焦炭与高温水蒸气反应获得，有关反应方程式为：C+H2OCO + H2，CO+H2OCO2 + H2，除去CO2即得H2。 (2)实验室制法 ①原理： 。 ................................................................... ②发生装置：加热固体制取气体的装置，与制氧气类同。 ③干燥：在干燥管中盛放碱石灰(CaO、NaOH的混合物)作干燥剂。不能用浓硫酸、无水氯化钙作干燥剂，因CaCl2吸收氨气生成CaCl2·8NH3。 ④收集：向下排空气法。 ⑤验满：a．用湿润的 放在瓶口，若变蓝，则满；b．用蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口，若产生白烟，则满。 5．氨的用途 (1)作制冷剂；(2)制氮肥；(3)制硝酸；(4)制纯碱；(5)在有机合成工业中作原料。 ◆三、铵盐与化学肥料 1．铵根离子的结构与铵盐的定义 电子式为.................................................，结构式为............................................. ，空间构型 为 ，键和键之间的夹角为109°28′。铵盐是由铵根离子和酸根离子构成的盐。在NH4+才中存在着共价键和配位键，形成铵盐的离子都是非金属元素，但铵盐属于__ __晶体，在铵盐中存在的化学键有： 。铵盐都是晶体，都能溶于水。 2．铵盐的化学性质 (1)铵盐受热分解 如：NH4ClNH3↑+ HCl↑ NH4HCO3NH3↑+ H2O↑+ CO2↑ 【注意】①并不是所有的铵盐受热分解都产生NH3。 ②NH4Cl在试管中受热分解的现象与碘的升华相似。但二者有本质的差别，前者是NH4Cl分解后又化合成NH4Cl，属于化学变化过程。而后者是物理变化过程。 (2)铵盐与碱的反应 如：(NH4)2SO4 + 2NaOHNa2SO4 + 2NH3↑+ 2H2O. NH4NO3 + NaOHNaNO3 + NH3↑+ H2O。 【注意】铵盐与碱共热都能产生NH3，这是铵盐的共同性质。实验室利用铵盐的这一性质来制取氨气和验根离子的存在。 3．铵盐的用途及贮存 (1)用途：铵盐可作氮肥。常用的氮肥有硝酸铵(NH4NO3)、硫酸铵[(NH4)2SO4]、碳酸氢铵(NH4HCO3)和尿素[(NH2)2CO]等。 (2)贮存：密封包装并放在阴凉通风处。因为铵盐受热易分解。所以施肥时应将肥料埋在土下并及时灌水，以保证肥效。 4．尿素 (1)尿素[(NH2)2CO]是一种白色晶体，其中氮的质量分数为47%左右，是目前同体氮肥中含氮量最高的一种。尿素是一种中性肥料，适用于各种土壤和植物，是一种优质，高效的氮肥。尿素施入土壤后，受微生物的作用，跟水缓慢反应生成碳酸铵，因此尿素的肥效比较持久。 (2)工业上尿素的合成2NH3 + CO2(NH2)2CO + H2O 5．化肥的利与弊及化肥的合理施用 (1)利：化学肥料为增加粮食产量，作出了重要的贡献。 (2)弊：长期使用化学肥料的土壤，容易酸化、板结。雨水的冲洗使肥料离开土壤，进入溪水、河水和湖泊进入水中的肥料会使细菌和藻类迅速生成，并会消耗水中的氧气，严重时导致水中含氧量的迅速减少，使许多水生生物死亡、腐烂，水会变黑发臭。 (3)化肥的合理施用 化学肥料的施用要适时、适地、适量，只有讲究科学种田，才能既达到农作物丰收，又减少对环境的负面影响。 知识点3 硫循环和氮循环 ◆一、自然界中的硫循环 1．含硫物质的转化 （1）转化原理 ①硫元素常见价态： 常见化合价 含硫物质 －2 H2S、HgS、FeS 0 S ＋4 SO2、H2SO3、Na2SO3、NaHSO3 ＋6 SO3、H2SO4、Na2SO4 ②原理：a.通过 反应实现不同价态含硫物质的相互转化； b.低价态的硫向高价态转化时需加入 剂，高价态的硫向低价态转化时需加入 剂。 （2）不同价态硫元素的转化 ①硫元素常见的化合价有 ，可以通过 反应实现不同价态含硫物质的相互转化。 ②利用氧化剂，可将硫元素从 价态转化为 价态；利用还原剂，可将硫元素从 价态转化为 价态。 ③常见转化关系 序号 转化目标 转化前的含硫物质 选择试剂 转化后的含硫物质 ① －2→0 H2S O2(不足) S SO2 ② 0→－2 S H2 H2S Fe或Cu FeS或Cu2S ③ －2→＋4 H2S O2(足量) SO2 ④ 0→＋4 S O2 SO2 ⑤ ＋4→0 SO2 H2S S ⑥ ＋4→＋6 SO2 O2 SO3 Cl2 H2SO4 ⑦ ＋6→＋4 H2SO4 Cu SO2 有关化学方程式：①2H2S＋O22S＋2H2O，SO2＋2H2S== ； ②H2＋SH2S，Fe＋S 或2Cu＋S ； ③2H2S＋3O22SO2＋2H2O； ④S＋O2SO2； ⑤SO2＋2H2S===3S＋2H2O； ⑥2SO2＋O22SO3，SO2＋Cl2＋2H2O== ； ⑦ 。 （3）同种价态含硫物质间的转化 上图物质间的转化可以通过不同的反应来实现，可以是元素化合价变化的氧化还原反应(对应图中横向箭头表示的转化)，也可以是元素化合价 的非氧化还原反应(对应图中纵向箭头表示的转化)。 （4）含硫物质的连续氧化 H2S SO2SO3 H2SO4、SSO2 SO3 H2SO4 【提醒】硫单质及其化合物之间的转化规律 ①邻位价态原则：当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降，如 ②相邻价态规律：相邻价态的粒子不发生氧化还原反应：如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。 ③归中规律：硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态，如2H2S＋SO2==3S↓＋2H2O，2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O或2S2－＋ SO＋6H＋===3S↓＋3H2O。 2．自然界中硫循环 （1）SO2的来源：含硫 燃烧、含硫 冶炼、硫酸生产等。 （2）自然界中的硫循环：地壳的岩石里、生物体内以及大气与水中都含有硫元素。随着地壳运动、生命活动以及大气与水的流动，这些含硫物质不断地发生 ，形成了硫在自然界中的循环。如下图所示： （3）含硫矿石中的硫循环：地壳中的硫黄矿、 矿和 等都含有硫元素，这些矿物通过风化分解、燃烧、火山爆发等方式释放出 等气体，这些气体有些进入大气，有些转化为亚硫酸盐、 溶入河流或海洋，还有些则被土壤中的硫化细菌吸收。 （4）“价—类”二维图：自然界中含硫物质非常丰富，主要以H2S、S、SO2、SO3、H2SO3、H2SO4、Na2SO4、CaSO4等形式存在。在硫循环中各种含硫的物质会呈现—2、+4、+6 等不同的价态，这些物质通过氧化还原反应等转化过程构成了复杂的全球循环。如下图： ◆二、自然界中的氮循环 1．含氮物质之间的转化 （1）主线：空气中的氮气与氧气在放电条件下反应，使游离态的氮转化为化合态的氮： （2）规律： ①歧化——同一物质中某元素的化合价在同一反应中 。如：3NO2＋H2O=== 、 2NO2＋2NaOH===............................................. ②归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中 。如6NO＋4NH35N2＋6H2O、 NO2＋NO＋2NaOH===..................................................... 2．自然界中氮循环 （1）循环过程： （2）主要转化关系： ① ② ③ （3）“价—类”二维图 【提醒】氮氧化物对环境的污染、人体的危害包括： ①光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生一种有毒的烟雾。 ②酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨水降到地面。 ③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 ④NO与血红蛋白结合使人中毒。 ◆ 三、酸雨 1．常见污染类型 污染类型 污染原因 温室效应 CO2排放量过多，造成全球气温上升 赤潮水华 大量富含N、P等营养物质的废水的排放，使水体富营养化 臭氧层空洞 氟氯代烷、氮的氧化物等的大量排放使臭氧层大量损耗 光化学污染 主要是由氮的氧化物(主要指NO2)和碳氢化合物引起 白色污染 主要由废弃的难降解的塑料类制品造成 食品污染 人类在动物饲养和植物培养过程中，使用大量的生长激素、农药、化肥等造成 飘尘 烟雾、尘埃、煤灰或冷凝汽化物的固体长时间悬浮于空气中造成 酸雨 空气中硫、氮的氧化物在空气中形成硫酸型、硝酸型酸雨 汽车尾气 汽油不完全燃烧产生CO，气态烃及气缸中空气放电产生的氮的氧化物 2．酸雨的形成、危害与防治 （1）定义：正常雨水偏酸性，pH 约为 5.6，这是因为大气中的 CO2溶于雨水中的缘故。酸雨是指pH 5.6的雨水。 （2）形成：NO2或SO2都会导致酸雨，酸雨的形成主要人为排放的氮氧化物和硫氧化物等酸性气体转化而成的 和 排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2或H2SO4，随雨雪降到地面。形成原理： ①硫酸型酸雨： 有关反应： ①2SO2+O22SO3； ②SO2＋H2O⇌H2SO3； ③SO3＋H2O===H2SO4； ④2H2SO3＋O2===2H2SO4。 ②硝酸型酸雨：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 【提醒】①空气中SO2的主要来源是煤、石油和某些金属矿物中含硫或含硫化合物的燃烧或冶炼； ②NOx的主要来源是汽车尾气排放、煤、石油的燃烧等，此外，汽车尾气中还含有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物和颗粒等，严重污染大气，破坏环境。 （3）危害：①直接破坏农作物、草原、森林，使土壤、 酸化； ②加速 、 、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。 （4）防治措施: ①调整能源结构，发展 能源； ②研究煤的脱硫技术，改进燃烧装置和燃烧技术，减少 和 的排放； ③加强工厂 的回收处理； ④改进汽车尾气的处理技术，控制汽车尾气的排放标准。 【提醒】（1）硫酸型酸雨的防治： ①消除污染源：首先要从消除污染源着手，研究开发替代化石燃料的新能源（如氢能、太阳能、核能等），这既有利于合理利用化石燃料这一有限的资源，又能从根本上防止酸雨的产生。 ②脱硫处理：利用物理及化学方法对含硫燃料预先进行脱硫处理，以减少二氧化硫的排放。 ③化学转化：对燃煤、工业生产中释放出的二氧化硫废气进行处理或回收利用。如在燃煤中加入生石灰就可减少二氧化硫的排放[SO2＋CaO===CaSO3，2CaSO3＋O2===2CaSO4（形成煤渣）]； ④树立环保意识：提高全民的环保意识，加强国际的合作，共同努力以减少硫酸型酸雨的产生。 （2）常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O、NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n（NO2）≥n（NO），一般适用于工业尾气中NOx的处理。 ②催化转化法：在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体（N2）或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体（N2和CO2，一般适用于汽车尾气中NOx的处理）。 易错点01：SO2的漂白性 SO2的漂白性具有选择性，可以漂白品红溶液，以及棉、麻等物品，但不能漂白酸碱指示剂，如石蕊、酚酞等。 易错点02：正确区分SO2的漂白性与还原性 SO2能使溴水、酸性KMnO4褪色，是因为SO2的还原性而非漂白性。 易错点03：氯水与SO2的漂白性 氯水、SO2的漂白性原理不同。分别通入品红溶液，品红溶液均褪色，加热，后者可恢复红色，前者不恢复原来红色。 易错点04：不是所有的最高价态的物质都具有氧化性 含＋6价硫的化合物不一定都有强氧化性，如浓硫酸具有氧化性，而稀硫酸、硫酸盐中的硫元素均不表现氧化性。 方法01．SO2的特性 【解题通法】亚硫酸(H2SO3)是一种弱酸，不稳定，易分解。SO2是H2SO3的酸酐，为酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性：除与H2O反应外，还与酸碱指示剂、碱性氧化物、碱及某些盐反应。 【典型例题】根据下列实验操作和现象所得结论正确的是 操作 现象 结论 A 用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应 火焰呈黄色 原溶液中有，无 B 向某溶液中滴加几滴氯水，再滴加溶液 溶液变红 原溶液中有 C 将浓硫酸和蔗糖混合搅拌，并用湿润的品红试纸检验产生的气体 蔗糖变黑，品红试纸褪色 浓硫酸有脱水性和氧化性 D 滴加稀溶液，将湿润红色石蕊试纸置于试管口 试纸不变蓝 原溶液中无 A．