内容正文:
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第一节 硫及其化合物
课时1 硫和二氧化硫
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课堂导入
硫是重要的非金属元素,也是人类最早认识的化学元素之一,在元素周期表中硫元素位于第三周期第ⅥA族。
硫原子核外电子排布最外层电子数是6,易得到2个电子形成8电子相对稳定结构,化学性质比较活泼。
而淡黄色的硫单质及含硫化合物常常被炼丹家所使用,硫单质也是黑火药的主要成分。
硫及其化合物在现代生产和生活中仍发挥着重要的作用。
自然界中游离态的硫一般存在于火山口附近或地壳的岩层中。
课堂学习
硫单质
根据我们学习元素及其化合物的逻辑,对于硫元素及其化合物会以什么思路进行学习?
首先是单质的存在形式,硫在自然界中主要以化合态存在于矿石、硫酸盐和蛋白质中,少量以游离态存在于火山喷口附近和地壳的岩层中。
黄铁矿(FeS2)
黄铜矿(CuFeS2)
芒硝(Na2SO4·10H2O)
石膏(CaSO4·2H2O)
课堂学习
硫单质
其次是单质的物理性质,硫(俗称硫黄)是一种黄色晶体,质脆,易研磨成粉末。
硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳(CS2)。
根据硫单质在不同溶剂中的溶解度差异,若需要洗涤试管壁上附着的硫单质,应选用什么溶剂?
可以用二硫化碳(CS2)进行溶解,需要注意的是二硫化碳是一种化合物,后面不加溶液。
硫存在着多种同分异构体,如正交硫和斜方硫。
课堂学习
硫单质
硫单质的化学性质可以从哪几个角度进行预测?
与金属反应:
2Na + S = Na2S (白色,易溶于水)
Fe + S = FeS (黑色,难溶于水)
2Cu + S = Cu2S (黑色,极难溶于水)
Hg + S = HgS (红褐色,俗称朱砂)
变价金属和硫反应会生成低价化合物,也说明硫单质具有弱氧化性。
硫
物质类别
非金属单质
与金属、非金属反应
原子结构
易得2个电子
具有氧化性
元素价态
中间价态
既有氧化性又有还原性
元素周期律
非金属性弱于氯、氧
氧化性较弱
课堂学习
硫单质
与非金属反应:
S + O2 = SO2 (产物与量无关)
S + H2 = H2S (二元弱酸)
通过硫单质与金属和非金属的反应可知,单质硫既具有氧化性又具有还原性,但主要表现氧化性。
与碱反应:
3S + 6NaOH = 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O (化学方法除硫)
S + 2KNO3 + 3C = K2S + N2↑ + 3CO2↑ (黑火药原理)
S + 2H2SO4(浓) = 3SO2↑ + 2H2O (归中反应)
用途:硫常用于制造硫酸、化肥、农药、火药、硫磺皂等,还可用于制造硫化橡胶。
课堂巩固
下列化合物能用相应的单质直接化合制得的是_______________(填序号)。
①CuS ②FeS ③HCl ④SO2 ⑤SO3
⑥FeCl2 ⑦CuCl2 ⑧Cu2S ⑨HgS ⑩Ag2S
②③④⑦⑧⑨⑩
下列说法错误的是 ( )
A.残留在试管内壁上的硫可用CS2溶解除去,也可用热的NaOH溶
液除去
B.硫单质与变价金属反应时一般生成低价态的金属硫化物
C.汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理
D.单质硫或含硫物质燃烧时,氧气少量时生成SO2,氧气足量时
生成SO3
D
课堂学习
二氧化硫
物理性质:二氧化硫是无色、有刺激性气味的有毒气体,是大气污染物之一;
易溶于水,通常状况下,1体积水溶解约40体积SO2。
SO2的化学性质可以从哪些角度预测和学习?
实验结论:SO2 + H2O ⇌ H2SO3(二元中强酸)
二氧化硫
酸性氧化物
和碱反应
和水反应
和碱性氧化物反应
中间价态
既具有氧化性又具有还原性
课堂学习
SO2(少量) + 2NaOH = Na2SO3 + H2O
SO2(过量) + NaOH = NaHSO3
二氧化硫
酸性氧化物通性:SO2 + H2O ⇌ H2SO3
可逆反应:该反应在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应。
特点:可逆反应具有三性,即双向性、同时性、共存性(反应物不能完全转化为生成物,反应物和生成物共存)。
SO2 + CaO = CaSO3 (钙基固硫)
SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3↓ + H2O
二氧化硫也能和澄清石灰水反应生成亚硫酸钙沉淀,使澄清石灰水变浑浊,同样具有相似性质的还有二氧化碳,说明澄清石灰水不能用来鉴别两种气体,那应该如何鉴别呢?
二氧化硫具有刺激性气味,二氧化碳是无色无味的气体,可以从气味鉴别,除此之外还有别的方法吗?
课堂学习
氧化性:
SO2 + 2H2S = 3S +