第四章 非金属及其化合物
第三节 硫和氮的氧化物
全球环境问题
环境污染和生态破坏已经成了人类面临的最严重挑战。它已经威胁到人类的生存与发展。一位国家元首说过：当前环境恶化是人类面临的除核战争之外的最大危险。英国的《每日电讯报》曾作过一次民意测验，测验的结果是公众认为当今的环境恶化相当于第三次世界大战。
最近据专家估算，中国目前每年由于环境污染破坏所造成的经济损失高达 亿元，相当于60个唐山大地震所造成的损失。
6000
臭氧层空洞
酸雨
温室效应
大气污染
被酸雨腐蚀的森林
酸雨漫画
第三节　硫和氮的氧化物
硫是一种重要的非金属元素，广泛存在于自然界。
1.存在
游离态：
化合态：
火山口附近或地壳的岩层里
硫化物和硫酸盐的形式
2.物理性质：黄色晶体(俗称硫磺)，质脆，易研成粉末。不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2 。

FeS2
黄铁矿
黄铜矿
CuFeS2
石膏(CaSO4.2H2O)
芒硝(Na2SO4.10H2O)
火山喷口处的硫
3.化学性质：
S既有氧化性又有还原性！
（2）还原性
实验现象：在氧气中燃烧生成明亮的蓝紫色火焰。
（1）氧化性
S+Fe = FeS 2Cu+S = Cu2S
△
△
SO2一种无色、有刺激性气味的有毒气体， 密度比空气大、容易液化、易溶于水。
物理性质：
化学性质：
1、漂白性：它能与某些有色物质结合生成不稳定的无色物质，发生的是非氧化还原反应。
“黄”银耳“变”成了“白”银耳。
→
加工后
二、二氧化硫
2、与水反应：
SO2 + H2O
H2SO3
（亚硫酸）
亚硫酸是一种弱酸，不稳定，容易分解成水和二氧化硫。
判断下列反应哪些不属于可逆反应？
√
A．2NO2 N2O4
B．2H2+O2 2H2O
C．SO2+ H2O H2SO3
D．CO2+ H2O H2CO3
1
2NaOH+SO2=Na2SO3 +H2O
CaO+SO2=CaSO3
Ca(OH)2+SO2(少量）=CaSO3 ↓ +H2O
【思考】1、怎样区别SO2与CO2？
请写出SO2与氧化钙、氢氧化钠、Ca(OH)2溶液反应的化学方程式。
用品红溶液
SO2 + NaHCO3 = NaHSO3 +CO2
用NaHCO3溶液除去CO2中的SO2。
2、怎样除去CO2中的SO2?
二氧化硫的化合价分析：
作还原剂
作氧化剂
加还原剂
如H2S等
加氧化剂
如O2、Cl2、Br2、KMnO4、HNO3等
3、既有氧化性，又有还原性。
——从氧化还原角度
现象分析：SO2具有还原性，能被酸性KMnO4溶液和溴水氧化，从而使它们的溶液褪色；它也具有弱氧化性，可将H2S氧化成单质S。
2KMnO4＋5SO2＋2H2O＝K2SO4 +2MnSO4+2H2SO4
SO2 + Br2 + 2 H2O = H2SO4 + 2HBr
SO2 + 2H2S =3S↓+ 2H2O
SO2 + 2H2O+ 2FeCl3 = 2HCl+ 2FeCl2 + H2SO4
原因:
SO2能使溴水、KMnO4溶液褪色与SO2使品红褪色，实质相同吗?
不同。前者体现SO2的还原性，发生的是氧化还原反应。后者体现其漂白性，发生的是非氧化还原反应。
思考与交流
几种具有漂白性物质的性质比较：
氯水中的次氯酸将有色物质氧化成无色物质
氧化还原反应
(化学变化)
永久性
可漂白大多数有色物质，能使紫色石蕊褪色。
二氧化硫与有色物质结合生成不稳定的无色物质
非氧化还原反应(化学变化)
暂时性
可漂白某些有色物质，不能使石蕊试液褪色
将有色物质的分子吸附在其表面
物理吸附
(物理变化)
暂时性
可吸附某些有色物质的分子
2SO2 + O2 2SO3
SO3 + H2O = H2SO4
⑵可以漂白纸浆、毛、丝、草编制品等
⑶杀灭霉菌和细菌
⑷作食物和干果的防腐剂
⑴制造硫酸：
二氧化硫的用途
△
催化剂
三、三氧化硫的性质
1、物理性质：
（1）与水的反应
熔点为16.8℃，沸点为44.8℃,常温下不为气体。注意：不能说在标准状态下1molSO3所占的体积为22.4L。
SO3＋H2O＝H2SO4（放出大量热）
SO3+CaO=CaSO4
SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O
2、化学性质：酸性氧化物的通性
（2）与碱性氧化物的反应
（3）与碱的反应
1、物理性质：
硫化氢
氢硫酸是一种二元弱酸，具有酸的通性。
2、化学性质：
（1）弱酸性：
硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体，溶于水即得氢硫酸。
H2S+2NaOH=Na2S+2H2O
①SO2通入氢硫酸H2S中
（2）还原性
②H2S通入FeCl3溶液
2FeCl3+ H2S=2FeCl2+S↓+2HCl
SO2 + 2H2S =3S↓+ 2H2O
二氧化氮和一氧化氮
