3．NO、NO₂的制法

(1)NO的实验室制法

①原理：　　　　　　　　　　　　　　　

②装置：铁架台、铁夹、铁圈、烧瓶、分液漏斗、胶塞、导管、酒精灯等

③收集：　　　　　　　　

④检验：无色气体和空气接触立即变红棕色

(2)NO₂的实验室制法

①原理： 　　　　　　　　　　　　　　　　　

②装置：锥形瓶(或烧瓶)、分液漏斗、带导管胶塞

③收集：　　　　 　　　　　

[特别提醒]：通常“纯净”的NO2或N2O4并不纯，因为在常温、常压下能发生2NO2 N2O4反应。由于此可逆反应的发生，通常实验测得NO2的相对分子质量大于它的实际值，或在相同条件下，比相同物质的量的气体体积要小。此外涉及NO2气体的颜色深浅、压强、密度等要考虑此反应。因而可逆反应2NO2N2O4在解化学题中有很重要的应用。

[例1] 最新研究表明：NO吸收治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况，缓解病情。病毒学研究同时证实，NO对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于NO的叙述正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

　　　　 A．NO是一种红棕色的气体　 B．常温常压下，NO不能与空气中氧气直接化合

　　　　 C．含等质量的氧元素的NO和CO的物质的量相等

　　　 　D．NO易溶于水，不能用排水法收集

　　　 [解析]NO是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集。常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO₂。

[答案]C

考点2　 氨的性质

2.NO、NO₂都是大气污染物，空气中NO、NO₂主要来自石油产品和煤燃烧、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气。其中空气中的NO₂是造成　　　　　 的主要因素。

1.氮元素有+1、+2、+3、+4、+5等五种正价态，五种正价对应六种氧化物：N₂O、NO、N₂O₃、NO₂、N₂O₄、N₂O₅。其中N₂O₃和N₂O₅分别是HNO₂和HNO₃的酸酐。NO是一种　 色还原性较强的气体，易被O₂氧化生成　　 ，NO₂是一种　　 色的易溶于水且与水反应的气体，氧化性强，能氧化SO₂，能使湿润的KI－淀粉试纸变　 。

4．检验步骤

①在待测溶液中加入　　　 ，排除　　　　　　　　　　　　　　 等离子的干扰。注意一般不用稀HNO₃，因为稀HNO₃能将　　　 氧化成　　　 而被漏检。

②在排除干扰后的溶液中加入　　　　 ，产生的白色沉淀一定是BaSO₄，则此溶液中一定含有SO₄^2-。

[例4]对某酸性溶液(可能含有Br^-、SO₄^2-、H₂SO₃、NH₄⁺)分别进行如下实验：

①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色　 ②加碱调至碱性后，加热时放出的气体可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝　 ③加入氯水时，溶液略显黄色，再加入BaCl₂溶液时，产生的白色沉淀不溶于稀硝酸。对于下列物质不能确认其在溶液中是否存在的是　 (　　 )

A．Br^-　　　　　 B．SO₄^2-　　　　　 C．H₂SO₃　　　　　　 D．NH₄⁺

[解析]①加热时放出的气体可以使品红褪色，则溶液中一定含有H₂SO₃，因H₂SO₃不稳定，分解产生的SO₂可使品红褪色。②加碱后加热，产生使润湿的红色石蕊试纸变蓝的气体，即有NH₃产生，说明溶液中一定含有NH₄⁺。③加氯水时溶液显黄色，说明原溶液中含有Br^-。再加BaCl₂有白色不溶于HNO₃的沉淀生成，说明此时溶液中含SO₄^2-，但可能是原溶液含有的，也可能是氯水氧化H₂SO₃产生的，故不能确定的为SO₄^2-。

[答案]B

[误区警示]SO₄^2-检验的误区：

①只加可溶性钡盐，不酸化。误将CO₃^2-、PO₄^3-、SO₃^2-、Ag⁺等干扰离子判成SO₄^2-，此时上述离子同样会产生BaCO₃、Ba₃(PO₄)₂、BaSO₃、AgCl的白色沉淀。

②误将Ag⁺、Pb²⁺判成SO₄^2-。如向待测液中滴加BaCl₂溶液，再加盐酸有白色沉淀便断定含SO₄^2-。其错误是未注意溶液中不含SO₄^2-而含Ag⁺或Pb²⁺也会有同样现象。

因为Ag⁺+Cl^-AgCl↓(白色)　 Pb²⁺+2Cl^-PbCl₂↓(白色)

③误将SO₃^2-判成SO₄^2-。如向待测液中滴加用盐酸酸化的Ba(NO₃)₂溶液生成白色沉淀，便误以为有SO₄^2-。该错误是未注意NO₃^-具有强氧化性，在酸性环境中发生反应：Ba²⁺+