A B．B C．C D．D 方法02．浓硫酸的三大特性 【解题通法】浓H2SO4只能作与之不反应气体的干燥剂。根据浓H2SO4的性质：ⓐ酸性，ⓑ强氧化性，浓硫酸只能干燥酸性、中性且无强还原性的气体，如Cl2、HCl、SO2、O2、N2、CO2、CO、H2等；不能干燥碱性或强还原性气体，如NH3、H2S、HI、HBr等。浓硫酸能将许多有机化合物中的氢、氧元素按原子数2:1夺取出来，这就是浓硫酸的脱水性。如浓硫酸能使某些含C、H、O的有机化合物碳化。浓硫酸中+6价的硫元素会夺取电子（呈现强氧化性），一般被还原成+4价硫元素的化合物(SO2)，所以浓硫酸称为强氧化性酸。 【典型例题】“类比”是预测物质结构、性质与化学反应的重要方法之一，下列有关类比合理的是 A．能与溴水反应使之褪色，推测也能与氯水反应使之褪色 B．铊(Tl)与铝同主族，其氢氧化物既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应 C．、是酸性氧化物，推测也是酸性氧化物 D．浓硫酸可与NaCl反应制HCl，推测浓硫酸也可与NaI反应制取HI 方法03．硫酸根离子检验要点 【解题通法】酸化时对酸的选择。不能选硫酸，因为硫酸溶液中含有SO42-离子。不能选硝酸，因为硝酸能将SO32- 氧化成SO42-。通常选盐酸。选择盐酸的好处有三个：(a)是强酸；(b)非氧化性酸；(c)盐酸溶液中含有Cl-离子，如果酸化时出现白色沉淀，那证明被测溶液中含有Ag+离子。检验时要注意滴加顺序，应先滴加盐酸，后滴加Ba2+离子溶液。因为如果次序颠倒的话，所用的Ba2+离子溶液是BaCl2溶液，出现的白色沉淀可能是AgCl。 【典型例题】下列关于硫酸根离子的检验方法中，正确的是 A．加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，则原溶液中存在SO离子 B．先加BaCl2溶液，再加HCl，产生白色沉淀，则原溶液中存在SO离子 C．加入用HNO3酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，则原溶液中存在SO离子 D．加入过量HCl酸化，再向澄清液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，则说明原溶液中存在SO离子 方法04．不是所有的铵盐受热都会产生氨气 【解题通法】并不是所有的铵盐受热分解都产生NH3。NH4Cl在试管中受热分解的现象与碘的升华相似。但二者有本质的差别，前者是NH4Cl分解后又化合成NH4Cl，属于化学变化过程。而后者是物理变化过程。 【典型例题】化学在生产、生活中有着广泛的应用。下列对应关系不正确的是 选项 化学性质 实际应用 A 铵盐受热易发生分解反应 实验室中利用NH4Cl分解反应制备氨 B 铁常温下遇浓硫酸发生钝化 用铁桶装浓硫酸 C HF能与SiO2反应 氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记 D 乙烯能与KMnO4溶液反应 用浸泡过KMnO4溶液的硅土保存水果 A．A B．B C．C D．D 方法05．酸雨与环境问题 【解题通法】减少酸雨的生成，必须控制空气中SO2等气体的含量。目前世界上减少二氧化硫排放量的措施主要有：优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气等；对煤和石油进行脱硫或对它们燃烧后形成的烟气 在排放之前除去硫的氧化物等。 【典型例题】化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列说法正确的是 A．华为首款5G手机搭载“麒麟980”手机芯片的主要成分是二氧化硅 B．二氧化硫是一种有毒气体，不能用作食品添加剂 C．秦安大地湾出土的鱼纹彩陶盆是硅酸盐材料 D．排放到空气中的均会形成酸雨 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3章 硫、氮及其循环 知识点1 硫及其重要化合物 ◆ 一、 黑火药中的硫黄 1．黑火药 （1）成分：黑火药是我国值得骄傲的四大发明之一。把木炭粉、硫磺粉和硝酸钾按一定的比例混合，就可以制得黑火药。 （2）爆炸原理：点燃火药后，混合物发生迅猛的氧化还原反应，放出大量的热量并生成大量气体。气体体积急剧扩大，发生爆炸。其反应的化学方程式为： 2e S + 2KNO3 + 3C K2S + 3CO2↑+ N2↑ 10e 2．硫的存在 （1）游离态：硫单质俗称硫黄，存在于火山口附近或岩层里。 （2）化合态：主要存在于硫化物和硫酸盐中，火山喷出物中含有硫的氢化物和氧化物等。常见物质的化学式见下表。 黄铁矿 黄铜矿 石膏 芒硝 FeS2 CuFeS2 CaSO4·2H2O Na2SO4·10H2O 3．硫单质的性质 （1）物理性质 颜色状态 硬度 溶解性 水 酒精 CS2 黄色晶体 质脆、易研成粉末 难溶 微溶 易溶 （2）化学性质 ①氧化性 a.与金属单质反应：2Na+SNa2S(白色)、Fe＋SFeS(黑色)、2Cu＋SCu2S(黑色)、S＋Hg===HgS(黑色，可用硫粉处理撒在地面上有毒的汞蒸气)。 b.与非金属单质（H2）反应：H2＋SH2S。 ②还原性 a.与氧气反应：S＋O2SO2（现象：剧烈燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，有刺激性气味气体生成）。 b.与强氧化剂（如浓硫酸）反应：S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O。 ③氧化性和还原性 与强碱的反应：3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O (用热碱溶液清洗试管内壁附着的硫单质)。 4．硫单质的用途 硫是重要的化工原料，常用于制造硫酸、化肥、农药、火药、硫磺皂等，还可用于制造硫化橡胶等。 ◆二、硫的氧化物 1．二氧化硫（SO2） （1）物理性质 颜色 状态 气味 毒性 密度 溶解性 无色 气体 刺激性气味 有毒 比空气大 易溶于水（1∶40），不溶于饱和NaHSO3溶液 （2）化学性质 1）实验探究： 操作 现象 结论 pH试纸变红 SO2的水溶液显酸性 溶液变红 SO2的水溶液显酸性，不能漂白石蕊溶液 开始无明显现象，后产生白色沉淀 ①SO2的水溶液与BaCl2不反应 ②SO2具有还原性，可被H2O2氧化成SO，与Ba2＋反应生成BaSO4白色沉淀 振荡后溶液红色褪去，再加热溶液恢复红色 SO2具有漂白性，但生成的无色物质不稳定 2）原理探析 ①酸性氧化物的通性 a.