高中化学第12讲氧硫及其化合物课件新人教必修1.ppt
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第12讲 氧、硫及其化合物 一、硫及其化合物一、硫及其化合物(一一)硫单质硫单质硫 (二二)二氧化硫二氧化硫1.SO2的物理性质的物理性质无色、有刺激性气味的③ 有 有 毒气体,密度比空气大,④ 易 易 溶于水(1∶40),易液化教材研读教材研读 2.SO2的化学性质的化学性质(1)具有⑤ 酸性氧化物酸性氧化物 的通性(亚硫酸的酸酐)a.与碱反应:2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O NaOH+SO2 NaHSO3b.与水反应:SO2+H2O H2SO3c.与碱性氧化物反应:SO2+Na2O Na2SO3(2)二氧化硫中硫元素的化合价为+4,处于中间价态,在反应中既可作氧化剂,也可作还原剂a.氧化性:SO2+2H2S 3S↓+2H2Ob.还原性:2SO2+O2 2SO3 5SO2+2KMnO4+2H2O K2SO4+2MnSO4+2H2SO4SO2+Cl2+2H2O H2SO4+2HCl(SO2与Br2、I2也可发生类似反应)(3)漂白性:SO2可使品红溶液褪色,体现了SO2的漂白性三三)硫酸硫酸1.硫酸的物理性质硫酸的物理性质无色、油状液体,密度比水⑥ 大大 ,难挥发,沸点⑦ 高 高 。
2.硫酸的化学性质硫酸的化学性质稀硫酸具有酸的通性浓硫酸的特性:(1)吸水性浓硫酸能吸附物质中湿存的水分 H2SO4(浓)+nH2O H2SO4·nH2O利用此性质可用浓硫酸作干燥剂,干燥一些不与浓硫酸反应的气体,通常用于洗气装置如可用浓硫酸干燥O2、H2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4、C2H2等气体 注意 浓硫酸不能干燥碱性气体和具有较强还原性的气体 (2)脱水性指浓硫酸将有机物里的氢、氧元素按2∶1的原子个数比脱去生成水的性质例如C12H22O11 12C+11H2OHCOOH CO↑+H2O(3)强氧化性常温下,Fe、Al遇浓硫酸会发生钝化现象但热的浓硫酸能氧化大多数金属、非金属单质及一些还原性化合物例如Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2OC+2H2SO4(浓) ⑧ CO2↑+2SO2↑+2H2O 2HI+H2SO4(浓) I2+SO2↑+2H2O在这些氧化还原反应中,硫酸的还原产物一般为SO2 (四)几种重要的硫酸盐硫酸盐结晶水合物俗名主要用途硫酸钠Na2SO4·10H2O芒硝制玻璃、造纸工业硫酸钙CaSO4·2H2O2CaSO4·H2O石膏熟石膏制粉笔、模型、雕像、石膏绷带硫酸锌ZnSO4·7H2O皓矾收敛剂、防腐剂、制颜料硫酸钡——重晶石“钡餐”,作高档油漆,油墨、造纸、塑料、橡胶的原料及填充剂硫酸亚铁FeSO4·7H2O绿矾生产防治缺铁性贫血的药剂、生产铁系列净水剂和颜料氧化铁红的原料硫酸铜CuSO4·5H2O蓝矾、胆矾制农药、电镀液硫酸铝钾KAl(SO4)2·12H2O明矾净水剂 注意 BaCO3、BaCl2等钡盐有毒。
BaCO3不可用作“钡餐”,BaCO3虽然不溶于水,但能溶于酸,在人的胃中BaCO3与胃酸反应生成Ba2+而使人中毒五五)S 、、S 的检验的检验1.S 的检验的检验值得注意的是,检验S 时会受到许多离子的干扰1)Ag+干扰:先用⑨ 盐酸 盐酸 酸化能排除Ag+的干扰,因为Ag++Cl- AgCl↓2)C 、S 、P 干扰:BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2也是白色沉淀,与BaSO4白色沉淀所不同的是这些沉淀能溶于强酸因此检验S 时,必须用盐酸酸化(不能用HNO3酸化,因为S 会被HNO3氧化) 不能选用Ba(NO3)2溶液,因为在酸性条件下,S 、HS 、SO2等会被溶液中的N 氧化为S ,从而干扰原溶液中S 的检验检验S 的正确操作为:待测液 取清液 有无白色沉淀(判断有无S )2.S 的检验的检验向溶液中加入盐酸,将产生的气体通入品红溶液中,红色褪去;或加入氯化钡溶液生成白色沉淀,加入盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体S +2H+ SO2↑+H2O或S +Ba2+ BaSO3↓BaSO3+2H+ Ba2++SO2↑+H2O 自测自测1 判断正误,正确的划“√”,错误的划“✕” 。
