二氧化硫:
①化学式:SO
2②分子结构:SO
2是由极性键形成的极性分子,因此易溶于水,其晶体为分子晶体。
二氧化硫的物理性质和化学性质:
1.物理性质:
SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水(常温常压下,1体积水大约溶解40体积的SO2),易液化(沸点-10℃)。
2.化学性质
(1)具有酸性氧化物的通性
①将SO2通入紫色石蕊试液中,试液变红。
②能与碱性氧化物、碱及某些盐反应。如:
(2)还原性
(3)弱氧化性
(4)漂白性(不能漂白酸碱指示剂) 能和某些有色物质化合生成无色物质,生成的无色物质不稳定,易分解而恢复原色,因此,SO2的漂白并不彻底。在中学化学常见试剂中,能用SO2漂白的只有品红溶液,品红溶液无色溶液恢复原色。
SO2与一些物质反应的实验现象:
SO2与强碱反应后固体成分的确定:
SO2与强碱(如NaOH)溶液发生反应后的固体成分取决于二者的用量。遇到类似的问题,可以采用数轴分析法讨论。设SO2的物质的量为n(SO2),NaOH物质的量为n(NaOH),数轴代表,如下数轴所示:
分析数轴可得:
(1)则固体物质为Na2SO3,
(2),则固体物质为NaOH 和Na2SO3.
(3),则同体物质为NaHSO3
(4),则固体物质为Na2SO3和NaHSO3,
(5),则固体物质为NaHSO3。
二氧化硫的制备:
工业制法:
实验室制法:
(1)收集:向上排空气法。
(2)检验:品红溶液。SO2是中学阶段学到的唯一种既能使品红褪色,加热后又能使其恢复原色的气体。
(3)尾气处理:用NaOH溶液吸收。
二氧化硫的用途:
工业上用二氧化硫漂白纸浆、毛、丝、草编制品等。此外,二氧化硫还可用于杀菌消毒,可以用作防腐剂。
二氧化硫对环境的污染及治理:
盐类水解原理的应用:
(1)盐水解的规律:
①谁弱谁水解,谁强显谁性,越弱越水解,都弱都水解,无弱不水解
②多元弱酸根、正酸根离子比酸式酸根离子水解程度大得多,故可只考虑第一步水解
(2)具体分析一下几种情况:
①强碱弱酸的正盐:弱酸的阴离子发生水解,水解显碱性;如:Na
2CO
3、NaAc等
②强酸弱碱的正盐:弱碱的阳离子发生水解,水解显酸性;如:NH
4Cl、FeCl
3、CuCl
2等;
③强酸强碱的正盐,不发生水解;如:Na
2SO
4、NaCl、KNO
3等;
④弱酸弱碱的正盐:弱酸的阴离子和弱碱的阳离子都发生水解,溶液的酸碱性取决于弱酸和弱碱的相对强弱,谁强显谁性;
⑤强酸的酸式盐只电离不水解,溶液显酸性,如:NaHSO
4;而弱酸的酸式盐,既电离又水解,此时必须考虑其电离和水解程度的相对大小:若电离程度大于水解程度,则溶液显酸性,如:NaHSO
3、NaH
2PO
4;若水解程度大于电离程度,则溶液显碱性,如:NaHCO
3、NaHS、Na
2HPO
4等。
(3)几种盐溶液pH大小的比较强酸强碱盐pH=7、强碱弱酸盐pH>7、强酸弱碱盐pH<7
根据其相应的酸的酸性大小来比较,盐溶液对应的酸的酸性越强,其盐溶液的pH越小如:HClO酸性小于H
2CO
3,溶液pH NaClO>Na
2CO
3 酸式盐溶液酸碱性的判断:
酸式盐的水溶液显什么性,要看该盐的组成微粒。
1.强酸的酸式盐只电离,不水解,溶液一定显酸性。如溶液:
2.弱酸的酸式盐溶液的酸碱性,取决于酸式酸根离子的电离程度和水解程度的相对大小。
(1)若电离程度小于水解程度,溶液显碱性。例如溶液中:溶液显碱性。NaHS溶液、Na2HPO4溶液亦显碱性
(2)若电离程度大于水解程度,溶液显酸性。例如溶液中:溶液显酸性溶液亦显酸性。
盐溶液蒸干后所得物质的判断:
1.考虑盐是否分解。如加热蒸干溶液,因分解,所得固体应是
2.考虑氧化还原反应。如加热蒸干溶液,因易被氧化,所得固体应是
3.盐水解生成挥发性酸时,蒸干后一般得到弱碱,如蒸干溶液,得盐水解生成不挥发性酸时,蒸干后一般仍为原物质,如蒸干溶液,得
4.盐水解生成强碱时,蒸干后一般得到原物质,如蒸干溶液,得到等。
5.有时要多方面考虑,如加热蒸干溶液时,既要考虑水解,又要考虑的分解,所得固体为
气体检验的方法:
(1)观察法:对于特殊颜色的气体如Cl2(黄绿色)、NO2(红棕色)、碘蒸气(紫红)可据此辨之。
