专题4 第1单元 第1课时 二氧化硫的性质和应用（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册（苏教版2019）

专题4 硫与环境保护 第一单元　含硫化合物的性质 第1课时　二氧化硫的性质和应用 栏目索引 基础落实 梳理必备知识 重难探究 提升关键能力 学以致用 发展科学素养 课程标准 核心素养 　　1.掌握SO2的化学性质及检验方法。 2．学会设计实验验证SO2的还原性和漂白性。 3．知道SO2的用途及其在食品添加剂中的应用。 　　1.宏观辨识与微观探析：根据二氧化硫的性质和变化辨识物质及其反应，描述二氧化硫的性质及其应用。 2．证据推理与模型认知：能依据实验现象从不同视角分析二氧化硫的性质，推出合理的结论。 3．科学探究与创新意识：依据二氧化硫的性质实验提出实验方案，独立完成实验。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 一、硫元素在自然界中的存在形式 1．自然界中硫元素的存在形式 (1)游离态：存在于________________。 (2)化合态：主要存在于______和______中，火山喷出物中含有硫的______和______等。 火山喷口的岩层中 硫化物 硫酸盐 氢化物 氧化物 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 2．硫单质的物理性质 __色或______固体，俗称____。质脆，易研成粉末，密度比水大，__溶于水， __溶于酒精，__溶于CS2。 3．硫单质与氧气反应 反应的化学方程式：__________________； 现象：______________________________________________________。 黄 淡黄色 硫黄 难 微 易 剧烈燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，有刺激性气味的气体生成 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 二、二氧化硫的性质和应用 1．SO2的物理性质 颜色 状态 气味 毒性 密度 溶解性 无色 气体 有刺激性气味 有毒 比空气大 易溶于水 (1∶40) 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 2.实验探究SO2的化学性质(教材·基础实验) 【实验1】 二氧化硫的溶解性实验和二氧化硫水溶液的pH测定。 ①实验现象：________________________________。 ②实验结论：____________________________________。 [补充实验]将紫色石蕊试液滴加到二氧化硫水溶液中。 ③实验现象：____________。 ④实验结论：__________________。 针筒内气体体积减小，pH试纸变红 二氧化硫气体易溶于水，水溶液呈酸性 溶液变红色 SO2的水溶液显酸性 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 【实验2】 向二氧化硫水溶液加入氯化钡溶液，再加入过氧化氢溶液，然后加入盐酸。 ①实验现象：_______________________________________________。 ②实验结论：a.二氧化硫水溶液与BaCl2不反应； b．_________________________________________________________________________。 开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶于盐酸 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 【实验3】验证二氧化硫的漂白性 向二氧化硫水溶液中滴加几滴品红溶液，振荡，然后加热试管。 ①实验现象：_________________________________________。 ②实验结论：SO2具有漂白性，但生成的无色物质不稳定。 振荡后溶液红色褪去，再加热溶液恢复红色 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 3．SO2的化学性质 (1)与水反应：__________________。 (2)与过量碱(NaOH溶液、澄清石灰水)反应： _____________________________； _____________________________ 。 (3)还原性(与H2O2反应)：______________________ 。 (4)氧化性(与H2S反应)：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。 (5)漂白性：使某些有色物质(如品红溶液)生成______的无色物质，若加热，可恢复原来的颜色。 SO2＋H2O⇌H2SO3 SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O SO2＋H2O2===H2SO4 SO2＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2O 不稳定 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 2H2SO3＋O2===2H2SO4 H2SO3＋H2O2===H2SO4＋H2O 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 探究一 二氧化硫属于酸性氧化物 气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，该气体一定是二氧化碳吗？ 