SO₃^2-BaSO₃↓(白色)，3BaSO₃+2H⁺+2NO₃^-3BaSO₄↓(白色)+2NO↑+H₂O

再如向待测液中滴加用硝酸酸化的BaCl₂溶液产生白色沉淀便错误认定一定含SO₄^2-，也同样是落入干扰离子转化为SO₄^2-从而生成BaSO₄的陷阱中。

3．检验的误区

干扰检验的离子：Ag⁺能与SO₄^2-离子反应生成难溶于水的白色沉淀Ag ₂SO₄；Ag⁺还能与Cl^-反应生成难溶于水的白色沉淀AgCl；SO₃^2-、CO₃^2-、SiO₃^2-、PO₄^3-等能与Ba²⁺反应生成难溶于水的白色沉淀。但这些白色沉淀溶于强酸中。

2．试剂：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

1．原理：利用Ba²⁺+SO₄^2-BaSO₄↓(白色)，BaSO₄ 盐酸、硝酸的特性。

2．化学性质

相同点：都是　　 氧化物。

①都能和水反应，生成的酸　　 稳定，只能存在于溶液中CO₂+H₂OH₂CO₃；

SO₂+H₂OH₂SO₃。

②都能与碱反应，用量比不同，可以生成两种盐。

SO₂、CO₂气体通入澄清石灰水中，都是先生成沉淀，当SO₂、CO₂过量时又溶解。

Ca(OH)₂+SO₂　　　　　　 　　　CaSO₃+SO₂+H₂O　　　　　

Ca(OH)₂+CO₂　　　　　　 　　　CaCO₃+CO₂+H₂O　　　　　

不同点：

①SO₂常表现　　 性：2SO₂+O₂2SO₃　 CO₂表现　　 性：CO₂+C2CO

SO₂被高锰酸钾、氯水、溴水、碘水等氧化剂氧化，CO₂不能。

②SO₂具有漂白性，能漂白某些有色物质，CO₂不能。

③造成环境破坏的原因不同：SO₂形成　　　 ，CO₂引起　　　　 。

[例2] 下列实验能证明某无色气体为SO₂的是　　 　　　　　　　　　　(　　 )

①能使澄清石灰水变浑浊　 ②能使湿润的蓝色石蕊试纸变红　 ③能使品红试液褪色，加热后又显红色　 ④能使溴水褪色，再滴加酸化的BaCl₂溶液有白色沉淀产生

A．①②③④　　 B．①③④　　　 C．③④　　　 D．②③④

[解析]能使澄清石灰水变浑浊的气体有SO₂、CO₂；能使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体为酸性气体(如：HCl、HBr、SO₂、CO₂等)；能使品红褪色的气体有Cl₂、SO₂，但Cl₂有颜色，褪色后加热又显红色的只有SO₂；能使溴水褪色，再滴加酸化的BaCl₂溶液有白色沉淀生成，只有SO₂气体符合。

[答案]C

[规律总结] SO₂和CO₂都能使澄清的石灰水变浑浊，若通入的气体过量，则沉淀都可消失。所以不能用澄清的石灰水鉴别SO₂和CO₂。通常可用以下方法：

①用品红溶液，使品红溶液褪色的是SO₂，不能使品红溶液褪色的是CO₂。

②用氢硫酸，出现浑浊的是SO₂，无明显现象的是CO₂。2H₂S+SO₂2H₂O+3S↓

③用高锰酸钾溶液，紫色褪去的是SO₂，无明显现象的是CO₂。

2KMnO₄+5SO₂+2H₂OK₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄

④用溴水，使橙色褪去的是SO₂，无明显现象的是CO₂。Br₂+2H₂O+SO₂2HBr+H₂SO₄

⑤用硝酸酸化的硝酸钡溶液，产生白色沉淀的是SO₂，无明显现象的是CO₂。

2H₂O+2HNO₃+3SO₂3H₂SO₄+2NO　　 Ba(NO₃)₂+H₂SO₄BaSO₄↓+2HNO₃

⑥用FeCl₃溶液，使棕黄色颜色变浅的是SO₂，无明显现象的是CO₂。

2FeCl₃+SO₂+2H₂OFeCl₂+FeSO₄+4HCl

考点3　 浓硫酸和稀硫酸氧化性比较

[例3](2008届创博智典联考题)中学教材高中化学第一册有如下图1所示的铜与浓硫酸反应实验装置，该实验过程中会有二氧化硫气体放出，污染室内空气，严重地损害师生健康．为此某课外小组对此实验进行如图2所示的改进，改进的实验操作简单现象明显，并且几乎无二氧化硫气体泄漏。实验步骤如下：

