第四章非金属及其化合物
第三节硫及其重要化合物
一、硫单质的主要性质及应用
1.存在形态
(1)游离态：硫单质俗名，主要存在于或。
(2)化合态：主要以和的形式存在，如硫铁矿（填化学式）、黄铜矿(CuFeS2)、石膏（填化学式）和芒硝（填化学式）等。
2.物理性质：硫为色态；溶于水，溶于酒精，溶于CS2；试管壁上粘有的硫，可以用洗去）；硫有多种同素异形体：如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。
3.化学性质：硫属于中等活泼的非金属，能表现出氧化性，同时硫还表现出还原性。
①与金属铁、铜反应：、。
现象：。特别提醒：硫与变价金属反应生成。）
②与非金属氧气反应：。
a.硫在空气中燃烧火焰为色，在氧气中燃烧火焰为色。
b.在点燃条件下，S元素只能生成，不会生成。
③与非金属氢气反应：（该反应是个可逆反应，说明硫化氢不稳定）
4.用途：大量用于制造硫酸、硫化天然橡胶，也用于制药和黑火药。
二、硫的氧化物的性质及其应用
1.二氧化硫：
(1)物理性质：色而气味的有毒态，溶于水，密度比空气，液化。
(2)化学性质：
①SO2是氧化物，能跟水可逆反应生成亚硫酸，亚硫酸是中强酸，方程式：。
a.通入石蕊试液中，溶液。
b.少量SO2逐渐通入澄清石灰水中化学方程式：，SO2过量时化学方程式：。现象：，与CO2相同。
②强还原性（常见的性质）：
a．与氯水反应离子方程式：（SO2可以使氯水、溴水、碘水褪色）
b．被氧气催化氧化：（这是工业制硫酸的中间反应步骤）
c.能使酸性KMnO4溶液褪色：。
③氧化性与H2S反应（不常见的性质）：。
④漂白性，能跟有色有机化合物如品红，生成无色物质。
现象为：品红溶液，加热后又。
原理：与有色物质。
范围：SO2一般只漂白品红等部分物质，（能/不能）漂白石蕊溶液。
注意：与氯水混合，漂白性。方程式：。
(3)SO2对大气的污染与防治
①SO2来源：及。
②SO2危害：污染大气，危害人体健康，形成酸雨。形成酸雨的反应过程如下：
a.干旱地区：2SO2＋O2==2SO3（空气中飘尘作催化剂），SO3＋H2O=H2SO4。
b.普通地区：，。
③防治：开发新能源、燃煤除硫、处理工业废气。
2．三氧化硫（SO3）
(1)物理性质：熔点16.8℃，沸点44.8℃，常温下为态，标准状况下为态。
(2)化学性质：具有酸性氧化物的通性。
①与H2O反应：，放出大量的热。
②与碱性氧化物如CaO反应：。
③与碱如Ca(OH)2反应：。
④与盐如NaHSO3溶液反应：；此反应用于除去SO2中的SO3。
三、硫酸的性质及应用
1．物理性质：色油状体，挥发，与水溶。常用98%的H2SO4的密度ρ＝g/cm3，物质的量浓度为mol/L。浓H2SO4溶解时会，所以稀释浓硫酸的方法是将沿着烧杯内壁慢慢注入中，并。
2．稀H2SO4具有酸的通性
⑴使指示剂变色，如使石蕊变。
⑵与金属单质如Zn放出氢气反应：。
⑶与金属氧化物如CuO反应：。
⑷与碱如Cu(OH)2反应：。
⑸与盐如Na2CO3反应：。
3．浓H2SO4的特性（浓H2SO4也具有酸性）
⑴吸水性：吸收、结合。如少量胆矾加入浓硫酸中，蓝色固体变色；气体等。
⑵脱水性：结合，生成水。如浓硫酸滴在滤纸上，滤纸变色。
⑶强氧化性：浓H2SO4分子中的具有强氧化性。
①常温下，铁、铝遇浓H2SO4会。原因：常温下，铁、铝遇浓H2SO4生成一层，钝化是变化。常温下可用铁、铝槽车装运浓硫酸。
②与Cu反应化学方程式：。浓H2SO4表现性。
③与C反应的化学方程式为：。浓H2SO4表现性。
一、SO2与CO2的比较与鉴别
1.比较SO2与CO2的性质
SO2
CO2
物理性质
色、气味、易液化、溶于水(1:40)
色、味气体溶于水(1:1)
与水反应
，产物是中强酸
，产物是弱酸
与碱反应（澄清石灰水）
现象：。
现象：。
氧化性
还原性
能与等反应
与过氧化钠
漂白性
对环境影响
2.SO2与CO2的鉴别
①可根据物理性质，CO2气味，SO2气味。
②利用SO2的强还原性，用酸性高锰酸钾溶液或溴水鉴别。通SO2时，通CO2时。
③利用SO2的漂白性，用品红溶液鉴别。通SO2时，通CO2时。
二、浓硫酸与金属的反应及SO4(2－)离子的检验。
1.浓硫酸与金属的反应
(1)钝化：常温下浓硫酸使Fe、Al钝化，如果加热或将浓硫酸稀释，则（可以/不可以）继续反应。
(2)与活泼金属(如Zn)反应，开始产生气体，硫酸浓度变小后，产生气体。
(3)与不活泼金属(如Cu)反应，如足量Cu与含2molH2SO4的浓硫酸充分反应，生成的SO2（大于/小于/等于）1mol。原因是。
(4)浓硫酸在反应中表现的性质判断，若，则硫酸必表现出酸性，若，则硫酸必然表现出氧化性。
2.SO4(2－)的检验。