1)SO2使溴水褪色与乙烯使KMnO4溶液褪色的原理相同 ( )(2)用KOH溶液鉴别SO3(g)和SO2 ( )(3)二氧化硫可广泛用于食品的增白 ()(4)Na2S2O3溶液中加入稀硫酸的离子方程式:2S2 +4H+ S +3S↓+2H2O ( )(5)SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4 ()(6)H2、SO2、CO2三种气体都可用浓H2SO4干燥 ( )✕✕ ✕✕ ✕✕ ✕✕ √√√√ 自测自测2 将64 g铜箔加入含2 mol H2SO4的浓H2SO4中,加热1)铜箔能否完全溶解?请解释原因 不能不能,因为随着反应的进行因为随着反应的进行,浓浓H2SO4变为稀变为稀H2SO4,反应停止反应停止 2)在反应后的溶液中再加入少量硝酸钠晶体,铜箔表面又有气泡冒出,其原因为 在 酸 性 条 件 下在 酸 性 条 件 下 , N 可 氧 化 铜 箔可 氧 化 铜 箔 , 发 生 反 应发 生 反 应3 C u + 2 N +8H+ 3Cu2++2NO↑+4H2O 自测自测3 某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按下图所示装置进行实验。
请回答下列问题:(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是 ,其中发生反应的化学方程式为 ; (2)实验过程中,装置B、C中产生的现象分别是 、 ,这些现象分别说明SO2具有的性质是 和 ;装置B中发生反应的离子方程式为 ;(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象 ;(4)尾气可采用 溶液吸收 答案答案 (1)蒸馏烧瓶 Na2SO3+H2SO4(浓) Na2SO4+SO2↑+H2O(2)溶液由紫红色变为无色 无色溶液中出现黄色浑浊 还原性 氧化性 5SO2+ 2 M n +2H2O 2Mn2++ 5 S +4H+(3)品红溶液褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,溶液恢复为红色(4)NaOH解析解析 (2)向Na2S溶液中通入SO2,最终生成了单质S,S为不溶于水的黄色固体3)要注意关闭分液漏斗旋塞,不再产生SO2后再加热。
二、环境污染与保护二、环境污染与保护1.环境污染环境污染:主要包括大气污染、水污染、土壤污染等,还包括固体废弃物、放射性、噪声等污染酸雨是造成环境污染的罪魁祸首之一1)酸雨大气中的① 二氧化硫二氧化硫 和② 二氧化氮二氧化氮 等溶于水后形成酸性溶液,随雨水降下,就可能成为酸雨,其pH③ 小于 小于5.6 2)硫酸型酸雨的形成途径途径1:空气中飘尘的催化作用,使空气中的SO2发生反应2SO2+O2 2SO3,SO3+H2O H2SO4途径2:④ SO2+H2O H2SO3,2H2SO3+O2 2H2SO4 (写反应方程式) (3)酸雨的危害:直接破坏农作物、⑤ 森林 森林 、草原,使湖泊⑥ 酸化 酸化 ,加快建筑物的腐蚀等4)酸雨的控制措施:a.调整能源⑦ 结构结构 ;b.原煤⑧ 脱硫 脱硫 ;c.改进燃烧技术;d.对煤燃烧后的烟气脱硫;e.开发氢能、风能、太阳能等清洁能源;f.严格控制SO2的排放等2.空气质量监测空气质量监测空气质量日报的主要内容包括“空气污染指数”“空气质量级别”“空气质量状况”“首要污染物”等目前计入空气污染指数的项目暂定为:二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等。
自测自测4 化学在生产和日常生活中有着重要的应用下列说法正确的是 ( )A.汽车的排气管上装有“催化转化器”,使有毒的CO和NO反应生成N2和CO2B.向煤中加入适量石灰石,使煤燃烧产生的SO2最终生成CaSO3,可减少对大气的污染C.高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维D.大量燃烧化石燃料排放的废气中含CO2、SO2,从而使雨水的pH=5.6即形成酸雨A 答案答案 A B项,向煤中加入适量石灰石,可使煤燃烧产生的SO2最终转化为CaSO4;C项,制作光导纤维的是二氧化硅;D项,酸雨的pH<5.6,且CO2的排放不会形成酸雨 自测自测5 某研究性学习小组计划研究当地酸雨的形成过程,于是取来雨水作水样进行测定,随时间的推移,多次测定该样品的pH,得到如下数据:(1)雨水样品放置时pH变化的主要原因为 (用化学方程式表示)由此可以得出酸雨的形成过程可能是 如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合,pH将 (填“增大”“减小”或“不变”),原因是 ,二氧化硫表现 性。