在通常情况下，氮气与氧气不反应，但在放电条件下，它们可以直接化合。此外，在高温时氮气也能与氧气反应生成一氧化氮。
NO是无色、无味、有毒的气体，密度比空气略大，不溶于水。
一氧化氮很容易在常温下与空气中的氧气化合，生成二氧化氮。
二氧化氮是红棕色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水。
二氧化氮溶于水时生成硝酸和一氧化氮。工业上利用这一原理制取硝酸。
请你设计实验，要求尽可能多地使二氧化氮被水吸收。
科学探究
现给你一试管二氧化氮，其他药品和仪器自选。
1、请你设计实验，要求尽可能多地使NO2被水吸收。
将充满NO2的试管倒立在水槽。
红棕色逐渐消失，试管水位上升到2/3处
3NO2+H2O=2HNO3+NO
往试管通入少量O2
无色气体变成红棕色；水位继续上升，红棕色又消失
2NO+O2=2NO2
继续通入O2
水逐渐充满试管
3NO2+H2O=2HNO3+NO
3NO2+H2O=2HNO3+NO
2NO+O2=2NO2
2、你的设计对工业上生产硝酸有什么启示？
在工业上生产硝酸时，在吸收后的废气中再通入适量的氧气或空气，经过多次循环氧化吸收，可充分利用原料，并能减少NO的排放以保护环境，总的反应可表示为：
4 NO + 2H2O + 3O2 = 4HNO3
实验设计：
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
2NO + O2 = 2NO2
×2
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
2NO + O2 = 2NO2
×3
×2
4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
两个重要的反应方程式:
近来发现一氧化氮（nitric oxide，NO）广泛分布于生物体内各组织中，它是一种新型生物信使分子，1992年被美国Science杂志评选为明星分子。在心、脑血管调节、神经、免疫调节等病理和生理过程有着十分重要的生物学作用。因此，受到人们的普遍重视。NO的生物学作用和其作用机制尚有待研究，它的发现提示着无机分子在医学领域中有广泛的研究前景。
氮的氧化物的用途
信使分子——NO
我国“长征二号”火箭的主要燃料是偏二甲肼（C2H8N2），在火箭发射时，偏二甲肼与四氧化二氮（氧化剂）剧烈反应，产生大量气体并释放出大量的热，把火箭送入太空。该反应的化学方程式如下：
C2H8N2 +2N2O4 = 3N2↑+2CO2↑+4H2O
火箭为什么能飞上天
在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。想知道原因吗？
N2 + O2 ====== 2NO
放电或高温
2NO + O2 = 2NO2
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
雷雨发庄稼
NO2 SO2
NO2→HNO3
SO2 →SO3 →H2SO4
酸雨
二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
由于溶解了二氧化碳的缘故，正常雨水的PH值在5.6左右，然而，当空气中大量N和S的氧化物随雨水降落下来就会使得雨水的PH值小于5.6而形成酸雨。
左侧图片摄于1908年
右侧图片摄于1968年
防治酸雨的措施（变废为宝）
江西铜业公司贵溪冶炼厂硫酸车间利用炼铜时产生的二氧化硫生产硫酸，变废为宝，化害为利。
煤中含有S，燃烧时会产生SO2排放到空气中污染空气，工业上往煤中加生石灰,煤燃烧产生的SO2和生石灰反应生成CaSO3, CaSO3再被氧化成CaSO4，从而减少了SO2排放量，主要反应为：
CaO + SO2 = CaSO3
　 2CaSO3+O2=2CaSO4
钙基固硫法（煤中掺入生石灰）
1、下列可以用来鉴别SO2 和CO2 的方法是 [ ]
A、通入紫色石蕊试液 B、闻气味
C、通入澄清石灰水 D、通入品红溶液中
都是酸性氧化物，都可以使石蕊变红
SO2有刺激性气味，而CO2没有
都可以使澄清石灰水变浑浊
SO2可使品红褪色，而CO2不能
B D
2.下列能说明SO2具有漂白作用的是
( )
A．SO2能使酸性高锰酸钾褪色
B．SO2能使品红溶液褪色
C．SO2能溴水褪色
D．SO2难使品红试液变红
B
（1）SO2使滴有酚酞的NaOH溶液红色褪去，
SO2体现 性；
（2) SO2使品红褪色，SO2体现 性；
（3) SO2使溴水褪色，SO2体现 性。
酸
漂白
还原
3.SO2具有漂白性，氯水有漂白性，如果混在一起，有漂白性吗？
可能失去漂白性
二氧化硫和氯水发生化学反应生成新物质，而HCl 和H2SO4是没有漂白性的，因此漂白性可能消失。
SO2 + Cl2 + 2H2O = 2HCl + H2SO4