三氧化硫常温下是什么状态
-行政法原则
2023年2月15日发(作者：鸡肉怎么做)高中化学必修一第四章第三节
硫和氮的氧化物
2
化学必修一第四章第三节硫和氮的氧化物
一、二氧化硫和三氧化硫
1.硫
(1)硫的存在形式
①游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层
里。
②化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存
在，如硫铁矿也称黄铁矿（FeS
2
）、黄铜矿（CuFeS
2
）、
石膏（CaSO
4
·2H
2
O）和芒硝（Na
2
SO
4
·10H
2
O）。
③硫是一种生命元素，存在与某些蛋白质中，这
也是石油、天然气、煤等化石燃料中经常含硫的
原因。
(2)硫的物理性质
硫（俗称硫磺）是一种淡黄色晶体，质脆，易
研成粉末。硫不溶于水，微溶于酒精，易溶于二
硫化碳。熔、沸点低。
(3)硫的化学性质
①硫的氧化性
a.将硫粉和金属钠混合在研钵中研磨，可以听到
轻微的爆炸声，将该混合物加热，也可以发生反
应：2Na+S==Na
2
S。
b硫与具有可变化合价的金属发生反应时，金属
△
△
△
△
3
被氧化为低价态，如：Fe+S==FeS；2Cu+S==Cu
2
S。
c硫蒸气与H
2
的反应：H
2
+S==H
2
S。
②硫的还原性
硫在空气中燃烧，产生微弱的淡蓝色火焰；
在氧气中燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰。
S+O
2
=====SO
2
③硫与碱反应
附着在试管中的硫可以用热碱溶液洗涤。
3S+6NaOH==2Na
2
S+Na
2
SO
3
+3H
2
O。
①通常情况下，硫不能使变价金属显高价，说明S的氧化性比Cl2弱。
②不管O2多少，S只能被氧化为SO2。因为把SO2氧化为SO3需要特定条件。
③金属汞撒落在地面可撒些硫磺覆盖，防止汞蒸气中毒，因为常温下：Hg+S==HgS。
2.二氧化硫
(1)二氧化硫的实验室制法
实验室里可用亚硫酸钠固体与浓硫酸反应或铜与
浓硫酸反应来制取SO2：
Na
2
SO
3
+H
2
SO
4
(浓)==Na
2
SO
4
+H
2
O+SO
2
↑
Cu+2H
2
SO
4
(浓)==CuSO
4
+H
2
O+SO
2
↑
(2)二氧化硫的物理性质
二氧化硫是一种无色有刺激性气味的有毒气
体，密度比空气大，易液化，易溶于水，常温常
压下，1体积水能溶解40体积SO
2
。
点
△
△
4
(3)二氧化硫的化学性质
①实验探究：SO
2
的化学性质
实验
操作
实验
现象
①液体充满试管；②滴加紫色石蕊溶液
后，溶液变为红色；③滴加品红溶液振荡
后，溶液褪色；④加热后，试管中的溶液
又显红色。
实验
结论
①SO
2
易溶于水，其水溶液显酸性；②SO
2
具有漂白性，与有色物质混合生成
不稳定的无色物质
②SO
2
是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性
a．和H
2
O反应：SO
2
+H
2
OH
2
SO
3
（亚硫酸能使紫
色石蕊溶液变红）
b．和碱性氧化物反应：SO
2
+CaO==CaSO
3
c．和碱反应：SO
2
（少量）+2NaOH==Na
2
SO
3
+H
2
O
+2CO
2
SO
2
（过量）+NaOH==NaHSO
3
5
d．和盐反应：SO
2
（少量）+2NaHCO
3
==Na
2
SO
3
+H
2
O
+2CO
2
（利用此反应可除去CO
2
中的SO
2
）
SO
2
（过量）+NaHCO
3
==NaHSO
3
+CO
2