2)下面是酸雨给人类造成的危害,其中不正确的是 时间(h)081624324048pH5.04.84.54.34.24.04.0 A.腐蚀建筑物、雕塑等 B.污染水源C.改良碱性土壤 D.损害庄稼(3)你认为减少酸雨的产生,可采取的措施是 ①少用煤作燃料;②把工厂的烟囱造高;③燃料脱硫;④在已酸化的土壤中加石灰;⑤开发新能源A.①②③ B.②③④⑤C.①③⑤ D.①③④⑤ 答案答案 (1)2H2SO3+O2 2H2SO4 雨水溶解二氧化硫生成亚硫酸,亚硫酸又被空气中的氧气氧化为硫酸,降落下来形成酸雨 减小 自来水中的氯气(或次氯酸)把亚硫酸氧化成硫酸 还原 (2)C (3)C解析解析 (1)雨水的pH发生变化,其原因是亚硫酸被空气中的氧气氧化为硫酸,酸性增强,当亚硫酸全部氧化为硫酸后,pH不再变化自来水常用氯气消毒,其中的氯气、次氯酸等能把亚硫酸氧化为硫酸,pH减小2)酸雨的危害极大,会危害农作物、森林、草原、鱼类、建筑物、工业设备、电信电缆等3)少用煤作燃料以及对燃料进行脱硫处理,是减少酸雨的有效措施开发新能源如氢能、核能等可以从根本上杜绝二氧化硫的产生。
考点突破考点突破考点一 考点一 鉴别CO2与SO2气体的方法考点三 硫元素的价态变化规律（教师用书专用）考点三 硫元素的价态变化规律（教师用书专用）考点二 浓硫酸与金属的反应考点二 浓硫酸与金属的反应考点四 多步反应的化学计算方法考点四 多步反应的化学计算方法————关系式法关系式法( (教师用书专用教师用书专用) ) 1.物理方法物理方法(1)嗅闻法:闻气味,有刺激性气味的是 SO2,无气味的是CO22)溶解法:收集等体积的两种气体,分别倒扣在水槽中,液面上升高的是SO2(相同温度下,SO2在水中的溶解度大于CO2)3)称重法:称量相同体积两种气体的质量,质量大的是SO2(SO2的密度大于CO2)4)降温法:降温、加压,先液化的是SO2(SO2沸点高,易液化)考点一 考点一 鉴别CO2与SO2气体的方法 2.化学方法化学方法(1)用品红溶液,能使品红溶液褪色的是SO22)用pH试纸测两种气体分别溶于水形成的饱和溶液pH的大小,pH小的是SO23)用酸性高锰酸钾溶液、溴水等强氧化性溶液,能使溶液褪色的是SO25SO2+2Mn +2H2O 2Mn2++5S +4H+SO2+Br2+2H2O 4H++2Br-+S (4)用FeCl3溶液,溶液由棕黄色变为浅绿色的是SO2。
SO2+2Fe3++2H2O 2Fe2++S +4H+(5)用Ba(NO3)2溶液或硝酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成的是SO23SO2+2N +2H2O 3S +4H++2NO↑,Ba2++S BaSO4↓(6)用氢硫酸,出现浑浊的是SO2SO2+2H2S 3S↓+2H2O 3.SO2、、CO2混合气体的检验混合气体的检验SO2和CO2都可使澄清的石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程为:流程设计检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2选用试剂品红溶液酸性KMnO4溶液 品红溶液澄清的石灰水预期现象褪色褪色不褪色变浑浊 注意注意 有时为简化装置,可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置,用较浓的酸性KMnO4溶液,现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅 典例典例1 (2017北京理综,10)根据SO2通入不同溶液中的实验现象,所得结论 的是 ( ) 溶液现象结论A含HCl、BaCl2的FeCl3溶液 产生白色沉淀SO2有还原性BH2S溶液产生黄色沉淀SO2有氧化性C酸性KMnO4溶液紫色溶液褪色SO2有漂白性DNa2SiO3溶液产生胶状沉淀酸性:H2SO3>H2SiO3C 答案答案 C SO2使酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2具有还原性,与KMnO4发生了氧化还原反应。
