归纳如下（都在通常条件下进行）：
专题四 硫、氮和可持续发展
一、含硫化合物的性质和应用：
1、SO2 的性质及其应用：
（1）物理性质：通常为无色、有毒气体，具有刺激性气味，密度比
空气大，易溶于水（常温常压下一体积水能溶解40体积SO2），易液化（沸点为-10℃）。是严重的大气污染物。
备注：大气污染物通常包括：SO2、CO、氮的氧化物、烃、固体颗粒物（飘尘）等。 （2）化学性质：
① SO2 是酸性氧化物：
KMnO4（H+）、Cl2、Fe3+、Br2 、H2O2、HNO3SO2② 还原性：SO2中S为+4价，可与强氧化剂（如氧气等）反应生成+6价的S：
1）
2）能使溴水褪色： SO2 + Br2 + 2H2O ===H2SO4 +2HBr 3）与H2O2反应： SO2 + H2O2 === H2SO4 4）SO2在水溶液中能被KMnO4（H+）、Cl2、Fe3+、HNO3等氧化，
SO2 + O2 <==== > 2SO3加热催化剂
③ 氧化性：SO2中S为+4价，可以降低，表现出氧化性，但氧化性很弱：
SO2 + 2H2S ===3S↓+ 2H2O
④ 漂白性：SO2可与某些有色物质反应，生成不稳定的无色物质，加热时这些无色物质又会发生分解，从而恢复原来的颜色，即漂白作用是可逆的。常用于实验室对 SO2 气体的检验 备注：漂白原理类型：①吸附型：活性炭漂白——活性炭吸附色素
（包括胶体） ②强氧化型：HClO、O3、H2、Na2O2 等强氧化剂漂白——将有色物质氧化，不可逆 ③化合型：SO2 漂白——与有色物质化合，可逆
（3）酸雨——硫酸型酸雨： 1）硫酸型酸雨的形成：
PH值小于5.6的雨水叫酸雨。含硫酸的酸雨称硫酸型酸雨；含硝酸的酸雨称硝酸型酸雨。
硫酸型酸雨的形成途径： ① 空气中的二氧化硫，在光照、烟尘中的金属氧化物等作用下，和氧气生成三氧化硫，溶于水后形成硫酸：
SO2 + O2 <==== > 2SO3 SO3 + H2O === H2SO4加热催化剂KMnO4（H+）H2SO4
② 空气中的二氧化硫直接溶于水并生成亚硫酸，亚硫酸具有较强的还原性，在空气中的氧气作用下生成硫酸：
SO2 + H2O H2SO3 2H2SO3 + O2 == 2H2SO4
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2）空气中二氧化硫的来源：
主要是化石燃料的燃烧。另外还来源于含硫金属矿石的冶炼、硫酸工厂释放的尾气等。 3）脱硫措施：
① 石灰石-石膏法脱硫（钙基固硫法）：
CaO + SO2 ＝ CaSO3， SO2 + Ca(OH)2 ＝ CaSO3 + H2O， 2CaSO3 + O2 ＝ 2CaSO4 ② 氨水脱硫：
SO2 + 2NH3+H2O＝(NH4)2SO3， 2(NH4)2SO3 + O2 ＝ 2(NH4)2SO4
上述方法既可除去二氧化硫，还可以得到副产品石膏（CaSO4·2H2O）和硫酸铵（一种化肥）
会形成酸雾，不利于SO3的吸收。所以用98.3%的浓硫酸吸收SO3，得到发烟硫酸。
尾气中SO2的处理：用氨水处理后，再用硫酸处理：
SO2 + 2NH3+H2O＝(NH4)2SO3， SO2 + NH3+H2O＝NH4HSO3 （2）硫酸的物理性质：
无色、黏稠、油状液体。硫酸易溶于水，溶解时放出大量的热。98.3%的浓硫酸沸点为338℃，属于典型的难挥发性酸，密度为1.84g·cm-3。
浓硫酸难挥发，故可以制取易挥发性酸，如：
（1） 稀硫酸的化学性质：具有酸的通性：使指示剂变色、与碱、
碱性氧化物、活泼金属、盐都能反应。如：Fe2O3 + 3H2SO4 ＝ Fe2(SO4)3 + 3H2O 可用于酸洗除锈
（2） 浓硫酸的特性：
● 热点链接：如何稀释浓H2SO4
在稀释浓H2SO4时,,应将浓H2SO4沿玻璃棒缓缓地倒入烧杯的水中,并不断搅拌,使产生的热量迅速地扩散.(若将水倒入浓H2SO4中,浓H2SO4密度比水大,溶解时的放热作用使水沸腾而使H2SO4溅出)。
