硫的氧化物

(一)、硫俗称硫磺。

1、硫的物理性质：淡黄色固体，难溶于水，可溶于酒精，易溶于CS₂ ，熔沸点都很低。

2、 硫的化学性质

① 氧化性：

与绝大多数金属反应

Fe+SFeS

2Cu+SCu₂S (与变价金属生成低价金属)

2Na+S==Na₂S (研磨并轻微爆炸)

Hg+S==HgS (除去有毒的Hg的方法)

与非金属反应：H₂+SH₂S

② 还原性：与氧气发生反应

S+O₂SO₂

③ 自身氧化还原反应

3S+6NaOH===2Na₂S+Na₂SO₃ +3H₂O

(二) 二氧化硫

1、物理性质：二氧化硫是一种无色、有刺激性气味、有毒、比空气重、容易液化、易溶于水的气体。

2、化学性质

可逆反应：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，叫可逆反应。

(1) 酸性氧化物------亚硫酐

① 二氧化硫与水反应 ：SO₂ + H₂OH₂SO₃ (亚硫酸)

② 二氧化硫与碱的反应

SO₂ + 2 NaOH == Na₂SO₃ + H₂O ;

SO₂ + NaOH == NaHSO₃

[SO₂ + 2 NaOH == Na₂SO₃ + H₂O;Na₂SO₃ + H₂O + SO₂ == 2NaHSO₃ ]

向澄清石灰水中通入SO₂，起初会看到沉淀，继续通入，沉淀消失

SO₂ + Ca(OH)₂ == CaSO₃↓+ H₂O;

SO₂ + Ca(OH)₂ + H₂O ==Ca(HSO₃ )₂

[SO₂ + Ca(OH)₂ == CaSO₃↓+ H₂O;CaSO₃ + H₂O + SO₂ == Ca(HSO₃ )₂]

③ 与碱性氧化物反应 SO₂+CaO==CaSO₃

(2) 二氧化硫的氧化性：

SO₂+2H₂S === 3S↓ + 2H₂O

(3) 二氧化硫的还原性

① 与卤素单质反应：

SO₂ + Br₂ + 2 H₂O = H₂SO₄ + 2HBr

SO₂ + Cl₂ + 2 H₂O = H₂SO₄ + 2HCl

② 与某些强氧化剂的反应：

2KMnO₄ + 2H₂O+ 5SO₂ === K₂SO₄ +2MnSO₄ +2H₂SO₄

③ SO₂的催化氧化 2SO₂+O₂2SO₃

(4) 漂白性

SO₂ 能跟某些有色物质化合而生成不稳定的物质，该物质易分解恢复为原有色物质

常见的漂白剂：

(5) 用途：制H₂SO₄ ;

作漂白剂;杀菌，消毒

(6) SO₂的实验室制法

(1 反应原理：Na₂SO₃ + H₂SO₄=== Na₂SO₄ +SO₂↑+H₂O

(2 制备装置：固体和液体不加热制备气体的装置

(3 净化干燥装置：盛放浓硫酸的洗气瓶

(4 收集方法：向上排空气法或排饱和NaHSO₃溶液

(5 检验：湿润的蓝色石蕊试纸---变红 湿润的品红试纸---褪色

(6 尾气处理：用NaOH溶液和倒扣漏斗装置防倒吸

(7) SO₂的污染

酸雨：空气中SO_X和NO_X随雨水下降成为酸雨，pH<5.6

(三) 三氧化硫

1、物理性质：又名硫酸酐，是一种无色易挥发的晶体，溶沸点都很低。

2、化学性质：具有酸的氧化物的通性，与水反应放出大量的热，具有较强的氧化性。

(四) 硫化氢

1、H₂S的物理性质：

无色、有臭鸡蛋气味的气体，密度比空气大，能溶于水，有剧毒。

2、实验室制法：

由强酸制弱酸的原理

FeS + H₂SO₄ == FeSO₄ + H₂S ↑

FeS + 2HCl == FeCl₂ + H₂S ↑

FeS + 2H⁺ == Fe²⁺ + H₂S ↑

用湿润的Pb(CH₃COO)₂试纸

Pb(CH₃COO)₂ + H₂S == PbS↓ + 2CH₃COOH 试纸变黑

3、化学性质

(1) 可燃性

2H₂S + 3O₂2H₂O + 2SO₂

2H₂S + O₂2H₂O +S

(2) 还原性：H₂S + X₂ ==2HX +S↓(X=Cl、Br、I)