(1)检验SO4(2－)时要防止其他离子的干扰
①Ag＋干扰：先用盐酸酸化，无沉淀生成，能排除Ag＋干扰，因为Ag＋＋Cl－===AgCl↓。
②CO3(2－)、SO3(2－)干扰：因为BaCO3、BaSO3也是白色沉淀，但是这些沉淀能溶于强酸中。因此检验SO4(2－)时，必须用盐酸酸化。例如：BaCO3＋2H＋===H2O＋CO2↑＋Ba2＋。
(2)检验SO4(2－)时，用于酸化的酸只能用稀盐酸，可溶性钡盐只能用BaCl2。不能选择硝酸酸化，也不能选用Ba(NO3)2。因为。
(3)正确操作：被检液加足量无沉淀现象，再取清液滴加BaCl2有无白色沉淀(判断有无SO4(2－))。
强调：必须先加酸化，确定之后，再加入，能，证明有SO42-。
3．工业上生产胆矾的方法：工业上生产胆矾时，一般不用铜和浓硫酸反应，目的是。而是先把铜后，再与反应，方程式：，。
1．某探究性学习小组利用图中所列装置设计实验，证明浓硫酸和木炭粉在加热条件下反应有SO2和CO2生成。
(1)实验室可观察到装置中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色。
A瓶溶液的作用是；
B瓶溶液的作用是；
C瓶溶液的作用是。
(2)装置D中所盛溶液是，可验证的产物是__________。
(3)若想同时验证另一种产物的存在，需使用的试剂为，该装置在整套装置中的位置是，理由是。
2．某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，设计了如图所示装置进行有关实验：
(1)先关闭活塞a，将6.4g铜片和12mL18mol/L的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热至反应完全，发现烧瓶中还有铜片剩余。再打开活塞a，将气球中的氧气缓缓挤入圆底烧瓶，最后铜片完全消失。
①写出上述过程中烧瓶内发生反应的化学方程式：
打开活塞a之前______；
打开活塞a之后_______。
②B是用来收集实验中产生的气体的装置，但集气瓶内的导管未画全，请把导管补充完整。
(2)实际上，在打开活塞a之前硫酸仍有剩余。为定量测定余酸的物质的量，甲、乙两学生进行了如下设计：
①甲学生设计的方案是：先测定铜与浓硫酸反应产生SO2的量，再通过计算确定余酸的物质的量。他测定SO2的方法是将装置A产生的气体缓缓通入装置D(D中充满某种液体)，从而测出装置A产生气体的体积(已折算成标准状况)。你认为甲学生设计的实验方案中D装置中试剂为___。
②乙学生设计的方案是：将反应后的溶液冷却后全部移入到烧杯中稀释，并按正确操作配制mL溶液，再取20mL于锥形瓶中，用标准氢氧化钠溶液进行滴定求出余酸的物质的量，若耗去amol·L－1的氢氧化钠溶液bmL，则余酸的物质的量为：mol。(用含a、b的表达式来表示)
第三节硫及其重要化合物参考答案：
一、硫单质的主要性质及应用
1.(1)硫黄火山口附近地壳的岩层里
(2)金属硫化物硫酸盐FeS2CaSO4·2H2ONa2SO4·10H2O
2．黄固不微易CS2
3.①Fe+SFeS2Cu+SCu2S固体保持红热，产物为黑色低价态产物
②S+O2SO2淡蓝蓝紫SO2SO3③S+H2H2S
二、硫的氧化物的性质及其应用
1.(1)无刺激性气易大容易
(2)①酸性SO2＋H2OH2SO3变红SO2＋Ca(OH)2=CaSO3↓＋H2O2SO2＋Ca(OH)2=Ca(HSO3)2先生成白色沉淀，后沉淀溶解②SO2＋Cl2＋2H2O=4H++SO4＋2Cl-2SO2+O22SO32KMnO4＋5SO2＋2H2O=K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4③2H2S+SO2==3S↓+2H2O④先褪色恢复原色直接结合生成不稳定的无色物质不能减弱SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl
(3)①化石燃料的燃烧含硫矿石的冶炼②SO2＋H2O=H2SO32H2SO3＋O2=2H2SO4
2.(1)液固
(2)H2O＋SO3＝H2SO4CaO＋SO3＝CaSO4Ca(OH)2＋SO3＝CaSO4+H2O
2NaHSO3＋SO3＝Na2SO4＋2SO2↑＋H2O
三、硫酸的性质及应用
1．无液难能以任意比互1..4放出大量热浓硫酸水用玻璃棒不断搅拌
2．⑴红⑵Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑⑶CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O