与水反应：SO2＋H2OH2SO3(该反应为可逆反应)。 b.与碱（NaOH）溶液反应：SO2＋2NaOH==Na2SO3＋H2O(少量SO2)； SO2＋NaOH==NaHSO3(过量SO2)(可用于处理尾气)。 c.与碱性氧化物（CaO)）反应：SO2＋CaO===CaSO3(可用于燃煤“固硫”)。 ②氧化性和还原性：－2,0O2＋6 a.氧化性（H2S）：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O(归中反应)（现象：生成黄色沉淀）； b.还原性（O2、卤水）：2SO2＋O22SO3；SO2＋X2＋2H2O===H2SO4＋2HX(X表示Cl、Br、I)。 ③漂白性：SO2能与某些有色物质(如品红溶液等)生成不稳定的无色物质，而使其褪色，加热或久置后，这种无色物质分解而使有色物质恢复原来的颜色。 （3）用途 漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等；用于杀菌消毒。如在葡萄酒中添加适量（最大使用量0.25g/L）的二氧化硫可以起到杀菌、抗氧化、保持葡萄酒的天然果香味等作用。 2．三氧化硫（SO3） （1）物理性质：标准状况下，SO3是一种无色固体，熔点（16.8℃）、沸点（44.8℃）较低，极易溶于水生成硫酸。 （2）化学性质：具有酸性氧化物的通性，与水剧烈反应生成硫酸：SO3＋H2O===H2SO4；三氧化硫通入氯化钡溶液反应：SO3＋BaCl2＋H2O===BaSO4↓＋2HCl。 【得分速记 】 ①二氧化硫和二氧化碳性质比较 化学式 CO2 SO2 物理性质 气味 无味 刺激性气味 密度 比空气大 比空气大 毒性 无 有 溶解性 可溶(1∶1) 易溶(1∶40) 化 学 性 质 与水反应 CO2＋H2OH2CO3 SO2＋H2OH2SO3 与碱 反应 碱过量： Ca(OH)2(足量)＋CO2 ==CaCO3↓＋H2O 碱不足： Ca(OH)2(不足)＋2CO2 == Ca(HCO3)2 碱过量： Ca(OH)2(足量)＋SO2==CaSO3↓＋H2O 碱不足： Ca(OH)2(不足)＋2SO2== Ca(HSO3)2 与碱性氧 化物反应 CO2＋CaO ==CaCO3 SO2＋CaO ==CaSO3 氧化性 CO2＋C 2CO SO2＋2H2S ==3S↓＋2H2O 还原性 无 有 漂白性 无 有，不稳定 对环境影响 引起温室效应 形成酸雨 ②当SO2中混有CO2时，不会影响SO2的检验；当CO2中混有SO2时会干扰CO2的检验，应先检验并除去SO2，再用澄清石灰水检验CO2气体。 ◆三、硫酸 硫酸盐 1．硫酸 （1）稀硫酸的性质 ①稀硫酸与活泼金属反应，如Zn：Zn＋2H＋==Zn2＋＋H2↑。 ②稀硫酸与金属氧化物反应，如CuO：CuO＋2H＋==Cu2＋＋H2O。 ③稀硫酸与碱反应，如NaOH：OH－＋H＋==H2O。 ④稀硫酸与部分盐反应，如Na2CO3：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O。 （2）浓硫酸的物理性质：硫酸是一种无色、黏稠的油状液体，密度比水的大。浓H2SO4与水以任意比互溶，溶解时可放出大量的热，浓H2SO4稀释的方法是将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。 （3）浓H2SO4的三大特性：吸水性、脱水性、强氧化性。 ①吸水性：浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分,以及混在气体中的水分子,故常用作干燥剂。  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。 实验 操作 实验 现象 ①蔗糖逐渐变黑; ②蔗糖体积膨胀,形成黑色、疏松多孔的海绵状的炭； ③放出有刺激性气味的气体。 实验 结论 ①浓硫酸具有脱水性;  ②浓硫酸具有强氧化性，能将蔗糖炭化生成的碳单质氧化为CO2，自身被还原为SO2  ③强氧化性：能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。 a.与金属单质（如Cu）的反应： 实验操作 实验现象 试管a中的铜丝表面有气泡逸出; 试管b中的品红溶液逐渐变为无色; 试管c中的石蕊溶液逐渐变为红色; 将试管a中的溶液慢慢倒入水中,溶液变为蓝色 化学方程式 Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O b.与非金属单质（C、S）的反应：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O； S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O。 （4）硫酸的用途 ①化工原料：可用于生产化肥、农药、炸药、染料、盐类等。 ②化工工业：用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。 【得分速记】 浓硫酸与金属反应的规律 ①浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性。 ②浓硫酸与不活泼金属(如铜)反应时，随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，就不再与不活泼金属反应。 ③浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时，开始浓硫酸表现其强氧化性，产生二氧化硫气体；当浓硫酸变为稀硫酸时，则产生的气体为氢气。 ④常温下，铁、铝遇浓H2SO4发生钝化，可用铝槽车运输浓H2SO4；体现了浓硫酸的强氧化性。 ⑤可利用浓H2SO4的高沸点难挥发性制备易挥发性酸(HF、HCl等)，如2NaCl(固)＋H2SO4(浓)Na2SO4＋2HCl↑。 2．硫酸盐 （1）常见的硫酸盐 ①硫酸钙（CaSO4）：石膏(CaSO4·2H2O)、熟石膏(2CaSO4·H2O)，熟石膏与水混合很快凝固，常制作模型和石膏绷带，调节水泥的凝结时间。 ②硫酸钡（BaSO4）：不溶于水、酸，不被X射线透过，作检查肠胃的药剂，俗称钡餐。 ③硫酸亚铁（FeSO4）：FeSO4·7H2O，俗称绿矾，作治疗缺铁性贫血的药剂。 ④硫酸铜（CuSO4）：CuSO4·5H2O，俗称胆矾，作媒染剂、杀虫剂、消毒剂等。 ⑤硫酸铝钾[KAl(SO4)2]：KAl(SO4)2·12H2O，俗称明矾，作净水机、膨化剂、灭火剂、药物等。 （2）硫酸根离子的检验 ①方法：被检液取清液观察有无白色沉淀产生(判断有无SO42－)。 ②试剂：先加稀盐酸的目的是排除CO32－、SO32－、Ag＋干扰，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀产生。 ③原理：CO32－＋2H＋===CO2↑＋H2O、SO32－＋2H＋===SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Ba2＋＋SO42－===BaSO4↓。 （3）应用：除去粗盐中的可溶性杂质(可溶性硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质) 杂质 加入的试剂 离子方程式 可溶性硫酸盐 过量BaCl2溶液 　SO42－+Ba2+== BaSO4↓　  CaCl2 过量Na2CO3溶液 　Ca2++CO32－ ==CaCO3↓、Ba2++CO32－==BaCO3↓　  MgCl2 过量NaOH溶液 　Mg2++2OH- ==Mg(OH)2↓　  多余的NaOH、Na2CO3 适量稀盐酸 　OH-+H+== H2O、CO32－+2H+ ==H2O+CO2↑　  知识点2 氮及其重要化合物 ◆一、固氮的途径 1．氮元素存在形态 空气中含大量N2，是工业生产中N2的主要来源。 2．N2的物理性质 氮气难溶于水，难液化，密度比空气略小（与空气密度相近），只能用排水法收集N2。 3．N2的化学性质 由于氮分子的键能很大，所以氮气的性质很稳定，只有在高温条件下才能发生一些化学变化。 (1)与H2的反应：N2 + 3H22NH3 (2)与O2的反应：N2 + O22NO (3)与Mg的反应：3Mg + N2Mg3N2 4．氮的固定 (1)定义：把大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为固氮。 (2)氮的同定的途径 ①生物固氮 豆科植物的根部常附有小根瘤，其中含有固氮菌，能把空气中游离的氮变成氨（铵态氮肥）作为养分吸收，所以这些植物可以少施肥，甚至不施肥。 ②大气同氮 闪电时，大气中的氮转化为氮的氧化物，经降水生成极稀的硝酸（硝态氮肥），渗入土壤被植物根系吸收。 N2 + O22NO 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 【注意】生物固氮和大气固氮统称自然固氮。 ③工业固氮 氮气和氢气在高温、高压并有催化剂存在的条件下，可以直接化合生成氨(NH3)。 N2 + 3H222NH3 工业上就是利用这个原理来合成氨的。 ◆二、氨气 1．物理性质 氨气是一种无色有刺激性气味的气体。密度比空气小，极易溶于水，易液化，液氨汽化时吸收大量的热，因此液氨可作制冷剂。 2．分子结构 电子式：，结构式：，分子空间构型：三角锥型，键和键之间的夹角为107°18′。 3．化学性质 (1)与水反应 NH3 + H2O⇌NH3·H2O⇌NH4+ + OH-，，NH3是中学化学中唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此性质检验NH3的存在。 (2)喷泉实验 ①实验原理：如右图所示，圆底烧瓶中充满NH3，由于氨极易溶于水，挤压胶头滴管，少量的水即可溶解大量的氨(1 : 700)，导致烧瓶内压强减小，在外界大气压作用下使烧杯中滴有酚酞的水压入烧瓶，形成美丽的红色喷泉。 ②实验现象：产生红色喷泉，这是因为氨溶于水后形成碱性溶液，遇酚酞显红色。 ③喷泉实验成败的关键： a．烧瓶、预先吸液的滴管及长直玻璃管的外部都要干燥； b．气体要充满圆底烧瓶； c．瓶塞要严密，不漏气，止水夹要夹紧。 ④说明问题：a．氨极易溶于水．b．氨气的水溶液显碱性。 ⑤实验拓展：a．从喷泉实验的实验原理可知，只要烧瓶内的气体能被胶头滴管中挤出的少量液体快速吸收，使烧瓶内气体压强远远低于外界大气压，就可形成喷泉。因此理论上大多数气体都可做喷泉实验，关键是胶头滴管中的少量液体要选得合适。如： 1 2 3 4 5 烧瓶中的气体 Cl2 CO2 H2S NO2 +NO HCl 滴管中的液体 浓NaOH 浓NaOH 浓NaOH 浓NaOH H2O b．此外，若改变喷泉实验装置，也可以使某些本来不能形成喷泉的气体形成喷泉，因此要从产生喷泉的条件认识形成喷泉的本质。 (3)与酸反应 NH3 + HCl = NH4Cl(生成白烟) 2NH3 + H3SO4 = (NH4)2HSO4(俗称硫铵) NH3 + HNO3 = NH4NO3（俗称硝铵） NH3 + CO2 + H2O = NH4HCO3（俗称碳铵） (4)与O2反应 (5) 4NH3 + 5O24NO + 6H2O（该反应放热） 【注意】①通常状况下，氨在氧气中不反应。 ②反应条件：催化剂（如铂）、加热。 ③该反应放热。 ④该反应是工业上制硝酸的基础。 4．NH3的实验室制法及工业制法 (1)工业制法 N2 + 3H22NH3 【注意】①该反应为可逆反应，所以所得产品是NH3、N2、H2的混合物，利用NH3易液化的特点将NH3分离以后，N2、H2可循环使用。②原料N2可通过蒸馏液态空气获得，而原料H2一般通过焦炭与高温水蒸气反应获得，有关反应方程式为：C+H2OCO + H2，CO+H2OCO2 + H2，除去CO2即得H2。 (2)实验室制法 ①原理：固态铵盐与碱加热反应。 2NH4Cl + Ca(OH)2CaCl2 + 2NH3↑+ 2H2O ②发生装置：加热固体制取气体的装置，与制氧气类同。 ③干燥：在干燥管中盛放碱石灰(CaO、NaOH的混合物)作干燥剂。不能用浓硫酸、无水氯化钙作干燥剂，因CaCl2吸收氨气生成CaCl2·8NH3。 ④收集：向下排空气法。 ⑤验满：a．用湿润的红色石蕊试纸放在瓶口，若变蓝，则满；b．用蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口，若产生白烟，则满。 5．氨的用途 (1)作制冷剂；(2)制氮肥；(3)制硝酸；(4)制纯碱；(5)在有机合成工业中作原料。 ◆三、铵盐与化学肥料 1．铵根离子的结构与铵盐的定义 电子式为，结构式为，空间构型为正四面体型，键和键之间的夹角为109°28′。铵盐是由铵根离子和酸根离子构成的盐。