(4) H₂S气体的水溶液----氢硫酸

(3) 不稳定性：H₂SH₂↑+S

氮的氧化物

1、NO和NO₂的生成

N₂ + O₂2NO

2NO + O₂== 2NO₂

实验室制法：

Cu+4HNO₃(浓)==Cu(NO₃)₂+2NO₂ ↑+2H₂O

3Cu+8HNO₃(稀)==3Cu(NO₃)₂ +2NO↑+4H₂O

2、物理性质：

NO是一种无色、无味、难溶于水的有毒气体。

NO₂是一种红棕色、有剌激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水

收集NO和NO₂

NO与空气密度相近且与空气中的氧气反应，但NO不溶于水，因此可用排水法收集

NO₂溶于水，密度比空气大，故用向上排空气法收集。

氮除了-3、0外，其正价从+1到+5，NO和NO₂是氮较为典型的氧化物，除此之外，还有N₂O，俗称笑气。N₂O₃，是亚硝酸的酸酐。N₂O₅，是硝酸的酸酐。

3、化学性质

(1)NO与氧气反应：2NO+O₂==2NO₂

NO不与水反应，在常温下易与O₂化合生成NO₂

(2)NO₂ 的聚合反应：2NO₂N₂O₄

NO₂在通常状况下，能自身相互结合生成无色的N₂O₄气体，且在加热时气体颜色加深。

(3)NO₂ 的氧化性：

NO仅能与氧气反应，但NO₂ 的N处于中间价态，有弱还原性和强氧化

NO₂ 具有较强的氧化性，可使湿润的KI淀粉试纸变蓝

4NO₂ +2KI ==2NO + 2KNO₃ + I₂

NO₂ + SO₂ + H₂O == H₂SO₄ + NO

(4) 与碱反应：

NO和NO₂有毒，污染环境，不能直接排放，但可以用碱液进行尾气吸收。

NO+NO₂ +2NaOH==2NaNO₂ +H₂O

2NO₂ +2NaOH==NaNO₃ +NaNO₂+H₂O

(5)NO₂与水反应：3NO₂+H₂O==2HNO₃+NO

NO₂溶于水，且能与水反应，NO₂难被氧气氧化，易与水反应生成HNO₃

4NO₂+O₂+2H₂O==4HNO₃

4NO + 3O₂+2H₂O==4HNO₃

4、NO₂、NO和O₂的混合气体跟H₂O反应的相关计算

(1)、NO₂溶于水的问题

例1、将20mL NO和NO₂ 的混合气体的试管倒立于盛有H₂O水槽中，充分反应后，余于气体体积变为10mL，求原混合气体中NO和NO₂各占多少?

解法一：设NO体积为x mL，NO₂体积为y mL

x+y==20

3NO₂ + H₂O ==2HNO₃ + NO

3         1

y         y/3

x+y/3==10

解之得，x==5 y==15

(2)、NO和O₂的混合气体通入H₂O

例2、一支试管中充有20mLNO气体，倒置于水槽中，现向其中通入一定量的O₂，试管内最终有4mL气体，则通入O₂的体积可能是多少?

解：若最终余下气体的成份为NO，则与水反应的NO为20-4=16mL

4NO+3O₂+2H₂O==4HNO₃

4       3

16       X      X=12 mL

若最终余下气体的成份为O₂，则20mLNO均与水反应

4NO+3O₂+2H₂O==4HNO₃

4        3

20    　X 　　X=15mL

此时，通入O₂的体积为15+4=19mL

∴通入O₂的体积可能是12 mL 或19 mL

(3)、NO₂和O₂的混合气体通入H₂O

例3、在一支容积为30mL的试管内充满NO₂ 和O₂的混合气体，把试管倒置于水中，充分反应后余5mL，则原混合气体中NO₂ 和O₂的体积各是多少?

解：设原混合气体中NO₂的体积为x mL ，O₂的体积为y mL

则 x + y == 30

若O₂过量，则余下5 mL 气体为O₂ ,则所有的NO₂全部参加反应，而参加反应的O₂的体积为(y – 5) mL

4 NO₂ + O₂ +2H₂O == 4HNO₃

4        1

x         y-5      x == 4(y-5)

解之得，x = 20 mL y = 10 mL

若NO₂过量，则O₂全部参加反应，而过量的NO₂还会和H₂O继续反应，余下的5 mL气体为NO，

4 NO₂ + O₂ +2H₂O == 4HNO₃

4         1

4y         y

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则过量的NO₂体积为 (x-4y) mL

3NO₂ + H₂O ==2HNO₃ + NO

3          1

(x-4y)         5

则 x-4y == 15

解之得，x = 27 mL y = 3 mL

∴NO₂和O₂的体积是20 mL和10 mL 或27 mL和3 mL