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S [问题探究] (1)SO2属于酸性氧化物，有哪些性质？ 提示：与碱、碱性氧化物、盐等反应。 (2)下列装置能证明SO2与碱液反应吗？ 提示：不能，SO2易溶于水也发生倒吸。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 与量有关的SO2参加的反应 (1)与NaOH溶液的SO2参加的反应： SO2少量：2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O； SO2过量：NaOH＋SO2===NaHSO3。 (2)与Ca(OH)2溶液的反应： SO2少量：Ca(OH)2＋SO2===CaSO3↓＋H2O； SO2过量：Ca(OH)2＋2SO2===Ca(HSO3)2。 故不能用澄清石灰水鉴别SO2与CO2。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S (3)与碳酸钠溶液的反应： SO2少量：SO2＋2Na2CO3＋H2O===2NaHCO3＋Na2SO3； SO2过量：2SO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHSO3＋CO2。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S SO2与NaOH溶液反应要考虑产物的成分，一般使用下列方法： n(NaOH)∶n(SO2)≤1∶1，反应生成NaHSO3； n(NaOH)∶n(SO2)≥2∶1，反应生成Na2SO3； 2∶1＞n(NaOH)∶n(SO2)＞1∶1，反应生成NaHSO3和Na2SO3。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 【例1】 (原创题)标准状况下2.24 L SO2通入氢氧化钠溶液中，溶液低温蒸发得到固体的质量是11.5 g，该固体的成分是__________________。 答案：NaHSO3和Na2SO3 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： 假设生成物全部是NaHSO3，质量是10.4 g，假设全部是Na2SO3，质量是12.6 g，得到的固体质量为11.5 g，因此固体的成分是NaHSO3 和Na2SO3。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 1．(原创题)标准状况下一定体积的SO2通入100 mL 2 mol·L－1NaOH溶液中，低温蒸发得到固体的质量是16.7 g，通入的SO2的体积是______。 答案：3.36 L 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： n(NaOH)＝0.2 mol，若生成物全部是NaHSO3，质量是20.8 g，若生成物全部是Na2SO3，质量是12.6 g，因此固体的成分是NaHSO3和Na2SO3的混合物。 设n(Na2SO3)＝a mol，n(NaHSO3)＝b mol，由钠元素守恒可得，2a＋b＝0.2，由质量关系可得，126a＋104b＝16.7，则a＝0.05，b＝0.1。 由硫元素守恒，通入的SO2的物质的量是0.15 mol，标准状况下的体积是3.36 L。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 探究二 二氧化硫的漂白性 二氧化硫是国内外允许使用的一种食品添加剂，在食品工业中发挥着护色、防腐、漂白和抗氧化的作用，下图为实验室二氧化硫漂白鲜花实验，对比差异很明显。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S [问题探究] (1)二氧化硫能漂白哪些物质？ 提示：有机色素。 (2)二氧化硫的漂白性与氯水的漂白性有何不同？ 提示：氯水的漂白性是由于强氧化性； 二氧化硫的漂白是由于与有机色素结合生成不稳定的无色物质。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S (1)二氧化硫的三种“褪色”： ①二氧化硫能使品红溶液褪色表现漂白性； ②使溴水、氯水及酸性高锰酸钾溶液褪色体现还原性； ③使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色说明其水溶液呈酸性。 (2)SO2不能漂白酸碱指示剂。 (3)检验SO2的方法是将气体通入品红溶液，溶液褪色后加热又恢复到红色。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 【例2】 (原创题)某化学实验小组的同学欲探究SO2使品红溶液褪色的原理，设计了以下实验： 序号 实验操作 实验现象 ① 将SO2经浓硫酸干燥后通入品红的无水乙醇溶液中 30 min后，品红溶液不褪色 ② 将SO2通入品红的水溶液中 振荡试管后，品红溶液褪色 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 序号 实验操作 实验现象 ③ 往10 mL品红溶液中加入3 mL 0.1 mol/L Na2SO3溶液 振荡试管后，品红溶液很快褪色，加热后，溶液未恢复红色 ④ 往10 mL品红溶液中加入3 mL 0.1 mol/L NaHSO3溶液 振荡试管后，品红溶液褪色较慢，加热后，溶液慢慢出现浅红色 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 下列说法错误的是(　　) A．实验②中，加热褪色溶液，溶液恢复红色 B．实验③中，Na2SO3溶液与品红生成稳定的物质 C.实验④中，NaHSO3溶液与品红生成不稳定的物质 D 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 2．