⑷Cu(OH)2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O⑸Na2CO3＋H2SO4=Na2SO4＋CO2↑＋H2O
3．⑴水分子白干燥⑵有机物分子中的氢原子、氧原子黑
⑶+6价S原子①发生钝化致密的氧化膜化学
②Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O强氧化性和酸
③C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O强氧化
一、SO2与CO2的比较与鉴别
1.
SO2
CO2
物理性质
无、刺激性、易
无、无、微
与水反应
SO2+H2OH2SO3
CO2+H2OH2CO3
与碱反应
（相同性质）
先产生沉淀，后溶解。
Ca(OH)2+SO2====CaSO3↓+H2O
CaSO3+SO2+H2O====Ca(HSO3)2
先产生沉淀，后溶解。
Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2O
CaCO3+CO2+H2O====Ca(HCO3)2
氧化性
SO2+2H2S=3S↓+2H2O
CO2+C2CO
还原性
酸性高锰酸钾、氯水、溴水、碘水
无
与过氧化物
Na2O2+SO2==Na2SO4
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
漂白性
额
无
对环境影响
形成酸雨，直接危害人体健康
引起温室效应
2.①无有刺激性②褪色不褪色③褪色不褪色
二、浓硫酸与金属的反应及SO4(2－)离子的检验。
1.(1)可以(2)SO2H2(3)小于随着反应进行，浓度变小后，稀硫酸不再与Cu反应(4)有硫酸盐生成有硫原子化合价降低的产物生成
2.(2)在酸性条件下，NO3-会把SO32-、BaSO3等氧化为SO42-和BaSO4而对检验造成干扰
(3)盐酸无沉淀BaCl2溶液产生白色沉淀
3．节约原料和防止污染在空气中灼烧稀硫酸Cu＋O2△(=====)2CuOCuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O
1．(1)验证产物气流中有SO2除去产物气流中的SO2_验证产物气流中SO2已被B瓶溶液全部除去
(2)澄清石灰水CO2_
(3)无水CuSO4A前产物气流通过A、B、C、D时会带出水蒸气，所以必须在A之前
2.(1)①Cu＋2H2SO4(浓)△(=====)CuSO4＋SO2↑＋2H2O2Cu＋2H2SO4(稀)＋O2△(=====)2CuSO4＋2H2O
②（把左侧进气导管延伸到瓶底部即可）
(2)①饱和NaHSO3溶液②2(5ab×10－3)
第四章非金属及其化合物
第四节氮及其重要化合物
一、氮的单质及其氧化物
1.氮在自然界中的存在与转化：氮的固定是指。其中，称为自然固氮，如自然界雷电作用、豆科植物的根瘤作用；通过称为人工固氮，如工业合成氨。
2．氮气
(1)物理性质：色，味，体，溶于水，密度比空气，沸点比氧气。
(2)化学性质：N2分子内氮原子间以键结合，非常牢固，使N2化学性质很，常作保护气。
①与氢气反应：。
a该反应是的反应。也属于人工固氮的反应之一。
b这是非常典型的可逆反应，高中阶段极少见的反应条件：。
②与氧气反应：。
a在汽车发动机中发生该反应，使成为汽车尾气的主要成分之一。在大气中雷电条件下进行此反应，属于自然固氮反应之一。
bNO可能像CO一样，与动物结合使之中毒；NO还能形成污染环境，NO还能破坏。能形成光化学烟雾。
③与活泼金属如Mg反应：，金属镁在空气中燃烧时，除MgO外，有少量生成。
3.NO和NO2的性质比较
气体
NO
NO2
色、态
溶解性
收集方法
、毒性、
与H2O反应
与O2反应
实验室
制法
二、氨和铵盐
1．氨气物理性质：色、气味的体，溶于水，常温常压下1体积水能溶解体积的氨气，密度比空气，液化，可作制冷剂。
2.氨气化学性质：
⑴与水反应：氨水呈性，氨气是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变色的气体，常用此性质检验氨气。反应方程式：。
⑵与酸反应：
①与挥发性酸(如浓盐酸、硝酸)的反应：。现象：沾浓盐酸和浓氨水的玻璃棒。
②与不挥发硫酸反应：。现象：现象
⑶与盐如AlCl3反应：，氨水过量时沉淀。
⑷氨气的还原性：NH3中的N呈-3价，所以NH3具有还原性，能被O2、CuO、NOx、Cl2等物质氧化。
①O2催化氧化：；纯氧中点燃：。
②Cl2足量：；Cl2少量：。
3.氨气实验室制法：
⑴用固体加固体制取：。
⑵用液体浓氨水与固体碱制取：。
4氨气用途：制HNO3、铵盐、纯碱、尿素，制冷剂等。
5.铵盐
⑴物理性质：都是色或白色晶体，都溶于水。
⑵化学性质：
