化学高中知识点归纳硫与硫的化合物.pdf

1 / 6 化学高中知识点归纳 硫和硫的化合物环境保护 1氧族元素 氧族元素 包括氧（8O)、硫 (16S)、硒 (34Se)、碲 (52Te)和放射性元素钋(84Po)氧族元素位于 元素周期表中第A 族 氧族元素的原子结构 (1)相似性：最外层电子数均为6 个；主要化合价：氧为2 价，硫、硒、碲有2、 +4、 +6 价 (2)递变规律：按氧、硫、硒、碲的顺序，随着核电荷数的增加，电子层数增多，原子半径 增大，失电子能力增强，得电子能力减弱，非金属性减弱，金属性增强 氧族元素单质的物理性质 O2S Se Te 颜 色无色黄色灰色银白色 状 态气体固体固体固体 密度逐渐增大 熔点、沸点逐渐升高 导电性不导电不导电半导体导电 氧族元素的化学性质 O2S Se Te 与 H2化合 的条件及氢 化物的稳定 性 反应条件点燃加热高温 不能直接化 合 氢化物 稳定性 H2O 很稳定H2S不稳定H2Se不稳定 H2Te 很不稳定 常见氧化物的化学式SO2、SO3 SeO2、SeO3TeO2、TeO3 高价含氧酸的化学式H2SO4H2SeO4H2TeO4 与同周期 A、VA、 A 族元素的非金属性强弱比 较 同周期元素的非金属性：AVA A A 同素异形体由同种元素形成的几种性质不同的单质，叫做这种元素的同素异形体例 如， O2与 O3，金刚石、石墨与C60，白磷与红磷，均分别互为同素异形体；硫元素也有多 种同素异形体 注意“同位素”与“同素异形体”的区别同位素研究的对象是微观的原子，而同素异形 体研究的对象是宏观的单质 臭氧 (1)物理性质：在常温、常压下，臭氧是一种具有特殊臭味的淡蓝色气体，密度比氧气大， 也比氧气易溶于水液态臭氧呈深蓝色，固态臭氧呈紫黑色 (2)化学性质： 不稳定性O3在常温时能缓慢分解，高温时分解加速：2O3 =3O2 强氧化性例如：a Ag、Hg 等不活泼金属能与O3发生反应； bO3+2KI+H2OO2+I2+2KOH (此反应可用于O3的定量分析 ) 2 / 6 (3)用途： 作漂白剂O3能使有机物的色素和染料褪色(其褪色原理与HClO 类似 )如将O3通 入石蕊试液中，溶液变为无色消毒剂 (4)制法： 3O22O3 (5)臭氧在自然界中的存在及其与人类的关系 存在：自然界中含有臭氧，其中90集中在距离地面15 km50 km 的大气平流层 中(即通常所说的臭氧层)与人类的关系：空气中的微量臭氧能刺激中枢神经，加速血 液循环，令人产生爽快和振奋的感觉大气中的臭氧层能吸收太阳的大部分紫外线，使地 球上的生物免遭伤害但氟氯烃(商品名为氟利昂)等气体能破坏臭氧层因此，应减少并 逐步停止氟氯烃等的生产和使用，以保护臭氧层 过氧化氢 (1)物理性质：过氧化氢俗称双氧水，是一种无色粘稠液体市售双氧水中H2O2的质量分 数一般约为30 (2)化学性质： H2O2显弱酸性，是二元弱酸其电离方程式可表示为： H2O2H+ HO2 HO2 H+ O22 不稳定性H2O2贮存时就会分解在其水溶液中加入MnO2等催化剂，分解速度大 大加快 2H2O22H2O+O2 说明该反应原理是实验室制O2的常见方法之一其发生装置为“固 + 液不加热”型 H2O2既具有氧化性又具有还原性H2O2中的氧元素为1 价，介于0 价与 2 价之 间，当 H2O2遇到强氧化剂时表现出还原性，而当遇到强还原剂时则表现出氧化性例如： 2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 K2SO4 + 2MnSO4 + 5O2+ 8H2O(H2O2表现还原性 ) H2O2 + 2KI 2KOH + I2 (H2O2表现氧化性 ) (3)重要用途： 医疗上广泛使用稀双氧水(含 H2O2的质量分数为3或更小 )作为消毒杀菌剂 工业上用10的双氧水作漂白剂(漂白毛、丝及羽毛等)、脱氯剂 实验室制取氧气 * 硫化氢 (1)物理性质： 硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋气味的气体，密度比空气大 硫化氢有剧毒，是一种大气污染物在制取和使用H2S 气体时，必须在密闭系统如通风 橱中进行 在常温、常压下，1体积水中能溶解2.6体积的硫化氢 (2)化学性质： 不稳定性： H2S受热 (隔绝空气 )能分解： H2S H2 + S 可燃性： H2S气体能在空气中燃烧： 2H2S + 3O2(充足 )2H2O + 2SO2 2H2S + O2(不足 )2H2O + 2S (发出淡蓝色火焰) (析出黄色固体) 强还原性： H2S中的硫为 2 价，处在最低价态，当遇到氧化剂时，硫被氧化为 0 价、 +4 价或 +6 价如： H2S +X2 2HX + S (X Cl、Br、 I) 3 / 6 H2S + H2SO4(浓) S+ SO2 + 2H2O 水溶液显弱酸性硫化氢的水溶液叫氢硫酸氢硫酸是一种二元弱酸，具有酸的 通性氢硫酸易挥发，当氢硫酸受热时，硫化氢会从溶液里逸出 (3)实验室制法： 反应原理： FeS + 2H Fe2 + H 2S(因 H2S有强还原性，故不能用HNO3或浓 H2SO4制 取 H2S气体 )发生装置：固 + 液 气体型装置 干燥剂：用P2O5或 CaCl2(不能用浓 H2SO4或碱性干燥剂 ) 2二氧化硫 二氧化硫 (1)物理性质： 二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的气体，有毒，密度比空气大，易液化 易溶于水在常温、常压下，1 体积水能溶解40 体积的 SO2气体 (2)化学性质： 二氧化硫与水反应：SO2 + H2O H2SO3(该反应为可逆反应) 说明a将装满SO2气体的试管倒立在滴有紫色石蕊试液的水槽中，一段时间后，水充满 试管，试管中的液体变为红色 b反应生成的H2SO3为二元中强酸，很不稳定，易分解： H2SO3 H2O + SO2 二氧化硫与氧气的反应：2SO2 + O2 2SO3 说明 a该反应是工业上制造硫酸的反应原理之一 b反应产物SO3是一种无色固体，熔点 (16.8)和沸点 (44.8)都很低 SO3与 H2O 反应生 成 H2SO4，同时放出大量的热：SO3 + H2O H2SO4 + 热量 cSO2中的硫处于 +4 价，因此 SO2既具有氧化性又具有还原性例如： SO2 + 2H2S 3S + 2H2O SO2 + X2 + 2H2O 2HX + H2SO4 (XC1、Br、 I) 二氧化硫的漂白性： 说明aSO2和 C12(或 O3、H2O2、Na2O2等)虽然都有漂白作用，但它们的漂白原理和现象 有不同的特点Cl2的漂白原理是因为C12与 H2O 反应生成的 HClO 具有强氧化性(O3、 H2O2、Na2O2等与此类似 )，将有色物质 (如有色布条、石蕊试液、品红试液等)氧化成无色 物质，褪色后不能再恢复到原来的颜色；而SO2是因它与水反应生成的H2SO3跟品红化合 生成了无色化合物，这种不稳定的化合物在一定条件下(如加热或久置)褪色后又能恢复原 来的颜色，用SO2漂白过的草帽辫日久又渐渐变成黄色就是这个缘故 bSO2能使橙色的溴水、黄绿色的氯水、紫红色的酸性 KMnO 4 溶液等褪色，这是因为 SO2具有还原性的缘故，与 SO2的漂白作用无关 c利用 SO2气体使品红溶液褪色、加热后红色又复现的性质，可用来检验 SO2气体的存在 和鉴别 SO2气体 二氧化硫能杀菌，可以用作食物和水果的防腐剂 二氧化硫的污染和治理 (1)SO2的污染：二氧化硫是污染大气的主要有害物质之一它对人体的直接危害是引起呼 吸道疾病，严重时还会使人死亡 (2)酸雨的形成和危害：空气中的SO2在 O2和 H2O 的作用下生成H2SO3、H2SO4。 