1-1 下列实验能证明某气体一定为SO2的是 ( )①使澄清石灰水变浑浊②使湿润的蓝色石蕊试纸变红③使品红溶液褪色④通入足量NaOH溶液中,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,该沉淀溶于稀盐酸⑤通入溴水中,能使溴水褪色,再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生A.都能证明 B.都不能证明C.③④⑤均能证明 D.只有⑤能证明D 答案答案 D ①二氧化碳也能使澄清石灰水变浑浊;②酸性气体都能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,如HCl;③氯气也可以使品红溶液褪色;④二氧化碳通入足量氢氧化钠溶液中生成碳酸钠,再加入氯化钡也能产生可溶于稀盐酸的白色沉淀 1-2 下图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图,按要求回答下列问题 (1)B中加入的试剂是 ,作用是 2)C中加入的试剂是 ,作用是 3)D中加入的试剂是 ,作用是 4)实验时,C中应观察到的现象是 答案答案 (1)品红溶液 检验SO2(2)酸性KMnO4溶液 除去SO2并检验SO2是否除尽(3)澄清石灰水 检验CO2(4)酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色(或不褪色,或不褪成无色)解析解析 检验二氧化硫用品红溶液,吸收二氧化硫可用酸性KMnO4溶液,检验二氧化碳用澄清石灰水。
在检验二氧化碳之前,必须除尽二氧化硫,因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊C装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽,所以酸性高锰酸钾溶液颜色变浅,但不能褪成无色,若褪成无色则不能证明二氧化硫已除尽 (1)较活泼金属(如Zn) (2)不活泼金属(如Cu) (3)钝化:常温下浓H2SO4使Fe、Al钝化,若加热则可以继续反应考点二 浓硫酸与金属的反应考点二 浓硫酸与金属的反应 典例典例2 探究Cu和浓硫酸的反应,下列装置或操作正确的是 ( ) A.用装置甲、乙制备和收集SO2B.用装置甲、丙制备和稀释CuSO4溶液C.用装置乙、丁收集和检验SO2的漂白性D.用装置甲、丁制备和探究SO2的漂白性 答案答案 D SO2的密度比空气大,不能用向下排空气法收集,A、C错误;Cu和浓硫酸反应后的溶液中含有较多硫酸,一般将其加入水中进行稀释,故B错误 2-1 某研究性学习小组为研究Cu与浓H2SO4的反应,设计如下实验探究方案(装置中的固定仪器和酒精灯均未画出): 实验选用细铜丝、98.3%H2SO4溶液、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等药品以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录。
根据上述材料回答下列问题: (1)D、E两容器中CCl4的作用是 2)加热过程中,观察到A容器中出现大量白色烟雾,随着反应的进行,三颈烧瓶下有白色沉淀生成,你认为该沉淀物是 ,分析可能的原因: 3)对A装置中的浓H2SO4和铜丝进行加热,很快发现C容器中品红溶液褪色,但始终未见D中澄清石灰水出现浑浊或沉淀你的猜想是 设计实验验证你的猜想: 4)实验结束后,为了减少环境污染,排尽各装置中的SO2,可采取的操作是 答案答案 (1)防止倒吸(2)CuSO4 浓硫酸中含水少,生成的硫酸铜较多,浓硫酸的吸水作用使无水CuSO4析出(3)由于SO2的溶解度较大,澄清石灰水中Ca(OH)2的含量低,生成了Ca(HSO3)2溶液 取样后,向其中加入氢氧化钠溶液,观察是否有沉淀生成(或加热、加盐酸检验SO2气体等方法)(4)打开A装置导管上的活塞,用注射器向里注入空气,最后再在B中加入NaOH溶液,塞上塞子,振荡即可解析 (1)SO2通入碱溶液中易发生倒吸,但SO2在CCl4中的溶解度较小,所以CCl4的作用是防止倒吸。