①不稳定性：NH4Cl；一般分解规律是首先分解生成氨气和酸，然后再看酸是否再分解。如NH4HCO3。
②与碱反应：a.在稀溶液中不加热：NH4＋＋OH－=。
b.加热时或浓溶液：NH4＋＋OH－。
⑶NH4＋的检验：
①未知液→加入至呈碱性并加热→产生气体使，则证明含NH4(＋)；
②也可以将蘸有浓盐酸的玻璃棒代替石蕊试纸，靠近管口，若，说明样品中含有NH4+。
三、硝酸
1．物理性质：色、气味的液体，挥发，在空气中遇水蒸气呈状。
2．化学性质：——有酸的通性，如与碱、碱性氧化物、盐等物质反应。另外还有以下特性。
⑴不稳定，加热或光照条件分解：。
①市售浓硝酸呈黄色的原因是：。
②硝酸保存在中，置于冷暗处，用玻璃塞，不能用橡胶塞。
⑵强氧化性：
铜与溶液硝酸反应：；
铜与溶液硝酸反应：。
①浓、稀硝酸都有强氧化性，而且氧化性越强。
②能与Au、Pt以外的绝大多数金属反应。
③有些金属如Al、Fe等，在中发生钝化。故可以用运输冷的浓硝酸。
④HNO3(浓)表现出强氧化性时，生成和，HNO3(稀)表现出强氧化性时，生成和。
⑤判断硝酸在反应中表现出的性质时，产物中生成硝酸盐，则硝酸必然表现出酸性；若有氮原子价态降低的产物生成，则硝酸必然表现出强氧化性。如：
⑶与有机物反应：①硝化反应(与C6H6反应)：C6H6+HNO3C6H5NO2+H2O
②颜色反应：蛋白质遇到浓硝酸时变色
3．NO3离子的检验：晶体或浓溶液与浓硫酸、Cu共热时，产生则含NO3；若为稀溶液则先浓缩。
4．用途：化工原料，用于制化肥、染料、炸药等。
一、氨气的实验室制法与性质
1．加热固态铵盐和碱的混合物方法
(1)反应原理：。
(2)装置：“固体＋固体气体”如图。
(3)收集：只能用。
(4)干燥：用(NaOH和CaO固体的混合物)。（能/不能）用CaCl2。
(5)验满方法：①用；
②将蘸有。
(6)环保措施：收集时，一般在试管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，目的是。
。。
⑺注意事项：
①不宜选用NH4NO3和NH4HCO3，因为NH4NO3受热，NH4HCO3受热易。
②不宜直接加热NH4Cl分解制取氨气，因为。
③Ca(OH)2不宜用NaOH、KOH代替，原因。
2．浓氨水中加固态碱性物质制取氨气
(1)原理：浓氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH4+＋OH－，
(2)加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，
①溶于水，
②，促进了NH3·H2O的分解。
(3)装置：右图
二、氨气的性质
1．氨气的催化氧化实验探究
装置
作用或现象
①
提供
②
红热的铂铑合金丝保持红热，证明反应
③
吸收
④
看到
2．氨气的溶解性实验问题
⑴氨气喷泉实验的基本原理：
①气体，在短时间内产生足够的压强差(负压)，
②打开止水夹后，大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中，在尖嘴导管口形成喷泉。
⑵形成喷泉的气体与液体组合：
①NH3、HCl、SO2、NO2与液体组合能形成喷泉。
②一些气体如SO2、CO2、Cl2与液体组合能形成喷泉。
三、硝酸与金属、非金属反应的一般规律
1．硝酸与金属反应的一般规律
(1)金属与HNO3反应的一般通式为：
①金属＋浓硝酸―→＋＋反应中，表现氧化性和酸性的HNO3之比为。
②金属＋稀硝酸―→＋＋反应中，表现氧化性和酸性的HNO3之比为。
(2)足量金属与一定量浓硝酸反应时，随着，产物也发生改变。
2．硝酸与非金属反应的规律
(1)浓硝酸能与碳、硫、磷等非金属单质反应，一般生成或、二氧化氮和水。
(2)与非金属单质反应，HNO3表现性，不表现性。
3．计算中的守恒思想的应用（另有专题详论）
(1)原子守恒法：
①HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO3-形式存在于溶液中；
②另一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分氮原子的总和等于反应消耗的HNO3中氮原子的量。
(2)得失电子守恒法：HNO3中氮原子得电子的物质的量等于还原剂失电子的物质的量。
(3)电荷守恒法：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有：c(NO3-)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。