2SO2 + O22SO3 SO2 + H2OH2SO3 SO3 + H2OH2SO4 4 / 6 下雨时，硫的氧化物(和氮的氧化物)以及所形成的硫酸(和硝酸 )随雨水降下，就形成酸 雨酸雨的pH 小于 5.6(正常雨水因溶解了CO2，其 pH 约为 5.6) 酸雨能使湖泊水质酸化，毒害鱼类和其他水生生物；使土壤酸化，破坏农田，损害农 作物和森林；酸雨还会腐蚀建筑物、工业设备和名胜古迹等 (3)治理：空气中的二氧化硫主要来自化石燃料(煤和石油 )的燃烧此外，还有含硫矿石的 冶炼和硫酸、磷肥、纸浆生产等产生的工业废气消除大气污染的主要方法之一是减少污 染物的排放、例如，硫酸厂、化工厂、冶炼厂等的尾气在排放前进行回收处理 3硫酸 硫酸 (1)物理性质： 纯硫酸是一种无色透明、粘稠的油状液体常用的浓硫酸的质量分数为98.3，密 度为 1.84 g·cm3 (物质的量浓度为18.4 mol·L1 )，沸点为338(因此，浓硫酸属高 沸点、难挥发性酸) 硫酸易溶于水，能以任意比与水混溶浓硫酸溶于水时放出大量的热因此，在稀 释浓硫酸时，要将浓硫酸缓慢倒入水中，并边加边搅拌 (2)化学性质： 硫酸属于强电解质，是二元强酸，稀H2SO4具有酸的通性例如： Zn + 2H Zn2+ H2 (实验室制 H2原理 ) Fe2O3 + 6H 2Fe3+ 3H2O(除铁锈原理 ) H2SO4 + Ba(OH)2 BaSO4+ 2H2O 说明 ：浓硫酸中含水量很少，因此，浓H2SO4的电离程度很小，其中主要含H2SO4分子 吸水性： a浓 H2SO4能吸收空气中的水分或各种物质中混有的游离态的 H2O，形成一系列稳定 的化合物，如H2SO4·H2O、 H2SO4·2H2O 和 H2SO4·4H2O 等因此，在实验室中浓 H2SO4可用来作气体干燥剂，但不能干燥可与浓 H2SO4反应的碱性气体(如 NH 3 等)和强还 原性气体 (如 H2S、HI、HBr 等) b因为浓H2SO4能吸收空气中的水分，所以实验室保存浓 H2SO4时应注意密封，以 防止浓 H2SO4吸收水分而变稀 脱水性：浓H2SO4能将有机物中的氢、氧元素按21 的组成比脱出生成水，使有机 物发生变化并生成黑色的炭例如：C12H22O11(蔗糖 ) 12C + 11H2O 又如将浓 H2SO4滴到蓝色石蕊试纸上，试纸先变红色然后变黑色 注意浓 H2SO4的脱水性及溶于水时放出大量热的性质，使浓H2SO4对有机物具有强烈的 腐蚀性因此，如皮肤上不慎沾上浓H2SO4时，不能先用水冲洗，而先要用干布迅速擦 去，再用大量水冲洗 强氧化性：浓H2SO4中的硫为 6 价，处于硫元素的最高价态，因此浓H2SO4具有强氧 化性在反应中，浓H2SO4被还原为 4 价硫的化合物、单质硫或2 价硫的化合物 a常温下，浓H2SO4使 Fe、A1 发生钝化 (Fe、A1 难溶于冷的浓 H2SO4中) 说明浓硫酸跟某些金属接触，使金属表面生成一薄层致密的氧化物保护膜，阻止内部金属 继续跟硫酸反应，这一现象叫做金属的钝化钝化是化学变化利用Fe、 A1 在冷的浓 H2SO4中产生钝化的性质，可用铁或铝制容器装盛浓硫酸 b加热时，浓H2SO4能跟除 Pt、Au 外的金属发生反应反应的通式可表示为： 金属 (Pt、Au 除外 ) + H2SO4(浓) 硫酸盐 + SO2+ H2O 例如： 2H2SO4(浓) + Cu CuSO4 + 2H2O + SO2 5 / 6 说明Cu 与浓 H2SO4的反应中，由于H2SO4中的硫元素的化合价只有部分改变，因此浓硫 酸同时表现出了氧化性和酸性此外，随着反应的进行，浓H2SO4会渐渐变稀，而稀 H2SO4是不与 Cu 发生反应的因此，反应物Cu 和 H2SO4都有可能剩余，且实际产生的 SO2气体的体积要比理论值小 c加热时，浓H2SO4能使非金属单质 C、S、P等氧化例如： 2H2SO4(浓) + CCO2+ 2SO2 + 2H2O (在此反应中， H2SO4只表现出氧化性 ) d浓 H2SO4能氧化某些具有还原性的物质例如： H2SO4(浓) + H2S S + SO2 + 2H2O 2HBr + H2SO4(浓) Br2 + SO2 + 2H2O 8HI + H2SO4(浓) 4I2 + H2S + 4H2O 