① 吸水性：浓硫酸具有吸水性，通常可用作中性气体和酸性气体的干燥剂，如H2、O2、CO2、Cl2、HCl等。还可以夺取结晶水合物中的水。
备注：浓硫酸不能干燥碱性气体（如氨气）和还原性气体（如H2S、H2、HBr等）。 ② 脱水性：浓硫酸能将有机物中 H、O 按照 2∶1 的比例脱出，
2NaCl + H2SO4 ===Na2SO4 +HCl↑加热2、硫酸的制备和性质：
（1）硫酸的工业制法：接触法制硫酸
三原料、三阶段、三反应、三设备：
三原料黄铁矿或S三阶段造气：SO2SO2接触氧化吸收SO3三反应三设备沸腾炉接触室(含热交换器)吸收塔 4FeS2 + 11O2 === 2Fe2O3 + 8SO2S + O2=== SO2点燃高温空气98.3%浓硫酸SO2 + O2 <==== > 2SO3 加热催化剂SO3 + H2O == H2SO4
热交换器的作用：预热SO2和O2，降低SO3的温度，便于被吸收。 98.3%浓硫酸的作用：如果直接用水吸收SO3，SO3与水反应放热，
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生成水，是有机物变黑。浓硫酸可用作许多有机反应的脱水剂和催化剂。 C12H22O11
12C+11H2O
（5）几种重要的硫酸盐：
③强氧化性：
1）浓硫酸可以将许多金属氧化（铝、铁、铂、金除外）：
金属 + 浓硫酸 → 硫酸盐 + SO2↑+ H2O
浓硫酸的氧化性比稀硫酸强：其强氧化性由+6 价的 S 引起，而稀硫酸的氧化性由 H+引起 （故只能氧化金属活动顺序表中 H 前面的金属）。
备注：上述反应中，Cu是还原剂，H2SO4是氧化剂。H2SO4既表现了氧化性，又表现了酸性，表现氧化性和酸性H2SO4的分子格式比为1:1。随着反应进行浓硫酸变为稀硫酸后反应就停止。
2）浓硫酸在一定条件下，也可以和一些非金属反应，如C、S、P等。
浓H2SO4的还原产物通常为SO2。正是由于浓H2SO4的氧化性，所以浓H2SO4与金属反应均没有H2产生，也不能用浓H2SO4制备（或干燥）一些还原性气体，如：HI、H2S等。 3）与低价非金属元素的化合物反应： H2S + H2SO4 (浓) ==S↓+ SO2↑+2H2O 2HI + H2SO4 (浓) ==I2↓+ SO2↑+2H2O 2HBr + H2SO4 (浓) ==Br2+ SO2↑+2H2O
（6）浓硫酸和稀硫酸的鉴别方法：
1）:取等重量的样品，放置在天平两端，并暴露在空气中，下沉一端为浓硫酸。因为浓硫酸具有吸水性，吸收空气中的水 2）：取样，将样品倒入水中，并插入温度计，升温的一个是浓硫酸。 3）：插入铁片，没什么现象的是浓硫酸，持续冒气泡的是稀硫酸。因为浓硫酸有强氧化性，使铁钝化，阻止两者反应，稀硫酸则不能。所以可用铁器装浓硫酸。 4）：放入炭块，膨胀的是浓硫酸，没反应的是稀硫酸。因为浓硫酸具有吸水性。 5）：插入铜片，反应并生成刺激性气味的是浓硫酸，没反应的是稀硫酸。同样因为浓硫酸有强氧化性。 6）：取等体积样平，密封放在天平两端，重的是浓硫酸。因为浓硫酸密度较大。 7）：晃动观察，稠的是浓硫酸，透明均一的是稀硫酸 。 8）：放入5水硫酸铜，颜色退去的是浓硫酸 ，没反应的是稀硫酸 。
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同样因为浓硫酸 具有吸水性。
S + 2Na == Na2S，将S和Na混合，研磨可爆炸。
Fe + S ===FeS 2Cu + S ===Cu2S加热加热3、硫和含硫化合物的相互转化：
（1）硫的存在及物理性质：硫以游离态（火山口附近或地壳的岩层里）和化合态（硫化物和硫酸盐）存在。硫是淡黄色松脆的晶体，俗名硫磺，熔点112.8℃，沸点444.6℃，不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2.