SO2和CO2都是酸性氧化物，都能使澄清石灰水变浑浊。故不能用澄清石灰水来鉴别SO2和CO2，可用品红溶液
来鉴别。
③二氧化硫的氧化性
二氧化硫分子中硫元素为+4价，处于中间价
态，所以二氧化硫既有氧化性，又有还原性。但
二氧化硫的氧化性不如还原性突出。
2SO
2
+2H
2
S==3S↓+2H
2
O
SO
2
与H
2
S在容器中相遇即可发生反应，生产
黄色的固体硫附着在容器的内壁。SO
2
通入氢硫酸
（H
2
S的水溶液）中，也发生同样的反应，使溶液
变浑浊。
④二氧化硫的还原性
2
能使卤素单质的水溶液褪色。
SO
2
+X
2
+2H
2
O==2HX+H
2
SO
4
(X=Cl、Br、I，F除外)
2
能使紫色的KMnO
4
溶液褪色。
5SO
2
+2KMnO
4
+2H
2
O==K
2
SO
4
+2MnSO
4
+2H
2
SO
4
2
能被Fe3+氧化。
SO
2
+2FeCl
3
+2H
2
O==FeSO
4
+FeCl
2
+4HCl
2
能被氧气氧化成SO3：2SO
2
+O
2
2SO
3
催化
△
6
①SO2和O2反应生成SO3的催化剂通常为五氧化二钒（V2O5）。②硫在空气中加热（点燃或加热）只能生成SO2，
不能生成SO3，是否生成SO3与O2是否足量无关。
⑤二氧化硫的漂白性
向品红溶液中通入SO
2
后，品红溶液的颜色逐渐
褪去。SO
2
具有漂白性，能漂白有色物质，如纸浆、
毛、丝、草帽辫等。当给试管加热时，溶液又变
红色，是因为生成的无色物质不稳定，受热分解
而回复成原来的颜色。
从氧化还原角度分析，二氧化硫起漂白作用时，所发生的反应不是氧化还原反应，这不同于臭氧、次氯酸
盐的漂白性。
3.三氧化硫
(1)物理性质
标准状况下，是一种无色固体，熔点（16.80）、
沸点（44.8）较低，具有较强的吸湿性，极易溶
于水并放出大量的热。
(2)化学性质
SO
3
具有酸性氧化物的通性，是硫酸的酸酐。
①与水反应生成硫酸：SO
3
+H
2
O==H
2
SO
4
②与碱性氧化物反应，如：CaO+SO
3
==CaSO
4
③与碱反应：SO
3
+2OH-==SO
4
2-+H
2
O
④与某些盐溶液反应，如：SO
3
+CO
3
2-==SO
4
2-+CO
2
↑；
SO
3
+Ba2++H
2
O==BaSO
4
↓+2H+
①标准状况下SO3不是气体。②SO2通入BaCl2溶液不会产生白色沉淀。
二、二氧化氮和一氧化氮
7
1.氮气
(1)物理性质
氮气是一种无色无味的气体，约占空气体积
的78%，标准状况下密度为1.25g/L，难溶于水，
难液化。
(2)化学性质
氮气分子结构稳定，通常情况下，氮气化学
性质很不活泼。但在一定条件下，也可以发生以
下反应。
①在放电条件下，氮气能直接与氧气化合生成一
氧化氮：N
2
+O
2
============2NO
②在高温、高压和催化剂存在下，氮气与氢气化
合生成氨气：Na+3H
2
2NH
3
③在一定条件下，氮气能跟Mg、Al等发生反应生
成金属氮化物。
3Mg+N
2
==Mg
3
N
2
2Al+N
2
==2AlN
将游离态的氮转变为氮的化合物叫氮的固定，氮的固定分为自然固氮和人工固氮。除了可用人工固氮方法（合
成氨）获得氨气外，自然界雷电现象也是一种固氮途径，经由雷电固定的氮是硝态氮（硝酸或硝酸盐形式）。
2.一氧化氮
NO是一种无色气体，难溶于水，密度比空气
略大，有毒，是一种大气污染物。NO是不成盐氧
化物，不能与酸或碱反应，但它易液化，能被空
气中的氧气氧化为NO2。2NO+O
2
==2NO
2
高温
催化
高温、
点
高
8
实验室里可用铜与稀硝酸反应来制取NO：
3Cu+8HNO
3
(稀)==3Cu(NO
3
)
2
+2NO↑+4H
2
O
3.二氧化氮
(1)NO
2