(2)溶解法:根据溶于水的现象不同区分,如NO2和溴蒸气均为红棕色,但溶于水后NO2形成无色溶液;溴形成橙色溶液。
(3)褪色法:SO
2和CO
2可用品红溶液区分。
(4)氧化法:被空气氧化看变化,如NO的检验。
(5)试纸法:如石蕊试纸、醋酸铅试纸。
(6)星火发:适用于有助燃性或可燃性的气体检验,如O
2使带火星木条复燃;CH
4和C
2H
2的检验可点燃看现象;CH
4、CO、H
2则可根据其燃烧产物来判断。
常见气体的检验:
(1)H
2:无色、无味、可燃;①不纯点燃发出爆鸣声;②点燃纯H
2,火焰呈淡色,火焰上方罩一干燥烧杯,烧杯壁上有水珠生成:2H
2+O2
2H
2O
(2)O
2:无色无味、能使余烬木条复燃;
(3)Cl
2:黄绿色刺激性气体有毒;①使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝:Cl
2+2KI=2KCl+I
2 I
2遇淀粉变蓝;②使湿润蓝色石蕊试纸先变红后变白:Cl
2+H
2O=HCl+HClO HClO强氧化性漂白作用;
(4)CO
2:无色无味无毒;①使燃着木条熄灭;②通入澄清石灰水变浑浊:CO
2+Ca(OH)
2=CaCO
3↓+H
2O
(5)CO:无色、无味、剧毒;点燃火焰呈蓝色,火焰上方罩一沾有石灰水液滴的烧杯,液滴变浑浊:
2CO+O
22CO
2 CO
2+Ca(OH)
2=CaCO
3↓+H
2O
(6)NO
2: 红棕色气体有刺激性气味、有毒,溶于水、水溶液呈酸性,能使紫色石蕊试液变红:3NO
2+H
2O=2HNO
3+NO
(7)NO:无色气体有毒;在空气中立即变为红棕色:2NO+O
2=2NO
2 (8)N
2: 无色无味无毒;能使燃着木条熄灭。
(9)SO
2:无色有刺激性气味、有毒;①通入品红溶液,品红褪色加热又恢复颜色;②使澄清石灰水变浑浊:
SO
2+Ca(OH)
2=CaSO
3+H
2O;
③使酸性高锰酸钾溶液褪色:5SO
2+2MnO
4-+2H
2O=2Mn
2++5SO
42-+4H
+ (10)HCl:无色刺激性气味;①能使湿润蓝色石蕊试纸变红:HCl=H
++Cl
-; ②用蘸浓氨水玻璃棒靠近冒白烟:NH
3+HCl=NH
4Cl;③气体通入HNO
3酸化的AgNO
3溶液,有白色沉淀生成:HCl+AgNO
3=AgCl↓+HNO
3 (AgCl不溶于HNO
3)
(11)H
2S:无色臭鸡蛋气味有毒;遇Pb(NO
3)
2 、(CH
3COO)
2Pb、CuSO
4溶液均产生黑色沉淀:Pb
2++H
2S=PbS↓+2H
+;2CH
3COO
-+Pb
2++H
2S=PbS↓+2CH
3COOH;Cu
2++H
2S=CuS↓+2H
+ (12)NH
3:无色刺激性气味;①遇湿润红色石蕊试纸变蓝:NH
3+H
2O
NH
3?H
2O
NH
4++OH
-;②用蘸浓盐酸玻璃棒靠近冒白烟:NH
3+HCl==NH
4Cl
(13)CH
4:无色无味、可燃;点燃后火焰呈浅蓝色,火焰上方罩一干燥烧杯,烧杯壁上有水珠罩生成;罩一沾有石灰水液滴的烧杯,液滴变浑浊:CH
4+2O
2CO
2+2H
2O CO
2+Ca(OH)
2==CaCO
3↓+H
2O
(14)C
2H
4: 无色稍有气味;①点燃,火焰明亮(少量黑烟):C
2H
4+3O
22CO
2+2H
2O ;②使KMnO
4(H
+)溶液褪色;③使溴水褪色:CH
2=CH
2+Br
2→CH
2Br-CH
2Br
(15)C
2H
2:无色无味;①点燃火焰明亮并伴有大量黑烟:2C
2H2+5O
24CO
2+2H
2O;②使KMnO
4(H
+)溶液褪色;③使溴水褪色:CH≡CH+2Br
2→CHBr
2-CHBr
2 物质检验的基本原则:
物质检验的“三个原则”,即一看(颜色、状态)、二嗅(气味)、三实验(加试剂)。根据实验时生成物所表现的现象不同,检验离子的方法可归纳为四类:
(1)生成气体,如的检验;
(2)生成沉淀,如的检验;
(3)显现特殊颜色,如苯酚的检验。
(4)焰色反应:检验金属或金属离子。
离子的检验:
(1)焰色反应:Na
+:黄色;K
+:紫色(透过蓝色钴玻璃观察);Ca
2+:砖红色;
(2)H
+:H
+酸性。遇紫色石蕊试液变红,遇湿润蓝色石蕊试纸变红;