(2023·宿迁高一质检)某学生课外活动小组的同学 利用如图所示装置分别做如下实验： 在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是____________________溶液；加热时溶液由无色变为红色的原因是_________________________________________________。 答案：溶有二氧化硫的品红　SO2逸出，品红溶液恢复红色 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： 溶有SO2的品红溶液呈无色，是由于SO2与品红结合成不稳定的无色物质，加热时不稳定的无色物质分解，SO2逸出，又恢复红色。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 探究三 二氧化硫的氧化性和还原性 国家食品添加剂使用标准规定葡萄酒中SO2最大 使用量为0.25 g·L－1。某兴趣小组用下图装置(夹持装 置略)收集某葡萄酒中的SO2，并对其含量进行测定。 你知道利用了二氧化硫的什么性质吗？ 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S [问题探究] (1)从氧化还原的角度分析，SO2通入Na2S溶液中能发生反应吗？ 提示：能。生成淡黄色沉淀。 (2)SO2通入硝酸钡溶液中有沉淀生成吗？ 提示：有硫酸钡沉淀，发生氧化还原反应。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S SO2中硫元素的化合价为＋4，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，主要表现为还原性。 1．SO2的还原性 SO2除了与O2反应外，还会与酸性KMnO4溶液、 　氯水、溴水、Fe3＋、过氧化氢溶液、硝酸等反应。5SO2＋2KMnO4＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4，从而使酸性KMnO4溶液褪色；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，从而使氯水褪色；SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，从而使溴水褪色。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 2．SO2的氧化性 与H2S反应：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 【例3】 (原创题)(1)下列试剂能鉴别CO2 和 SO2的是________(填标号)。 A．BaCl2 溶液 B．澄清石灰水 C．酸性高锰酸钾溶液 D．Ba(NO3)2溶液 (2)除去CO2 中的SO2试剂是____________； (3)检验CO2 中的SO2试剂是____________。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 答案：(1)CD (2)酸性高锰酸钾溶液或氯水、溴水、饱和NaHCO3溶液 (3)品红溶液或酸性高锰酸钾溶液、氯水等 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 3．(2024·盐城高一质检)下列实验报告记录的实验现象正确的是(　　) 实验 现象 A a.无色 b.无色 c.无现象 d.无色溶液 B a.红色 b.无色 c.白色沉淀 d.白色沉淀 C a.红色 b.无色 c.溶液变无色，白色沉淀 d.白色沉淀 D a.无色 b.无色 c.无色溶液 d.无色溶液 C 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 1．分别将足量下列气体通入稀Na2S溶液中，可以使溶液变浑浊的是(　　) A．CO B．SO2 C．HCl D．CO2 B 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： CO不与Na2S发生反应，因此没有沉淀产生，A错误；SO2具有弱氧化性，与Na2S发生氧化还原反应，即SO2＋2S2－＋4H＋===3S↓＋2H2O，B正确；利用酸性强的物质能制取酸性弱的物质，即发生反应2H＋＋S2－===H2S，没有沉淀产生，C错误；CO2通入稀Na2S溶液中，不产生沉淀，D错误。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 2．二氧化硫是国内外允许使用的一种食品添加剂，在食品工业中扮演保鲜、防腐、抗氧化的角色。SO2有毒，但葡萄酒里含有的SO2起保鲜、杀菌和抗氧化作用。检验SO2中是否混有CO2，可采用的方法是(　　) A．通过品红溶液 B．先通过NaOH溶液，再通入澄清石灰水 C．通过澄清石灰水 D．先通过足量酸性KMnO4溶液，再通过澄清石灰水 D 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： 通过品红溶液，检验的是SO2，A错误；NaOH溶液与SO2、CO2均发生反应，不管是否混有CO2都不会产生白色沉淀，B错误；不管有没有CO2都会产生白色沉淀，不能验证有无CO2，C错误；酸性KMnO4溶液与SO2完全反应，气体通过澄清石灰水，若有白色沉淀生成则一定有CO2，若无沉淀则无CO2，D正确。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 3．如图所示的实验中，通入足量的SO2后，试管①和②中溶液的颜色分别是(　　) A．①为红色，②为红色 B．①为蓝色，②为无色 C．①为无色，②为蓝色 D．