（2）不同价态的硫的化合物 -2 价：H2S、Na2S、FeS； +4 价：SO2、H2SO3、Na2SO3
+6 价：SO3、H2SO4、Na2SO4、BaSO4、CaSO4 、FeSO4
（3）通过氧化还原反应实现含不同价态硫元素的物质之间的转化
-2SKMnO4（H+）、Cl2、Br2、Fe3+、I2、Br2 、H2O2、HNO3、O2、H2、C、金属等
S + Hg ===HgS 在常温下进行，常用于除去撒落的汞，且汞显高价。
与非金属反应：
H2 + S（蒸汽） === H2S加热
3）0价硫到+4价硫：
S + O2 === SO2 点燃
0SO2H2S+4SCl2、Br2、Fe3+、Br2 、H2O2、HNO3、I2、O2、C、金属等4）+4价硫到0价硫：
SO2 + H2S ===3S↓+ 2H2O 5）+4价硫到+6价硫： +6催化剂SO2 + O2 <==== > 2SO3 S加热
反应举例：
1）-2价硫到0价硫
硫化氢不完全燃烧：
硫化氢通入卤水中：H2S + X2==S↓ + 2HX （X代表CL、Br、I）
现象：卤水溶液褪色，产生淡黄色沉淀。
向Na2S溶液中通入氯气：Na2S + Cl2 ==2NaCl +S↓ 2）0价硫到-2价硫 与金属反应：
点燃H2S + O2 ===2S↓ + 2H2OSO2 +X2 + H2O === H2SO4 + 2HX （（X代表CL、Br、I） 2H2SO2 +O2 === 2H2SO4 （酸雨的酸性由弱变强的原因） 6）+6价硫到+4价硫：
浓硫酸被还原，一般生成SO2。
总结：硫和含硫化合物相互转化的规律： ① 邻位转化规律：-2价S <==> 0价S <==> +4价S <==> +6价S
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② 越位转化的特例：
H2S+ O2===2SO2 + 2H2O点燃
③ 相邻价态不发生氧化还原反应：如二氧化硫与浓硫酸不反应，故实验室可用浓硫酸干燥二氧化硫气体。
S + 2 H2SO4（浓）===3 SO2 + 2H2O加热溶于水。
化学性质：N2分子结构稳定，化学性质不活泼，但在特定条件下会发生化学反应：
N2 + O2 ===2NO N2 + 3H2 ======2NH3 N2 + 3Mg===Mg3N2催化剂放电高温高压点燃
④ 归中反应规律： （4）含硫化合物间通过非氧化还原反应相互转化：
① FeS + H2SO4（稀）===FeSO4 + H2S↑，FeS + 2H+==Fe2+ + H2S↑ 实验室制备H2S气体，采用固-液反应不加热制气体装置或启普发生器）。
H2S有毒，有臭鸡蛋气味，易溶于水，其水溶液叫氢硫酸。 ② H2S + 2NaOH ==Na2S+ 2H2O
实验室中常用NaOH溶液吸收多余的H2S气体，防止空气污染。 ③ Na2SO3 + H2SO4（浓）=== Na2SO4 + SO2↑+ H2O
实验室或工业上制取SO2的原理。
④ Na2SO3 + H2SO4（稀）=== Na2SO4 + SO2↑+ H2O
不用稀硫酸制取SO2的原因是SO2在稀硫酸中溶解度较大。
二、生产生活中的含氮化合物：
1、氮氧化物的产生及转化
（1）氮气：
存在：氮气约占空气总体积的78%。
物理性质：纯净的氮气是无色无味的气体，密度比空气稍小，难
所以雷雨会生成NO。
氮气主要有以下三方面的应用：化工原料（合成氨、制硝酸等）；保护气（填充灯泡、保鲜水果、粮食的保存等）；冷冻剂（超低温手术、超导材料的低温环境等）。 （2）氮氧化物：
① NO：无色无味的有毒气体（中毒原理与 CO 相同），密度略小于空气，微溶于水。在通常情况下易被氧气氧化为NO2：2NO + O2==2NO2
② NO2：红棕色的具有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，能溶于水。氧化性较强，易与水、碱等反应： 3 NO2+H2O===2HNO3+NO
2 NO2 + 2NaOH == NaNO3 + NaNO2 + H2O
NO2 + 2KI ==I2 + 2KNO2（能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝） 2NO2 N2O4(NO2和N2O4之间可相互转化，故通常测得NO2的相对分子质量大于其实际值。)
氮氧化物有：N2O，NO, N2O3，NO2，N2O4，N2O5，其中N2O3是HNO2（亚硝酸）的酸酐，N2O5是HNO3的酸酐。 （3）硝酸型酸雨：
① 形成原理：3 NO2+H2O===2HNO3+NO NO + NO2+H2O===2HNO2
主要来源：氮肥的生产、金属冶炼、汽车尾气等。
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