(4)离子方程式计算法：金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO3(－)在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO3(－)进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。
1．实验室里可按下图所示的装置干燥、贮存某气体R，多余的气体可用水吸收，则R是( )
A．NO2B．HClC．CH4D．NH3
2．1.92gCu投入一定量的浓HNO3溶液中，Cu完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到标准状况下的气体mL，将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的氧气，恰好使气体完全溶于水，则通入的氧气的体积为( )
A．mLB．mLC．mLD．mL
3.判断在下列反应中硝酸表现出的性质：
(1)C+4HNO3CO2↑+4NO2↑+2H2O；HNO3表现出性。
(2)与某些还原性物质反应：3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O；表现出性。
第四节氮及其重要化合物参考答案：
一、氮的单质及其氧化物
1.将游离态的氮转化成化合态的氮自然界中自动完成的反应工业生产完成的反应
2.(1)无无气难小低
(2)（N≡N）三个稳定①N2＋3H22NH3工业合成氨气高温、高压、催化剂②N2＋O22NONO血红蛋白酸雨臭氧层③3Mg＋N2Mg3N2Mg3N2
3.
NO
NO2
无色气态
红棕色气态
不溶于水
能溶于水
排水法
向上排气法
，有毒，
，有毒，
无
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
2NO＋O2===2NO2
无
3Cu＋8HNO3(稀)===
3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
Cu＋4HNO3(浓)===
Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
二、氨和铵盐
1.无刺激性气极易小易
2.⑴碱蓝NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-
⑵HCl+NH3=NH4Cl接近时产生白烟2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4无明显
⑶AlCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl不溶解
⑷4NH3＋5O24NO＋6H2O4NH3＋3O22N2＋6H2O
2NH3＋3Cl2=N2＋6HCl8NH3（足量）＋3Cl2=N2＋6NH4Cl
3.⑴2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O⑵NH3·H2O=(强碱)=NH3↑+H2O
5.⑴无易⑵①NH3↑+HCl↑NH3↑+H2O+CO2↑②NH3·H2ONH3↑+H2O
⑶OH－溶液湿润红色石蕊试纸变蓝色有白烟产生
三、硝酸
1.无有刺激性易白雾
2.⑴4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里棕色试剂瓶
⑵Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
浓度越大冷的浓硝酸铁、铝容器NO2H2ONOH2O⑶黄
3．红棕色气体
一、氨气的实验室制法与性质
1．(1)2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O(3)向下排空气法(4)碱石灰不能
(5)湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生
(6)减小NH3与空气的对流速度，收集到纯净的NH3，同时也可避免污染空气
⑺①易爆炸分解产生CO2②分解产生的NH3和HCl气体冷却后重新化合成NH4Cl
③是NaOH、KOH易吸湿，结块，不利于NH3的逸出
2．放热产生OH－使平衡逆向移动
二、氨气的性质
1．①氨气和氧气②放热③剩余的氨气和生成的水蒸气有④红棕色的气体产生
2．⑴在液体中溶解度很大⑵水NaOH溶液
三、硝酸与金属、非金属反应的一般规律
1.(1)金属硝酸盐NO2H2O1：1金属硝酸盐NOH2O1：3(2)硝酸浓度的降低
2.最高价含氧酸最高价氧化物强氧化酸
1．D2．B3.(1)强氧化性(2)酸性和强氧化
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