化学16第一单元含硫化合物的性质和应用.doc

专题四 硫、氮和可持续发展 第一单元 含硫化合物的性质和应用1．酸雨 在正常状况下，由于大气中含有一定量的二氧化碳，降雨时二氧化碳溶解在水中，形成酸性很弱的碳酸，因此正常的雨水呈微酸性，pH约为5.6～5.7。在1982年6月的国际环境会议上，国际上第一次统一将pH小于5.6的降水（包括雨、雪、霜、雾、雹、霰等）正式定为酸雨。 酸雨中的酸绝大部分是硫酸和硝酸，主要来源于工业生产和民用生活中燃烧煤炭排放的硫氧化物、燃烧石油及汽车尾气排放的氮氧化物等酸性物质。 我国的酸雨具有以下特点： ⑴ 酸雨分布面广；据对全国各个省、市、自治区调查表明，已有20多个出现酸雨。 ⑵ 酸雨分布存在着明显的区域性，主要集中在西南、中南和华东地区，并且有从北到南逐渐加重的趋势。 ⑶ 不少地区的酸雨已相当严重，而且逐年加重。 ⑷ 酸雨的发展速度很快。 ⑸ 酸雨主要是由硫酸及硫酸盐引起的。 要防治酸雨的污染，最根本的途径是减少人为的污染物排放。人为排放的二氧化硫主要是由于燃烧高硫煤（煤中一般含硫的质量分数为0.3％～5％）造成的，因此，研究煤炭中硫资源的综合开发与利用，是防治酸雨的有效途径。具体做法是大力进行煤炭洗选加工，综合开发煤、硫资源；对于高硫煤和低硫煤实行分产分运，合理使用；在煤炭燃烧过程中，采取排烟脱硫技术，回收二氧化硫，生产硫酸；发展脱硫煤、成型煤供民用；有计划地进行城市煤气化等。 2．二氧化硫的漂白作用 SO2溶解于水成亚硫酸，亚硫酸跟有色的有机物质直接结合而成无色化合物。例如，把SO2通入微酸性的品红溶液里，溶液颜色就由红色变为无色，这是亚硫酸直接跟有色物质结合的结果。这个反应可以用下面的化学方程式表示： 　　 品红的结构里有一个发色团，该发色团遇到亚硫酸后，生成不稳定的无色化合物，改变了发色团的结构。这种无色化合物不稳定，遇热时，又分解为发色团。 3．历史上硫酸是如何被发现的 据我国科学家考证，在公元650～683年（唐高宗时），炼丹家孤刚子在其所著《黄帝九鼎神丹经诀》卷九中就记载着“炼石胆取精华法”，即干馏石胆（胆矾）而获得硫酸。若用化学方程式表示则为： CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O；CuSO4CuO＋SO3；SO3＋H2OH2SO4 这一发现比西方早五六百年。 　　孤刚子不仅用这种硫酸分解过金矿，而且还发现了硫酸参与的许多惊奇的变化，如他知道稀硫酸对铜不能腐蚀的性质。 　　8世纪阿拉伯炼金家贾比尔发现，将硝石和绿矾一起蒸馏，所得气体溶于水得硫酸。后来人们还发现某些矿泉中有浓厚的硫磺味道，可治疗皮肤病，这是因为河水长期接触硫铁矿（FeS2）等，被缓慢氧化成微量H2SO4，使河水味道发酸。这个变化可表示为： 2FeS2＋7O2＋2H2O2H2SO4＋2FeSO4 至于用硫磺燃烧（通过铅室法）制硫酸，则是17世纪以后的事，而用接触法制硫酸则更是19世纪以后才出现的。 4．铜与浓硫酸作用时，为何溶液变黑 铜跟浓硫酸在加热条件下发生反应时，常产生黑色沉淀，有时会影响到蓝色溶液的观察。这往往是由于铜过量或浓硫酸的浓度不够造成的。除了教材上介绍的反应外，加热过程中还往往发生下列反应： 5Cu＋4H2SO4（浓）3CuSO4＋Cu2S↓＋4H2O Cu2S＋2H2SO4（浓）CuSO4＋CuS↓＋SO2↑十2H2O CuS＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑十S↓＋2H2O 由于Cu2S和CuS都是黑色的，因而使液体呈黑色。 5．浓、稀硫酸氧化作用不同的原因 浓硫酸是一种氧化作用相当强的氧化剂，特别是当加热时，它的氧化性就更强了。浓硫酸的氧化作用是由于分子里有氧化数为＋6的硫所引起的。 　　 加热时，绝大多数金属（Au、Pt例外）都能跟浓硫酸发生反应，但都没有氢气生成。在金属活动性顺序中氢前面的金属，根据它们还原性强弱的不同，硫酸分子里氧化数为＋6的硫，能被还原成不同氧化数的产物，如SO2、S和H2S等。在一般情况下，大多生成SO2。在加热情况下，当还原性强的锌跟浓硫酸作用时，主要生成SO2，但往往同时有单质S和H2S生成。 Zn＋2H2SO4（浓）ZnSO4＋SO2↑十2H2O 3Zn＋4H2SO4（浓）3ZnSO4＋s↓＋4H2O 4Zn＋5H2SO4（浓）4ZnSO4＋H2S↑＋4H2O 　　 金属的还原性越强，生成S和H2S的倾向就越大。在金属活动性顺序里氢以后的拿属，在加热情况下跟浓硫酸反应，都生成SO2，而不生成S和H2S。例如： Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑十2H2O 　　稀硫酸跟活泼金属反应，能放出H2。 Zn＋H2SO4（稀）ZnSO4＋H2↑ 这种氧化作用，实际上是由金属跟稀硫酸里电离出来的氢离子反应而引起的。因此，稀硫酸的氧化作用是一般酸类共有的性质。但氢离子只能氧化金属活