在NH4+才中存在着共价键和配位键，形成铵盐的离子都是非金属元素，但铵盐属于___离子__晶体，在铵盐中存在的化学键有：离子键、共价键和配位键。铵盐都是晶体，都能溶于水。 2．铵盐的化学性质 (1)铵盐受热分解 如：NH4ClNH3↑+ HCl↑ NH4HCO3NH3↑+ H2O↑+ CO2↑ 【注意】①并不是所有的铵盐受热分解都产生NH3。 ②NH4Cl在试管中受热分解的现象与碘的升华相似。但二者有本质的差别，前者是NH4Cl分解后又化合成NH4Cl，属于化学变化过程。而后者是物理变化过程。 (2)铵盐与碱的反应 如：(NH4)2SO4 + 2NaOHNa2SO4 + 2NH3↑+ 2H2O. NH4NO3 + NaOHNaNO3 + NH3↑+ H2O。 【注意】铵盐与碱共热都能产生NH3，这是铵盐的共同性质。实验室利用铵盐的这一性质来制取氨气和验根离子的存在。 3．铵盐的用途及贮存 (1)用途：铵盐可作氮肥。常用的氮肥有硝酸铵(NH4NO3)、硫酸铵[(NH4)2SO4]、碳酸氢铵(NH4HCO3)和尿素[(NH2)2CO]等。 (2)贮存：密封包装并放在阴凉通风处。因为铵盐受热易分解。所以施肥时应将肥料埋在土下并及时灌水，以保证肥效。 4．尿素 (1)尿素[(NH2)2CO]是一种白色晶体，其中氮的质量分数为47%左右，是目前同体氮肥中含氮量最高的一种。尿素是一种中性肥料，适用于各种土壤和植物，是一种优质，高效的氮肥。尿素施入土壤后，受微生物的作用，跟水缓慢反应生成碳酸铵，因此尿素的肥效比较持久。 (2)工业上尿素的合成2NH3 + CO2(NH2)2CO + H2O 5．化肥的利与弊及化肥的合理施用 (1)利：化学肥料为增加粮食产量，作出了重要的贡献。 (2)弊：长期使用化学肥料的土壤，容易酸化、板结。雨水的冲洗使肥料离开土壤，进入溪水、河水和湖泊进入水中的肥料会使细菌和藻类迅速生成，并会消耗水中的氧气，严重时导致水中含氧量的迅速减少，使许多水生生物死亡、腐烂，水会变黑发臭。 (3)化肥的合理施用 化学肥料的施用要适时、适地、适量，只有讲究科学种田，才能既达到农作物丰收，又减少对环境的负面影响。 知识点3 硫循环和氮循环 ◆一、自然界中的硫循环 1．含硫物质的转化 （1）转化原理 ①硫元素常见价态： 常见化合价 含硫物质 －2 H2S、HgS、FeS 0 S ＋4 SO2、H2SO3、Na2SO3、NaHSO3 ＋6 SO3、H2SO4、Na2SO4 ②原理：a.通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化； b.低价态的硫向高价态转化时需加入氧化剂，高价态的硫向低价态转化时需加入还原剂。 （2）不同价态硫元素的转化 ①硫元素常见的化合价有-2、0、+4、+6，可以通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化。 ②利用氧化剂，可将硫元素从低价态转化为高价态；利用还原剂，可将硫元素从高价态转化为低价态。 ③常见转化关系 序号 转化目标 转化前的含硫物质 选择试剂 转化后的含硫物质 ① －2→0 H2S O2(不足) S SO2 ② 0→－2 S H2 H2S Fe或Cu FeS或Cu2S ③ －2→＋4 H2S O2(足量) SO2 ④ 0→＋4 S O2 SO2 ⑤ ＋4→0 SO2 H2S S ⑥ ＋4→＋6 SO2 O2 SO3 Cl2 H2SO4 ⑦ ＋6→＋4 H2SO4 Cu SO2 有关化学方程式：①2H2S＋O22S＋2H2O，SO2＋2H2S==3S＋2H2O； ②H2＋SH2S，Fe＋SFeS或2Cu＋SCu2S； ③2H2S＋3O22SO2＋2H2O； ④S＋O2SO2； ⑤SO2＋2H2S===3S＋2H2O； ⑥2SO2＋O22SO3，SO2＋Cl2＋2H2O==2HCl＋2H2SO4； ⑦Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋2H2O＋SO2↑。 （3）同种价态含硫物质间的转化 上图物质间的转化可以通过不同的反应来实现，可以是元素化合价变化的氧化还原反应(对应图中横向箭头表示的转化)，也可以是元素化合价不变的非氧化还原反应(对应图中纵向箭头表示的转化)。 （4）含硫物质的连续氧化 H2S SO2SO3 H2SO4、SSO2 SO3 H2SO4 【提醒】硫单质及其化合物之间的转化规律 ①邻位价态原则：当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降，如 ②相邻价态规律：相邻价态的粒子不发生氧化还原反应：如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。 ③归中规律：硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态，如2H2S＋SO2==3S↓＋2H2O，2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O或2S2－＋ SO＋6H＋===3S↓＋3H2O。 2．自然界中硫循环 （1）SO2的来源：含硫化石燃料燃烧、含硫金属矿石冶炼、硫酸生产等。 （2）自然界中的硫循环：地壳的岩石里、生物体内以及大气与水中都含有硫元素。随着地壳运动、生命活动以及大气与水的流动，这些含硫物质不断地发生转化和转移，形成了硫在自然界中的循环。如下图所示： （3）含硫矿石中的硫循环：地壳中的硫黄矿、硫铁矿和煤等都含有硫元素，这些矿物通过风化分解、燃烧、火山爆发等方式释放出SO2、H2S等气体，这些气体有些进入大气，有些转化为亚硫酸盐、硫酸盐溶入河流或海洋，还有些则被土壤中的硫化细菌吸收。 （4）“价—类”二维图：自然界中含硫物质非常丰富，主要以H2S、S、SO2、SO3、H2SO3、H2SO4、Na2SO4、CaSO4等形式存在。在硫循环中各种含硫的物质会呈现—2、+4、+6 等不同的价态，这些物质通过氧化还原反应等转化过程构成了复杂的全球循环。如下图： ◆二、自然界中的氮循环 1．含氮物质之间的转化 （1）主线：空气中的氮气与氧气在放电条件下反应，使游离态的氮转化为化合态的氮： （2）规律： ①歧化——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。如：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O ②归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢。如6NO＋4NH35N2＋6H2O、 NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 2．自然界中氮循环 （1）循环过程： （2）主要转化关系： ① ② ③ （3）“价—类”二维图 【提醒】氮氧化物对环境的污染、人体的危害包括： ①光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生一种有毒的烟雾。 ②酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨水降到地面。 ③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 ④NO与血红蛋白结合使人中毒。 ◆ 三、酸雨 1．常见污染类型 污染类型 污染原因 温室效应 CO2排放量过多，造成全球气温上升 赤潮水华 大量富含N、P等营养物质的废水的排放，使水体富营养化 臭氧层空洞 氟氯代烷、氮的氧化物等的大量排放使臭氧层大量损耗 光化学污染 主要是由氮的氧化物(主要指NO2)和碳氢化合物引起 白色污染 主要由废弃的难降解的塑料类制品造成 食品污染 人类在动物饲养和植物培养过程中，使用大量的生长激素、农药、化肥等造成 飘尘 烟雾、尘埃、煤灰或冷凝汽化物的固体长时间悬浮于空气中造成 酸雨 空气中硫、氮的氧化物在空气中形成硫酸型、硝酸型酸雨 汽车尾气 汽油不完全燃烧产生CO，气态烃及气缸中空气放电产生的氮的氧化物 2．酸雨的形成、危害与防治 （1）定义：正常雨水偏酸性，pH 约为 5.6，这是因为大气中的 CO2溶于雨水中的缘故。酸雨是指pH小于5.6的雨水。 （2）形成：NO2或SO2都会导致酸雨，酸雨的形成主要人为排放的氮氧化物和硫氧化物等酸性气体转化而成的NOx和SO2排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2或H2SO4，随雨雪降到地面。形成原理： ①硫酸型酸雨： 有关反应： ①2SO2+O22SO3； ②SO2＋H2O⇌H2SO3； ③SO3＋H2O===H2SO4； ④2H2SO3＋O2===2H2SO4。 ②硝酸型酸雨：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 【提醒】①空气中SO2的主要来源是煤、石油和某些金属矿物中含硫或含硫化合物的燃烧或冶炼； ②NOx的主要来源是汽车尾气排放、煤、石油的燃烧等，此外，汽车尾气中还含有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物和颗粒等，严重污染大气，破坏环境。 （3）危害：①直接破坏农作物、草原、森林，使土壤、湖泊酸化； ②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。 （4）防治措施: ①调整能源结构，发展清洁能源； ②研究煤的脱硫技术，改进燃烧装置和燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放； ③加强工厂废气的回收处理； ④改进汽车尾气的处理技术，控制汽车尾气的排放标准。 【提醒】（1）硫酸型酸雨的防治： ①消除污染源：首先要从消除污染源着手，研究开发替代化石燃料的新能源（如氢能、太阳能、核能等），这既有利于合理利用化石燃料这一有限的资源，又能从根本上防止酸雨的产生。 ②脱硫处理：利用物理及化学方法对含硫燃料预先进行脱硫处理，以减少二氧化硫的排放。 ③化学转化：对燃煤、工业生产中释放出的二氧化硫废气进行处理或回收利用。如在燃煤中加入生石灰就可减少二氧化硫的排放[SO2＋CaO===CaSO3，2CaSO3＋O2===2CaSO4（形成煤渣）]； ④树立环保意识：提高全民的环保意识，加强国际的合作，共同努力以减少硫酸型酸雨的产生。 （2）常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O、NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n（NO2）≥n（NO），一般适用于工业尾气中NOx的处理。 ②催化转化法：在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体（N2）或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体（N2和CO2，一般适用于汽车尾气中NOx的处理）。 易错点01：SO2的漂白性 SO2的漂白性具有选择性，可以漂白品红溶液，以及棉、麻等物品，但不能漂白酸碱指示剂，如石蕊、酚酞等。 易错点02：正确区分SO2的漂白性与还原性 SO2能使溴水、酸性KMnO4褪色，是因为SO2的还原性而非漂白性。 易错点03：氯水与SO2的漂白性 氯水、SO2的漂白性原理不同。分别通入品红溶液，品红溶液均褪色，加热，后者可恢复红色，前者不恢复原来红色。 易错点04：不是所有的最高价态的物质都具有氧化性 含＋6价硫的化合物不一定都有强氧化性，如浓硫酸具有氧化性，而稀硫酸、硫酸盐中的硫元素均不表现氧化性。 方法01．SO2的特性 【解题通法】亚硫酸(H2SO3)是一种弱酸，不稳定，易分解。SO2是H2SO3的酸酐，为酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性：除与H2O反应外，还与酸碱指示剂、碱性氧化物、碱及某些盐反应。 【典型例题】根据下列实验操作和现象所得结论正确的是 操作 现象 结论 A 用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应 火焰呈黄色 原溶液中有，无 B 向某溶液中滴加几滴氯水，再滴加溶液 溶液变红 原溶液中有 C 将浓硫酸和蔗糖混合搅拌，并用湿润的品红试纸检验产生的气体 蔗糖变黑，品红试纸褪色 浓硫酸有脱水性和氧化性 D 滴加稀溶液，将湿润红色石蕊试纸置于试管口 试纸不变蓝 原溶液中无 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应，火焰呈黄色说明溶液中一定有钠离子，但不能确定是否含有钾离子，故A错误； B．溶液中含有铁离子时，滴入硫氰化钾溶液，溶液也会变为红色，则向某溶液中滴加几滴氯水，再滴加硫氰化钾溶液，溶液变红不能确定溶液中是否含有亚铁离子，故B错误； C．浓硫酸具有脱水性，将浓硫酸和蔗糖混合搅拌，蔗糖脱水碳化，且放出大量的热，具有强氧化性的浓硫酸可与碳共热反应生成二氧化硫和二氧化碳，反应生成的二氧化硫能使品红溶液漂白褪色，则蔗糖变黑，品红试纸褪色说明浓硫酸有脱水性和氧化性，故C正确； D．