图1　　　　　　　　　　　　　　　　　　 图2

①首先按装置图安装仪器，安装仪器时，在支管胶塞的铁丝构上挂一片品红试纸。

　②向试管中加入约10毫升的浓硫酸，加热(在加热浓硫酸时，将铜片向上提起，铜片先不要伸入浓硫酸中)，当加热至沸腾时，把铜片放下，使其完全浸入浓硫酸中，反应即刻发生。等不需要反应时停止加热并将铜片提起，离开浓硫酸，反应就停止了。

回答下列问题：

(1)如图2所示，铜片与沸腾的浓硫酸接触后可看到的现象有：　　　　　　　 　　　；

(2)塑料袋作用是：　　　　　　　　；

(3)为了防止反应结束后留在试管中的气体和塑料袋中的气体污染环境，可进行的操作是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；相关的离子方程式是：　　　　　　　　 。

[解析]当铜片接触热浓硫酸时，有大量的白雾产生(白雾是由于二氧化硫气体与水结合形成亚硫酸小液滴缘故)并沿支管口喷在品红试纸上，使品红试纸的红色开始褪色，而且原来无色硫酸溶液开始变绿，当品红试纸完全褪成白色后，把铜片向上提使其离开浓硫酸溶液，反应马上停止。

[答案](1)支管口有白雾，试管中出现绿色，品红试纸褪色，铜片部分溶解。

 (2)收集多余的SO₂气体，防止污染空气；

(3)在反应后的试管中、塑料袋中加适量的碱吸收SO₂气体　

SO₂+2OH^-H₂O+SO₃^2-或SO₂+OH^-HSO₃^-

[规律总结]浓硫酸的吸水性：吸收物质中由水分子组成的的水蒸气或结晶水。可用作干燥剂，但一般不能干燥碱性和还原性气体。脱水性：将某些化合物中(主要是有机化合物)中H、O两原子按水的组成比2∶1脱去。(浓硫酸可用作有机反应的催化剂和脱水剂)

浓硫酸使湿润的石蕊试纸先变红(酸性引起)，后变黑(脱水性引起)；而稀硫酸则只能使湿润的石蕊试纸变红，不能使之变黑或褪色。

考点4　 溶液中SO₄^2-的检验

1．物理性质

相同点：常温下，都是　 色气体，密度都　　 空气。

不同点：CO₂气味，SO₂有　　　 气味；CO₂ 毒，SO₂ 毒；CO₂ 水(1体积水大约溶解1体积气体)，SO₂ 水(1体积水大约溶解40体积气体)；SO₂易液化。

2.化学性质

硫原子最外层6个电子，较易得电子，表现较强的氧化性。

(1)与金属反应：Na+S　　 　(剧烈反应并发生爆炸)

Al+S　　　 (制取　　 的唯一途径)　 Fe+S 　　　(黑色)

(2)与非金属的反应：S+O₂　　 　　S+H₂ H₂S

(3)与化合物的反应S+6HNO₃(浓)　　　　　　　　　　 　　

S+2H₂SO₄(浓)　　　　　　　　 　　　S+NaOH 　　　　　　　　　　

　[例1](1)将m g铁粉和n g硫粉均匀混合，在密闭容器中加热到红热，冷却后加入____Lb mol·L^-1的盐酸就不再产生气体。若把已放出的气体收集起来，在标准状况下的体积是______。

(2)若把0.1 mol铁粉和1.6 g硫粉均匀混合后，铺在石棉网上用酒精灯加热引燃，完全反应后，将残渣全部放入过量的稀H₂SO₄中充分反应，结果所产生的气体体积在标准状况下明显少于2.24 L，其原因是__________________________________________________。

[解析](1)由Fe+SFeS，FeS+2HClFeCl₂+H₂S↑，得Fe-2HCl；又由Fe+2HClFeCl₂+H₂↑，得Fe-2HCl，即产生气体的总体积和消耗的盐酸的量与硫粉量无关，只由铁的量确定。

设加入b mol·L^-1盐酸的体积为V，则

×2=V×b mol·L^-1，得V= L或 mL

标准状况下产生气体的体积为×22.4 L·mol^-1=0.4m L。

(2)n(S)==0.05 mol＜0.1 mol，铁粉过量，过量的铁粉在加热的条件下被空气中的氧气氧化，生成的铁的氧化物与H₂SO₄反应不再放出H₂，故放出气体的体积小于2.24 L。

[答案](1)　 0.4m L

(2)与硫反应的铁粉过量，过量的铁粉在加热的条件下被空气中的氧气氧化，生成了铁的氧化物，与H₂SO₄反应不再放出H₂，故放出气体的体积小于2.24 L

[方法技巧]本题定量考查硫与铁化合及其生成的FeS与酸反应，通过分析，明确一定量的硫与铁的混合物反应后，加盐酸产生的气体的物质的量只与铁粉有关，且与铁的物质的量相等。但利用此结论解题时需注意反应的条件和环境。

考点2　 二氧化碳和二氧化硫性质的异同