2)根据铜与浓硫酸反应的产物可推知,白色沉淀为无水硫酸铜这是由于浓硫酸浓度较大,含水量少,再加上浓硫酸的吸水作用,硫酸铜无法形成结晶水合物,只能生成无水硫酸铜 2-2 某校研究性学习小组,探究一定量的浓硫酸与足量锌充分反应产生的气体产物,进行如下实验:按图组装好实验装置,在A中加入5 mL 98%的浓硫酸和足量的锌粒,微热试管A,观察到C、D、E中均有气泡产生;随后气泡量减少,品红溶液褪色,D中先出现浑浊后浑浊消失;反应较长时间后,C、D、E中的气泡量又会明显增加 试回答下列问题:(1)写出A中从反应开始到停止可能发生反应的化学方程式: (2)从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中,并进行正确连接,a接 、 接b,c接 、 接d;D、E两支试管中CCl4的作用是 3)能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为 ;反应较长时间后气泡量又会明显增加的原因是 4)D中浑浊消失的离子反应方程式为 。
答案答案 (1)Zn+2H2SO4(浓) ZnSO4+SO2↑+2H2O、Zn+H2SO4(稀) ZnSO4+H2↑(2)3(或4) 4(或3) 2 1 防倒吸(3)C中品红溶液褪色 浓H2SO4变成稀H2SO4后,与Zn反应放出H2(4)SO2+H2O+CaSO3 Ca2++2HS 解析解析 (1)浓H2SO4具有强氧化性,与锌反应产生SO2气体,Zn+2H2SO4(浓) ZnSO4+SO2↑+2H2O;随反应的进行,硫酸逐渐被消耗,浓硫酸变为稀硫酸,与Zn发生置换反应生成H2,Zn+H2SO4(稀) ZnSO4+H2↑2)从图示看,C装置应是检验SO2气体的,应选择甲装置,B处需接一安全装置3)浓H2SO4的强氧化性表现在S 被还原,生成SO2,SO2可使品红溶液褪色4)D中浑浊消失是因为过量的SO2与CaSO3反应生成Ca(HSO3)2 1.-2是硫元素的最低价态, 只有还原性; 、 既有氧化性,又有还原性,但 以还原性为主;+6是硫元素的最高价态, 只有氧化性(如浓H2SO4)2.当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态考点三 硫元素的价态变化规律(教师用书专用) 如H2 O2 O3 3.硫元素处于相邻价态的物质间一般不发生氧化还原反应。
如S和H2S、S和SO2、SO2和浓H2SO4之间不发生氧化还原反应4.含硫物质的连续氧化含硫物质的连续氧化H2S SO2 SO3 H2SO4S SO2 SO3 H2SO4 符合A B C D转化关系的还有:氮元素 钠元素:Na Na2O Na2O2 NaOH 典例典例3 下图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)化合物B在常温常压下为气体,B和C的相对分子质量之比为4∶5,化合物D是重要的工业原料 (1)写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式 2)写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式 3)写出一个由D生成B的化学方程式 4)将5 mL 0.10 mol·L-1的E溶液与10 mL 0.10 mol·L-1的NaOH溶液混合①写出反应的离子方程式 ;②反应后溶液的pH 7(填“大于”“小于”或“等于”),理由是 ;③加热反应后的溶液,其pH (填“增大”“不变”或“减小”),理由是 。
答案答案 (1)S+H2 H2S(2)H2SO3+2H2S 3S↓+3H2O(3)2H2SO4(浓)+C CO2↑+2SO2↑+2H2O(4)①H2SO3+2OH- S +2H2O②大于 Na2SO3是强碱弱酸盐,水解后溶液呈碱性③增大 水解是吸热反应,加热使S 水解程度增大,因而pH增大解析解析 由题图及题意知,B和C是A的两种氧化物且B和C的相对分子质量之比为4∶5,由此可推出A是S,B是SO2,C是SO3,D是H2SO4,E是H2SO3 3-1 已知X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖粉末变黑A与X反应的转化关系如图所示,其中反应条件及部分产物均已略去,则下列有关说法正确的是 ( ) A.X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性B.若A为铁,则足量A与X在室温下即可完全反应C.