溶液中的铵根离子能与氢氧化钠溶液反应生成一水合氨，不能生成能使湿润红色石蕊试纸变蓝色的氨气，则试纸不变蓝不能说明溶液中是否含有铵根离子，故D错误； 故选C。 方法02．浓硫酸的三大特性 【解题通法】浓H2SO4只能作与之不反应气体的干燥剂。根据浓H2SO4的性质：ⓐ酸性，ⓑ强氧化性，浓硫酸只能干燥酸性、中性且无强还原性的气体，如Cl2、HCl、SO2、O2、N2、CO2、CO、H2等；不能干燥碱性或强还原性气体，如NH3、H2S、HI、HBr等。浓硫酸能将许多有机化合物中的氢、氧元素按原子数2:1夺取出来，这就是浓硫酸的脱水性。如浓硫酸能使某些含C、H、O的有机化合物碳化。浓硫酸中+6价的硫元素会夺取电子（呈现强氧化性），一般被还原成+4价硫元素的化合物(SO2)，所以浓硫酸称为强氧化性酸。 【典型例题】“类比”是预测物质结构、性质与化学反应的重要方法之一，下列有关类比合理的是 A．能与溴水反应使之褪色，推测也能与氯水反应使之褪色 B．铊(Tl)与铝同主族，其氢氧化物既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应 C．、是酸性氧化物，推测也是酸性氧化物 D．浓硫酸可与NaCl反应制HCl，推测浓硫酸也可与NaI反应制取HI 【答案】A 【详解】A．SO2与溴水反应是因还原性，氯水中的Cl2同样具有强氧化性，SO2可与其反应生成H2SO4和HCl，使氯水褪色，类比合理，A正确； B．铊与铝同主族，但随原子半径增大，金属性增强，Tl的氢氧化物碱性增强，不再具有两性，类比不合理，B错误； C．NO2与水反应生成HNO3和NO，属于混合氧化物而非酸性氧化物，类比不合理，B错误； D．浓硫酸与NaI反应时，I-会被氧化为I2，而非生成HI，类比不合理，D错误； 故选A。 方法03．硫酸根离子检验要点 【解题通法】酸化时对酸的选择。不能选硫酸，因为硫酸溶液中含有SO42-离子。不能选硝酸，因为硝酸能将SO32- 氧化成SO42-。通常选盐酸。选择盐酸的好处有三个：(a)是强酸；(b)非氧化性酸；(c)盐酸溶液中含有Cl-离子，如果酸化时出现白色沉淀，那证明被测溶液中含有Ag+离子。检验时要注意滴加顺序，应先滴加盐酸，后滴加Ba2+离子溶液。因为如果次序颠倒的话，所用的Ba2+离子溶液是BaCl2溶液，出现的白色沉淀可能是AgCl。 【典型例题】下列关于硫酸根离子的检验方法中，正确的是 A．加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，则原溶液中存在SO离子 B．先加BaCl2溶液，再加HCl，产生白色沉淀，则原溶液中存在SO离子 C．加入用HNO3酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，则原溶液中存在SO离子 D．加入过量HCl酸化，再向澄清液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，则说明原溶液中存在SO离子 【答案】D 【详解】A．加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，该白色沉淀可能为碳酸钡、氯化银等，原溶液中可能含有碳酸根离子、银离子等，原溶液中不一定存在离子，A项错误； B．先加BaCl2溶液，再加HCl，产生白色沉淀，则原溶液中存在或者Ag+，B项错误； C．加入用HNO3酸化的BaCl2溶液，可被硝酸氧化生成，产生白色沉淀，则原溶液中存在或者，C项错误； D．加入过量HCl酸化，无沉淀产生，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，则说明原溶液中存在离子，D项正确； 答案选D。 方法04．不是所有的铵盐受热都会产生氨气 【解题通法】并不是所有的铵盐受热分解都产生NH3。NH4Cl在试管中受热分解的现象与碘的升华相似。但二者有本质的差别，前者是NH4Cl分解后又化合成NH4Cl，属于化学变化过程。而后者是物理变化过程。 【典型例题】化学在生产、生活中有着广泛的应用。下列对应关系不正确的是 选项 化学性质 实际应用 A 铵盐受热易发生分解反应 实验室中利用NH4Cl分解反应制备氨 B 铁常温下遇浓硫酸发生钝化 用铁桶装浓硫酸 C HF能与SiO2反应 氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记 D 乙烯能与KMnO4溶液反应 用浸泡过KMnO4溶液的硅土保存水果 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．铵盐与碱反应生成氨气，实验室中利用NH4C1与碱共热反应制备氨气，与铵盐受热易分解的性质无关，A错误； B．浓硫酸具有强氧化性，在室温下铁遇浓硫酸时，在铁表面会氧化产生一层致密的氧化物保护膜，阻止金属进一步发生氧化，即发生钝化现象，因此用铁桶装浓硫酸，B正确； C．氢氟酸能够与玻璃中的二氧化硅反应，能够腐蚀玻璃，所以氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记，C正确； D．乙烯具有催熟效力，其能够被酸性高锰酸钾氧化，用浸泡过KMnO4溶液的硅土保存水果，可以延长其保存时间，D正确； 故合理选项是A。 方法05．酸雨与环境问题 【解题通法】减少酸雨的生成，必须控制空气中SO2等气体的含量。目前世界上减少二氧化硫排放量的措施主要有：优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气等；对煤和石油进行脱硫或对它们燃烧后形成的烟气 在排放之前除去硫的氧化物等。 【典型例题】化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列说法正确的是 A．华为首款5G手机搭载“麒麟980”手机芯片的主要成分是二氧化硅 B．二氧化硫是一种有毒气体，不能用作食品添加剂 C．秦安大地湾出土的鱼纹彩陶盆是硅酸盐材料 D．排放到空气中的均会形成酸雨 【答案】C 【详解】A．芯片的主要成分是单质硅，A错误； B．二氧化硫虽有毒，但在规定剂量下可作为食品添加剂（如防腐剂），B错误； C．陶器属于传统硅酸盐材料，由黏土高温烧制而成，C正确； D．酸雨由NO2、SO2形成，二氧化碳不能引起酸雨，D错误； 故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$