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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② 防治措施:
1) 为汽车安装尾气转换装置,将汽车尾气中的NO和CO转化成N2和CO2:
2NO + 2CO ==== N2 + 2CO2催化剂粒,这可以检验氨气的存在。)
2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4
③ 具有还原性: 制备硝酸:
2 NH3 + 3Cl2 ===N2 + 6HCl(NH3少量) 8 NH3 + 3Cl2 ===N2 + 6 NH4Cl(NH3过量)
4 NH3 + 6NO ====5 N2 + 6H2O△△2NH3 +3CuO ==== N2 +3Cu +3H2O催化剂
2) 对生产氮肥、硝酸的工厂尾气处理:
2 NO2 + 2NaOH == NaNO3 + NaNO2 + H2O NO + NO2+ 2NaOH ===2 NaNO2 + H2O
2、氮肥的生产和使用
(1)氨气的物理性质:常态下是无色、有刺激性气味的气体,极易溶于水(1:700),溶于水显碱性,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。易挥发,易液化,液化时放出大量的热。液态氨汽化时吸收大量的热,使其周围物质的温度急剧下降,故液氨常用作制冷剂。氨水应在阴凉处保存。雨天、烈日下不宜施用氨态氮肥。 (2)氨气的化学性质: ① 与水反应:NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-
喷泉实验:在干燥的烧瓶内充满氨气,塞上待遇玻璃管和胶头滴管的胶塞,玻璃管的下端插入滴有酚酞的水溶液中,打开橡皮管上的止水夹,挤压胶头滴管。
现象:烧杯中的水迅速进入烧瓶内,形成红色喷泉,最后烧瓶内充满红色液体。
结论:氨气在水中溶解又多又快,使烧瓶内压强小于外界大气压,从而形成喷泉;酚酞试液显红色说明氨气的水溶液显碱性。
② 与酸反应:NH3 +HCl===NH4Cl(产生白烟,是NH4Cl固体小颗
(3)氨水的成分及性质:
氨水所含的微粒有:H2O,NH3,NH3·H2O,以及少量的NH3·H2O电离出的NH4+ 和 OH-,少量水电离出的H+和OH-
氨水易挥发逸出氨气,可用于检验浓盐酸、浓硝酸等挥发性酸,反应是形成白烟。 (4)NH3的制备: ① 工业上合成氨: ②实验室制取氨气:
△2NH4Cl + Ca(OH)2===CaCl2 + 2NH3+2H2O↑
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化学药品:氯化铵晶体,熟石灰固体。
2)如生成的酸为氧化性酸,则该酸不会与氨气发生氧化还原反应,如NH4NO3受热分解较复杂:
△△NH4NO3=== N2O+2H2O 2NH4NO3=== 2N2 ↑+ O2 ↑+4H2O
(NH4)2SO4
2NH3↑+H2SO4
B、铵盐与碱反应放出氨气,可利用该性质检验铵根离子NH4+的存在。
△2NH4Cl + Ca(OH)2===CaCl2 + 2NH3+2H2O↑△ NH4Cl+NaOH==== NH3↑ + NaCl + H2O
集气方法:向下排空气法
验满:1)将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,试纸变蓝。 2)将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,产生白烟。
干燥方法:可用碱石灰、生石灰、硅胶等干燥剂;氨气溶于水显碱性,不能用浓硫酸、五氧化二磷等干燥。 (2)铵盐: ① 物理性质:易溶于水,大多数是无色晶体。
② 化学性质:A、铵盐受热易分解为氨气和对应的酸,故应保存在阴凉处:
1)若该酸不稳定,则继续分解,如:
△冷却NH4Cl(固) NH3(气)+HCl(气) NH4Cl(固)
该反应式可用于NH4Cl的提纯.
△(NH4)2CO3=== 2NH3↑+ CO2↑+ H2O
铵盐属于铵态氮肥,在施用铵态氮肥时,要避免与碱性肥料混合施用。
③ NH4+的检验:
1) NaOH溶液法:待检物为固体液体均可。
取少量待检样品配成水溶液,向其中加入足量NaOH溶液,用酒精灯微热,如产生刺激性气味的其他或能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则为铵盐。
2) 碱石灰法:待检物必须为固体
取少量待检样品固体与碱石灰混合,在研钵中研磨,若产生刺激性气味的其他或能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则为铵盐。
三、硝酸的性质:
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1、物理性质:无色,具有挥发性的液体,沸点83℃,有刺激性气味,易溶于水。“发烟硝酸”是指含HNO3质量分数在98%以上的浓硝酸,挥发出的HNO3在空气中产生“发烟”现象。 2.化学性质:
(1)是一种强氧化性的酸,绝大多数金属及许多非金属单质能与硝酸反应:
Cu + 4HNO3(浓)===Cu(NO3)2 + 2NO2?+2H2O 3Cu + 8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2 + 2NO?+4H2O
常温下,浓硝酸会使铝、铁等发生钝化,故可用铝制或铁制容器装运浓硝酸。
△C+4HNO3(浓)=== CO2↑+ 4NO2↑+2H2O 步骤 氨催化法生成NO和水NO进一步被空气中的O2氧化成NO2水吸收NO2生成硝酸 备注:
1)氨气氧化成NO需要加热,NO氧化成NO2是放热反应,通过热交换器提高热量利用率,降低成本。
2)吸收塔里产生的NO重新回到热交换器中被氧化成NO2,这种循环操作过程可提高原料利用率。 3)尾气用NaOH溶液吸收。
(2)不稳定性:HNO3见光或加热会分解释放出NO2气体,故硝酸应保存在避光、低温处。
4HNO3 ====4NO2↑+ O2↑+2H2O光照
3、硝酸的制备: (1)实验室制备:
(2)氨催化氧化法制硝酸:
△NaNO3 (固) + H2SO4(浓) ===NaHSO4 + HNO3
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