若A为碳单质,则将C通入少量的澄清石灰水中,一定可以观察到有白色沉淀产生D.工业上,B转化为D的反应条件为高温、常压、使用催化剂D 答案答案 D X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖粉末变黑,则X是浓硫酸;D和水反应生成硫酸,则D是三氧化硫;B和氧气反应生成三氧化硫,则B是二氧化硫A项,X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的脱水性;B项,常温下,铁遇浓硫酸发生钝化,所以不能完全反应;C项,浓硫酸和碳反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,二氧化碳和少量氢氧化钙反应生成可溶性的碳酸氢钙;D项,工业上,二氧化硫转化为三氧化硫的反应条件为高温、常压、使用催化剂。
3-2 在下列物质转化中,A是一种正盐,D的相对分子质量比C的相对分子质量大16,E是酸,当X无论是强酸还是强碱时,都有如下的转化关系:A B C D E当X是强酸时,A、B、C、D、E均含同一种元素;当X是强碱时,A、B、C、D、E均含另外同一种元素请回答:(1)A是 ,Y是 ,Z是 2)当X是强酸时,E是 ,写出B生成C的化学方程式: 3)当X是强碱时,E是 ,写出B生成C的化学方程式: 答案答案 (1)(NH4)2S O2 H2O(2)H2SO4 2H2S+3O2 2SO2+2H2O(3)HNO3 4NH3+5O2 4NO+6H2O解析解析 由D的相对分子质量比C的相对分子质量大16,容易联想D比C分子增加1个氧原子,则D可能是氧化物,而E为酸,则应为含氧酸A为正盐,与碱反应生成的物质能连续氧化,最后生成含氧酸,可推知A是铵盐:A NH3 NO NO2 HNO3;而A与强酸反应时,生成的物质也能连续氧化,最后生成含氧酸,则A为硫化物(含S2-):A H2S SO2 SO3 H2SO4。
综上所述可确定A是(NH4)2S 所谓关系式法,就是根据有关物质之间的数量关系,建立起已知量和未知量之间的关系式进行计算的方法其实质依然是利用守恒关系,以最简单的方式表达出来对于多步进行的连续反应,根据中间产物的纽带关系,找出原料和最终产物的关系式,再进行计算,可使解题步骤、运算过程大为简化最常见多步反应的关系式有:①工业制硫酸:FeS2~2SO2~2SO3~2H2SO4;②工业制硝酸:N2~2NH3~2HNO3工业生产中的有关计算还应注意以下几点:(1)物质的纯度= ×100%考点四 多步反应的化学计算方法——关系式法(教师用书专用) (2)原料利用率(或转化率)= ×100%(3)产品产率= ×100%(4)原料转化率=原料利用率=1-原料的损失率(5)化合物中某元素的损失率=该化合物的损失率 典例典例4 利用1 t含FeS2 80%的黄铁矿来制H2SO4,假设反应过程中由FeS2转化为SO2时,损失硫2%,由SO2氧化成SO3时,SO2的利用率只有75%,试计算1 t黄铁矿可以制得95%的硫酸多少吨? 答案答案 1.01 t解析解析 设可以制得95%的硫酸的质量为x FeS2 ~ 2H2SO4 120 1961×80% ×(1-2%)×75% t 95%x则120∶196=[1×80%×(1-2%)×75% t]∶(95%x)解得:x=1.01 t。
4-1 通过下列方法可以测定金属锡样品的纯度:(1)将试样溶于盐酸中,发生的反应为:Sn+2HCl SnCl2+H2↑(2)加入过量的FeCl3溶液,发生的反应为:SnCl2+2FeCl3 SnCl4+2FeCl2(3)用已知浓度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+,发生的反应为:6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl 6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7H2O现有金属锡样品1.226 g,经上述各步反应后,共用去0.100 mol/L K2Cr2O7溶液32.0 mL求试样中锡的质量分数(假定杂质不参加反应) 答案答案 93.2%解析解析 根据化学方程式建立关系式:3Sn~3SnCl2~6FeCl2~K2Cr2O7,据此可得n(Sn)=3n(K2Cr2O7)=3×0.100 mol/L×0.032 0 L=0.009 60 mol,故试样中锡的纯度= ×100%=93.2%。
