反应条件
二氧化硫和氨水的反应需要在一定的条件下才能发生。一般来说,反应的温度范围为0-50℃,压力为常压。当温度升高时,反应速率加快,但同时也会生成更多的副产物,如硫酸铵、硫代硫酸铵等。当压力升高时,反应速率也会加快,但对生成产物的种类影响不大。
反应机理
二氧化硫和氨水的反应是一个两步反应。第一步是二氧化硫和氨水生成亚硫酸铵:
SO2 + NH3 + H2O → NH4HSO3
第二步是亚硫酸铵与氨水进一步反应生成硫酸铵:
NH4HSO3 + NH3 → (NH4)2SO4
二氧化硫(化学式SO2)是最常见、最简单、有刺激性的硫氧化物。大气主要污染物之一。火山爆发时会喷出该气体,在许多工业过程中也会产生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫元素,因此燃烧时会生成二氧化硫。当二氧化硫溶于水中,会形成亚硫酸。
1、二氧化硫与水的反应
SO2+H2O=H2SO3 (这是一个可逆反应)
H2SO3是不稳定的二元弱酸(具有弱酸性)
2、二氧化硫具有酸性氧化物的通性
与碱性氧化物反应:SO2+Na2O=Na2SO3
与碱反应:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O SO2+NaOH=NaHSO3 (SO2过量)
3、二氧化硫的催化氧化
SO3+H2O==H2SO4
(SO3是一种无色固体,熔点(16.8℃)和沸点(44.8℃)都较低。SO3与H2O反应生成H2SO4,同时放出大量的热。)
在工业生产上,常利用上面两个反应制造硫酸。
4、二氧化硫的漂白性
SO2能漂白某些有色物质。
使品红溶液褪色(化合生成不稳定的化合物加热后又恢复为原来的红色)
利用这一现象来检验SO2的存在。
5、二氧化硫既有氧化性又有还原性(以还原性为主)
(1)较强的还原性:
二氧化硫能使氯水、溴水、KMnO4溶液褪色,体现了SO2强还原性而不是漂白性。
(2)弱氧化性:
(氧化产物与还原产物物质的量之比为2:1)
SO3的物理性质
SO3是无色易挥发的晶体,熔点为16.8℃,沸点为44.8℃。
一、成分的多样性:氨水中含有三分子:一水合氨分子,水分子,氨分子;三离子:铵根离子,氢氧根离子,氢离子。
这是因为氨气通入水中后,大部分与水反应生成一水合氨。
二、气味的特殊性:氨水具有特殊的强烈刺激性臭味,吸入后对鼻、喉和肺有刺激性会引起咳嗽、气短和哮喘等;氨水溅入眼内,可造成严重损害,甚至导致失明;皮肤接触可致灼伤,因此使用氨水时要小心。
三、易挥发性:浓氨水易挥发,因此保存氨水要密闭,置于阴冷处。
四、密度变化特殊性:氨水的密度小于1,最浓的氨水含氨35.28%,密度是0.88g/cm3。在氨水中,含氨越多,密度越小。如氨水的质量分数为10%时,密度为0.958g/cm3,氨水的质量分数为30%时,密度为0.892g/cm3。
五、不稳定性:—水合氨不稳定,见光受热易分解而生成氨和水。
实验室中,可用加热浓氨水制氨,或常温下用浓氨水与固体烧碱混合的方法制氨,其装置与操作简便,且所得到的氨气浓度较大,可以用做“喷泉”实验。由于氨水具有挥发性和不稳定性,故氨水应密封保存在棕色或深色试剂瓶中,放在冷暗处。
六、弱碱性:氨水中一水合氨能电离出OH-,所以氨水显弱碱性,具有碱的通性:
1能使无色酚酞试液变红色,能使紫色石蕊试液变蓝色,能使湿润红色石蕊试纸变蓝。实验室中常见此法检验NH3的存在。
2能与酸反应,生成铵盐。浓氨水与挥发性酸(如浓盐酸和浓硝酸)相遇会产生白烟。(实验室中可用此法检验来检验氨气、氨水的存在)
遇不挥发性酸(如硫酸、磷酸)无此现象。
工业上,利用氨水的弱碱性来吸收硫酸工业尾气,防止污染环境。
七、沉淀性:氨水是很好的沉淀剂,它能与多种金属离子反应,生成难溶性弱碱或两性氢氧化物。
Al(OH)3沉淀不溶于过量氨水。 利用此性质,实验中可制取Al(OH)3等。
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