是一种红棕色、有刺激性气味的气体，有
毒，密度比空气大，易液化。
常见的红棕色气体有NO2和溴蒸气。
(2)NO
2
易溶于水，并与水生成硝酸和NO。
3NO
2
+H
2
O==2HNO
3
+NO
实验探究：NO
2
与H
2
O的反应
实验步骤：①如右图所示。将充满NO
2
的试管倒立与盛有水的水槽中。
②当液面在试管中不再上升时，通过导气管通
入少量O
2
，并停一会儿，等待液面上升。
③当液面停止上升时，仍有气体剩余，可再通
入少量O
2
，这样反复操作几次，直至液体充满整
个试管。
实验现象：充满NO2的试管，倒立于盛有水的水
槽中，液体进入试管中，并慢慢上升到试管高度
的2/3处；试管内气体由红棕色慢慢变为无色，
剩余气体约为原气体的1/3.当通入O
2
，气体迅速
由无色变为红棕色又溶于水，液面继续上升，气
体又变为无色，这样反复几次，最终几乎没有气
9
体剩余，液体充满整个试管。
解释及结论：3NO
2
+H
2
O==2HNO
3
+NO
2NO+O
2
==2NO
2
总的反应可表示为：4NO
2
+O
2
+2H
2
O==4HNO
3
NO2不是HNO3的酸酐，HNO3的酸酐是N2O5。NO与NO2都是不成盐氧化物。
(3)实验室里可用铜与浓硝酸反应来制取NO
2
Cu+4HNO
3
(浓)==Cu(NO
3
)
2
+2NO
2
↑+2H
2
O
(4)冷却NO
2
，颜色变浅，生成N
2
O
4
2NO
2
(红棕色)N
2
O
4
(无色)
四氧化二氮的一个重要用途是做火箭的推进剂（燃料），偏二甲肼（C2H8N4）和四氧化二氮，两者反应时放出
大量的热量把火箭送人太空。该反应的化学方程式如下：
C2H8N4+2N2O4==3N2↑+2CO2↑+4H2O↑
三、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
1.二氧化硫和二氧化氮的来源
空气中二氧化硫主要来源于煤、石油和某些
金属矿物中含硫或硫的化合物燃烧或金属冶炼和
硫酸生产等产生的工业废气等。二氧化氮来源于
燃料高温条件下的燃烧（高温他就是空气中的氮
气往往也参与反应）、汽车尾气（在发动机内活塞
频繁打出火花，像天空中的闪电，N
2
与O
2
反应生
成NO）等。
2.二氧化硫和二氧化氮的主要危害——酸雨
（1）酸雨的形成
大气中二氧化硫和二氧化氮溶于水形成酸性
10
溶液，随雨水降下，就可能成为酸雨。目前，形
成酸雨的最主要因素是二氧化硫。
酸雨中的酸绝大部分是硫酸和硝酸。二氧化
硫和二氧化氮在大气中形成酸雨的过程十分复
杂，可以简要概括如下：
（2）酸雨的概念
在正常情况下，由于大气中含有一定的二氧
化碳，降雨时二氧化碳溶于水，形成酸性很弱的
碳酸，因此正常的雨水呈弱酸性，pH约为5.6。
酸雨的pH小于5.6。
（3）酸雨的危害
酸雨的危害很大，主要表现在对水生生态系
统的影响、对陆地生态系统的影响、对土壤的影
响、对建筑物的影响、对人类健康的危害等几个
方面。同时，酸雨还污染引用水源，引起人类呼
吸道系统疾病等。
（4）酸雨的防治措施
①原煤脱硫；改进燃烧技术；对煤燃烧后形成的
11
烟气脱硫。
②工业废气在排入大气前，要经过回收处理。
③汽车尾气的主要成分是氮氧化物（主要是气缸
中的高温使鼓入的空气中的N
2
、O
2
化合所导致），
还含有CO，改进技术，使之在催化剂的作用下转
化为五毒的N
2
和CO
2
：
2NO+2CO=======N
2
+2CO
2
拓展一二氧化硫的漂白性
2
与其他漂白剂的比较
物质效果原因作用
类型
SO
2
暂时
褪色
和有色物质化合成
无色的不稳定物质
光合
作用
Na
2
O
2
、O
3
、
Cl
2
(HClO)
永久
褪色
将有色物质氧化成
无色物质
氧化
作用