①为红色，②为无色 D 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： SO2不能漂白指示剂，故向紫色石蕊试液通入SO2，SO2与H2O反应生成酸，使溶液变红色，但不褪色；SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，D符合题意。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 4．下列有关亚硫酸的叙述不正确的是(　　) A．亚硫酸是SO2与水反应得到的化合物，其水溶液显酸性 B．亚硫酸不稳定，容易分解为水和SO2 C．亚硫酸具有漂白性，能够使品红溶液褪色 D．亚硫酸对人体有害，所以用SO2漂白过的物质不能用 D 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： 由题意可知，亚硫酸是SO2与水反应得到的化合物，其水溶液显酸性；亚硫酸不稳定，容易分解为水和SO2；亚硫酸具有漂白性，能够使品红溶液褪色；亚硫酸对人体有害，用SO2漂白过的物质不能食用，但某些在日常生活中是可以使用的，D错误。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 5．某化学兴趣小组的同学为探究SO2的性质，按如图所示装置进行实验。[已知：Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O] 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 请回答下列问题： (1)装置A中盛放浓硫酸和亚硫酸钠的仪器名称分别是____________、____________。 (2)反应后，装置B中产生的现象是__________________________，发生反应的离子方程式为____________________________________。 (3)装置C中的现象是________________，表现了SO2的________；装置D中的现象是________________，发生反应的化学方程式为_______________________________。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S (4)装置E的目的是探究SO2与品红溶液作用的可逆性，请写出实验操作及现象：_____________________________________________________。 (5)装置F的作用是________________，倒扣漏斗的作用是________________。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： 浓硫酸与Na2SO3发生反应Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O，SO2能使氯水及酸性KMnO4溶液褪色，在反应中SO2表现还原性；SO2与装置D中的H2S发生反应SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O，从而使溶液变浑浊，该反应中SO2表现氧化性；SO2能使品红溶液褪色，但加热后溶液又恢复红色，说明SO2与品红溶液的作用具有可逆性；装置F用于吸收多余的SO2，因为SO2易与NaOH溶液反应，采用倒扣漏斗可防止液体倒吸。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 谢谢观看！ S＋O2SO2 SO2具有还原性，可被H2O2氧化成SO，与Ba2＋反应生成BaSO4白色沉淀 4．亚硫酸的性质 (1)弱酸性：_________________________________ (写电离方程式)。 (2)不稳定性：H2SO3SO2↑＋H2O (3)强还原性(与O2、H2O2反应)：_______________________；_________________________________。 (4)弱氧化性(与H2S反应)：H2SO3＋2H2S===3S↓＋3H2O。 5．用途 二氧化硫常用作漂白剂、杀菌消毒剂、食品添加剂。 H2SO3⇌H＋＋HSO D．使品红溶液褪色的微粒是SO2、SO、HSO 由SO2的漂白性可知，加热通入SO2后褪色的品红溶液，品红溶液恢复红色，A正确；加热实验③中的褪色溶液，溶液红色未恢复，说明Na2SO3溶液与品红生成稳定的物质，B正确；同理可知，C正确；对比实验①，SO2不能使品红的乙醇溶液褪色，将SO2通入品红水溶液中，褪色是因为溶液中的SO、HSO，并不是SO2与品红发生了反应，D错误。 (1)CO2和SO2通入BaCl2溶液均不反应；CO2和SO2通入澄清石灰水中均生成白色沉淀，气体过量，沉淀均消失。利用SO2的还原性可以鉴别CO2和SO2，SO2通入Ba(NO3)2溶液中，由于溶液呈酸性，SO2在NO作用下生成SO，生成BaSO4沉淀。(2)可以利用品红溶液检验SO2，不能作为除去试剂，应利用其还原性，选用酸性高锰酸钾溶液、氯水、溴水或饱和NaHCO3溶液除去SO2。(3)利用SO2的还原性或漂白性检验SO2。 SO2溶于水生成H2SO3，溶液呈酸性，使紫色石蕊试液显红色。SO2具有漂白性，通入品红溶液中，品红褪色。SO2被氯水氧化为SO，SO与Ba2＋生成硫酸钡白色沉淀，同时因Cl2的消耗，溶液变无色。少量SO2与氢氧化钠反应生成Na2SO3，Na2SO3与BaCl2反应生成BaSO3白色沉淀，C正确。 答案：(1)分液漏斗　圆底烧瓶 (2)溶液的黄绿色褪去(或溶液褪色)　SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO (3)溶液的紫色褪去(或溶液褪色)　还原性　有黄色沉淀生成　SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O (4)将试管E在酒精灯上加热，溶液恢复红色 (5)吸收多余的SO2　防止倒吸 $$