氧化性酸与酸的氧化性所谓“氧化性酸”是指酸根部分易于获得电子的酸，如浓 H2SO4、 HNO3等，由于其中 6 S、 5 N易获得电子而表现出很强的氧化性；而盐酸、稀硫酸 等酸根部分不能或不易获得电子，所以它们是非氧化性酸 在水溶液中任何酸都能不同程度地电离出H， H在一定条件下可获得电子形成 H2从这一观点看，酸都具有氧化性，但这是 H表现出来的氧化性，它与氧化性酸中的 中心元素处于高价态易获得电子具有的氧化性是不同的 区别“氧化性酸”与“酸的氧化性”这两个概念的关键如下：酸根部分易获得电子 有氧化性是氧化性酸 酸电离出的H有氧化性酸的氧化性是非氧化性酸 SO42的检验 正确操作步骤： 待检溶液无现象产生白色沉淀，说明原溶液中含SO42 离子 离子方程式： SO42+ Ba2 BaSO4 注意 加入盐酸的目的是将待检溶液中可能存在的、对检验SO42有干扰作用的 CO32 、 SO32等阴离子通过反应而除去： CO32+ 2H CO2+ H2O SO32+ 2H SO2+ H2O AgCl 也是不溶于稀HNO3的白色沉淀向待检液中加入盐酸时，若有白色沉淀产生，需进 行过滤才能继续下一步操作 在加入BaCl2或 Ba(NO3)2溶液前，不能用HNO3酸化待检溶液因为若待检溶液中含有 SO32时，会被HNO3氧化为 SO42，也能产生同样的现象 * 硫酸钙和硫酸钡 硫酸钙 (CaSO4) 硫酸钡 (BaSO4) 自然界存 在的形式 石膏 (CaSO4· 2H2O) 重晶石 性 质 白 色固体，微溶 于水 2(CaSO4·2H2O) 2CaSO4· H2O(熟 石膏 )+3H 2O，熟石膏与水混合后很快 凝固，重新变成生石膏 不 溶 于 水 ， 也 不 溶 于 酸不易被X射线透过 用 途 制作各种模型和医疗用的石膏绷带 调节水泥的凝固速度 作X射线透视肠胃的内服 药剂 (俗称“钡餐”) 作白色 颜料 6 / 6 4环境保护 * 大气污染及其防治当大气中某些有毒物质的含量超过正常值或大气的自净能力时，就 发生了大气污染大气污染既危害人体健康又影响动植物的生长，同时会破坏建筑材料， 严重时会改变地球的气候例如，使气候变暖、破坏臭氧层，形成酸雨等大气污染的防 治要采取综合措施主要包括：调整能源结构，合理规划工业发展和城市建设布局，综合 运用各种防治污染的技术措施，制定大气质量标准、加强大气质量监测，采取生物措施、 改善生态环境，植树造林、充分利用环境的自净能力等 * 空气质量日报、周报从 1997 年 5 月起，我国有几十座城市先后开始定期发布城市空气 质量周报在此基础上，又有许多城市开始发布空气质量日报空气质量日报的主要内容 包括“空气污染指数”、“空气质量级别”、“首要污染物”等空气污染指数(简称 APT) 就是将常规监测的几种空气污染物的浓度简化为单一的数值形式，并分级表示空气污染程 度和空气质量状况这种方式适用于表示城市的短期空气质量状况和变化趋势根据我国 空气污染的特点和污染防治重点，目前计入空气污染指数的工程暂定为：二氧化硫、二氧 化氮和可吸入颗粒等。 空气质量分级标准是：空气污染指数50 点对应的污染物浓度为空气质量日均值的一级标 准，空气质量优；100 点对应二级标准，空气质量良好；200 点对应三级标准，空气轻度污 染； 300 点对应四级标准，空气质量中度污染；超过300 点则为五级标准，空气质量属重 度污染 * 水污染及其防治由于人类活动排放的污染物，使水的物理、化学性质发生变化或生物 群落组成发生变化，从而降低了水的使用价值的现象，叫做水污染水污染的主要物质有 重金属、酸、碱、盐等无机污染物，耗氧物质，植物营养物质，石油和难降解有机物 等此外，对水体造成污染的还有病原体污染、放射性污染、悬浮固体物污染、热污染 等日常使用的合成洗涤剂也会对水体造成污染防治水污染的根本措施是控制污水的任 意排放污水要经过处理，达到国家规定的排放标准后再排放污水处理的方法一般可归 纳为物理法、生物法和化学法各种方法都各有特点和适用条件，往往需要配合使用