活性炭暂时
褪色
物理吸附吸附
作用
2.不属于二氧化硫漂白性的褪色
催化
12
（1）二氧化硫使碱的酚酞溶液褪色
滴有酚酞的氢氧化钠溶液呈红色，当通入二氧
化硫气体时发生如下反应：
SO
2
+2NaOH==Na
2
SO
3
+H
2
O或SO
2
+NaOH==NaHSO
3
反应使溶液碱性降低，因而溶液褪色，不是二氧
化硫的漂白性所致。
（2）二氧化硫使氯水、溴水、碘水褪色
氯水、溴水、碘水分别呈黄绿色、橙色、棕黄
色，当通入二氧化硫气体时发生如下反应：
SO
2
+Cl
2
+2H
2
O==H
2
SO
4
+2HCl
SO
2
+Br
2
+2H
2
O==H
2
SO
4
+2HBr
SO
2
+I
2
+2H
2
O==H
2
SO
4
+2HI
反应使氯水、溴水、碘水溶液褪色，这些都是氧
化还原反应所造成的褪色，不是二氧化硫的漂白
性所致。
（3）二氧化硫使高锰酸盐溶液褪色
KMnO
4
溶液呈紫红色，当通入二氧化硫气体时发
生如下反应：
5SO
2
+2KMnO
4
+2H
2
O==K
2
SO
4
+2MnSO
4
+2H
2
SO
4
这也是氧化还原反应所造成的褪色，不是二氧化
硫的漂白性所致。
（4）二氧化硫使铁盐溶液褪色
13
铁盐溶液如FeCl3溶液呈黄色，当通入二氧
化硫气体时发生如下反应：
SO
2
+2FeCl
3
+2H
2
O==FeSO
4
+FeCl
2
+4HCl
这同样是氧化还原反应所造成的褪色，不是二氧
化硫的漂白性所致。
拓展二二氧化硫和二氧化碳的比较
2
和CO
2
的性质比较
SO
2
CO
2
类型酸性氧化物酸性氧化物
颜色无色无色
气味有刺激性气味无气味
水溶
性
易溶（1:40）能溶（1:1）
水溶
液酸
性
中强酸（比碳酸强）弱酸
氧化
性
SO
2
+2H
2
S==3S↓+2H
2
OCO2+C==2CO
还原
性
SO
2
+Cl
2
+2H
2
O==H
2
SO
4
+2H
Cl
——
遇石
灰水
变浑浊
Ca(OH)
2
+SO
2
==CaSO
3
↓
变浑浊
Ca(OH)
2
+CO
2
==CaC
△
14
+H
2
OO
3
↓+H
2
O
CaCl
2
或
BaCl
2
不反应不反应
品红
溶液
褪色不褪色
酸性
KMnO
4
溶
液或
溴水
褪色不褪色
2.鉴别和分离
（1）SO
2
和CO
2
的鉴别方法
①用品红溶液：使品红溶液褪色的是SO
2
，不能使
品红溶液褪色的是CO
2
；
②用氢硫酸溶液：出现淡黄色浑浊的是SO
2
，无明
显现象的是CO
2
；
③用酸性KMnO
4
溶液：能使KMnO
4
溶液紫色褪去的
是SO
2
，无明显现象的是CO
2
；
④用溴水：能使溴水褪色的是SO
2
，无明显现象的
是CO
2
；
15
⑤用FeCl3溶液：能使FeCl3溶液黄色变为浅绿
色的是SO
2
，无明显现象的是CO
2
；
（2）常用来鉴别和分离SO
2
和CO
2
的装置
如上图所示的装置中各部分的作用：装置A检验
SO
2
的存在；装置B除去SO
2
气体；装置C检验SO
2
气体是否除去，并进一步吸收SO
2
；装置D检验
CO
2
气体并吸收。
拓展三氮的氧化物溶于水的计算
1.相关化学方程式
①3NO
2
+H
2
O==2HNO
3
+NO
②2NO+O
2
==2NO
2
③4NO
2
+O
2
+2H
2
O==4HNO
3
④
4NO+3O
2
+2H
2
O==4HNO
3
2.氮的氧化物溶于水的可能情况（反应方程式同
上）
序
号
气体反应剩余气
体
剩余气体量
INO
2
①NO
INO
2
+NO①NO
16
I
I
II
NO
2
+
O
2
③无0
③O
2
先③
后①
NO
I
V
NO+
O
2
④无0
④NO
④O
2