碳与硫在氧气中燃烧生成酸性氧化物:C(s) + O2(g) → CO2(g) 与 S(s) + O2(g) → SO2(g);两种氧化物都溶于水生成酸。
碳与硫都是非金属,当它们在氧气中燃烧时,生成酸性氧化物二氧化碳和二氧化硫。这个反应在周期表一章里用来说明非金属生成酸性氧化物,与金属的碱性氧化物相对照,所以它在 4541 里经常出现。
配平方程式
一般模式是:非金属 + 氧气 → 酸性氧化物。写上正确的化学式与状态符号:
C(s) + O2(g) → CO2(g)
S(s) + O2(g) → SO2(g)
当氧气不足时,碳不完全燃烧,改为生成有毒气体一氧化碳:
2C(s) + O2(g) → 2CO(g)
两种二氧化物都是酸性氧化物,溶于水生成酸。二氧化碳生成碳酸,二氧化硫生成亚硫酸:
CO2(g) + H2O(l) → H2CO3(aq)
SO2(g) + H2O(l) → H2SO3(aq)
这些方程式把燃烧直接与考试要你解释的酸性行为、以及酸雨问题联系起来。
所需条件
每种元素都必须加热到它的着火温度,并在充足的氧气或空气中燃烧。碳(木炭)加热到红热后放入盛有氧气的气体瓶;硫在燃烧匙里加热到熔化并燃烧。
充足的氧气供应确保碳完全燃烧成二氧化碳,而不是一氧化碳。
你会观察到什么
碳燃烧时发出红热的光,生成无色气体二氧化碳,看不到火焰。硫先熔成琥珀色液体,然后以特有的蓝色火焰燃烧,放出一种无色、气味刺鼻、呛人的气体,二氧化硫。
两种气体都把湿润的蓝色石蕊纸变红,证实它们是酸性的。二氧化碳还能使石灰水变浑浊,这是标准的确证试验,因为它与氢氧化钙反应:
CO2(g) + Ca(OH)2(aq) → CaCO3(s) + H2O(l)
它在 SPM 考试中的考法
在 4541/1 里,你把这些氧化物归类为酸性,并指认燃烧的产物。在 4541/2 里,你写出配平方程式,解释为什么非金属氧化物是酸性的,并把二氧化硫与氮的氧化物同酸雨及其影响联系起来。
二氧化碳的石灰水试验与二氧化硫的刺鼻气味是常见的气体检验答案,而二氧化硫会作为起始氧化物在制硫酸的接触法里再次出现。
我们怎么教
我们的老师确保你能说出氧化物的类型并加以支撑:二氧化碳与二氧化硫是酸性的,因为它们是溶于水生成酸的非金属氧化物。学生最常丢分是忘了状态符号、在题目指明氧气充足时却写不完全燃烧的产物,或把石灰水试验(检验二氧化碳)与带余烬木条试验(检验氧气)搞混。
把产物与它的检验牢牢配对,能让这些题又快又稳。
快速小结
碳与硫在氧气中燃烧,给出酸性氧化物二氧化碳和二氧化硫。掌握两个带状态符号的配平方程式、用湿石蕊和溶于水生成酸所显示的酸性、检验二氧化碳的石灰水试验和二氧化硫的刺鼻气味,以及与酸雨和接触法的联系,这个课题就完全覆盖了。
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