(3)NH
4+:在试液中加强碱(NaOH)加热,产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体;NH
4++OH
-NH
3↑+H
2O;NH
3+H
2O
NH
3?H
2O
NH
4++OH
- (4)Fe
3+:①通KSCN或NH
4SCN溶液呈血红色:Fe
3++SCN
-==[Fe(SCN)]
2+;②通NaOH溶液红褐色沉淀:Fe
3++3OH
-==
Fe(OH)
3↓
(5)Fe
2+:①遇NaOH溶液生成白色沉淀在空气中迅速转化成灰绿色最后变成红褐色沉淀:Fe
3++2OH
-=Fe(OH)
2↓;
4Fe(OH)
2+O
2+2H
2O==4Fe(OH)
3;
②试液中加KSCN少量无明显变化再加氯水出现血红色: 2Fe
2++Cl
2==2Fe
3++2Cl
-;Fe
3++SCN
-==[Fe(SCN)]
2+ (6)Mg
2+:遇NaOH溶液有白色沉淀生成,NaOH过量沉淀不溶解:Mg
2++2OH
-==Mg(OH)
2↓,但该沉淀能溶于NH
4Cl溶液;
(7)Al
3+:遇NaOH溶液(适量)有白色沉淀生成,NaOH溶液过量沉淀溶解:Al
3++3OH
-==Al(OH)
3↓;Al(OH)
3+OH
-==
AlO
2-+2H
2O
(8)Cu
2+:遇NaOH溶液有蓝色沉淀生成,加强热变黑色沉淀:Cu
2++2OH
-==Cu(OH)
2↓;Cu(OH)
2CuO+H
2O
(9)Ba
2+:遇稀H
2SO
4或硫酸盐溶液有白色沉淀生成,加稀HNO
3沉淀不溶解:Ba
2++SO
42-==BaSO
4↓
(10)Ag
+: ①加NaOH溶液生成白色沉淀,此沉淀迅速转变为棕色沉淀溶于氨水Ag
++OH
-==AgOH↓;2AgOH==Ag
2O+H
2O;AgOH+2NH
3?H
2O==[Ag(NO
3)
2]OH+2H
2O
②加稀HCl或可溶性氧化物溶液再加稀HNO
3生成白色沉淀:Ag
++Cl
-==AgCl↓
(11)OH
-:OH
-碱性:①遇紫色石蕊试液变蓝;②遇酚酞试液变红;③遇湿润红色石蕊试纸变蓝;
(12)Cl
-:遇AgNO
3溶液有白色沉淀生成,加稀HNO
3沉淀不溶解:Ag
++Cl
-=AgCl↓
(13)Br
-:加AgNO
3溶液有浅黄色沉淀生成,加稀HNO
3沉淀不溶解:Ag
++Br
-=AgBr↓
(14)I
-: ①加AgNO
3溶液有黄色沉淀生成,加稀HNO
3沉淀不溶解:Ag
++I
-=AgI↓;②加少量新制氯水后再加淀粉溶液显蓝色:2I
-+Cl
2=I
2+2Cl
-;I
2遇淀粉变蓝
(15)S
2-:①加强酸(非强氧化性)生成无色臭鸡蛋气味气体:S
2-+2H
+=H
2S↑;②遇Pb(NO
3)
2或(CH
3COO)
2Pb试液生成黑色沉淀,遇CuSO
4试液产生黑色沉淀:Pb
2++S
2-=PbS↓;Cu
2++S
2-=CuS↓
(16)SO
42-:加可溶性钡盐[BaCl
2或Ba(NO
3)
2]溶液有白色沉淀生成后再加稀HCl或稀HNO
3沉淀不溶解:Ba
2++SO
42-=BaSO
4↓
(17)SO
32-:加强酸(H2SO4或HCl)把产生气体通入品红溶液中,品红溶液褪色:SO
32-+2H
+=H
2O+SO
2↑ SO
2使品红溶液褪色
(18)CO
32-:加稀HCl产生气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊:CO
32-+2H
+=H
2O+CO
2↑;CO
2+Ca(OH)
2=CaCO
3↓+H
2O
(19)HCO
3-:取含HCO
3-盐溶液煮沸,放出无色无味、使澄清石灰水变浑浊的气体;或向HCO
3-溶液里加入稀MgSO
4溶液,无现象,加热煮沸有白色沉淀MgCO
3生成,同时放出CO
2气体。
(20)NO
3-:浓缩试液加稀硫酸和铜片加热有红棕色气体产生,溶液变成蓝色:
Cu+4H
++2NO
3-=Cu
2++2NO
2↑+2H
2O
(21)PO
43-:加AgNO
3溶液产生黄色沉淀,再加稀HNO
3沉淀溶解:3Ag
++PO
43-=Ag3PO
4↓;Ag
3PO
4溶于稀HNO
3酸。