第5章 第1节 新知探究课1 硫和二氧化硫-【名师导航】2023-2024学年高中化学必修第二册同步讲义(人教版2019)

第一节　硫及其化合物 新知探究课1　硫和二氧化硫 1．结合情境探究中的应用实例或实验，了解硫和二氧化硫的主要性质，培养“宏观辨识与变化观念”的核心素养。 2．认识硫和二氧化硫在生产、生活中的应用和对环境的影响，培养“科学态度与社会责任”的核心素养。 一、硫元素的“位—构—性” 硫元素在元素 周期表中位置 原子结 构示意图 非金属性 主要化合价 第三周期、第ⅥA族 比氧弱 －2、＋4、＋6 二、硫 1．物理性质 俗称 颜色状态 溶解性 水 酒精 CS2 硫黄 黄色晶体 难溶 微溶 易溶 2．从化合价的角度认识硫单质的化学性质 H2O2 (1)硫与金属的反应： 表现氧化性 (2)硫与非金属的反应： H2：S＋H2H2S，表现氧化性； O2：S＋O2SO2，表现还原性。 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)硫的最外层有6个电子，易得到2个电子达到稳定结构，故S只能作氧化剂。 (　　) (2)Fe与S、Cl2反应均生成＋3价铁的化合物。 (　　) (3)S与过量O2反应，燃烧产物为SO3。 (　　) [答案]　(1)×　(2)×　(3)× 三、二氧化硫 1．SO2的物理性质 SO2是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气的大，易溶于水。在通常情况下，1体积的水可以溶解约40体积的SO2。 2．SO2的化学性质 (1)酸性氧化物 ①与H2O反应的化学方程式为SO2＋H2O⥫⥬H2SO3；SO2与H2O反应属于可逆反应。 可逆反应：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。该反应的特点如下： ⅰ.同一条件：正反应和逆反应发生的条件相同。 ⅱ.同时进行：正反应和逆反应共存，用“⥫⥬”表示。 ⅲ.反应物与生成物共存，反应物不可能完全转变成生成物，反应不彻底，反应物的转化率达不到100%。 ②与碱(如NaOH)反应的化学方程式为SO2＋2NaOH(足量)===Na2SO3＋H2O。 (2)还原性 SO2在一定条件下与O2反应的化学方程式为2SO2＋O22SO3，生成的SO3也是酸性氧化物，与H2O反应的化学方程式为SO3＋H2O===H2SO4。 (3)氧化性 SO2与H2S反应的化学方程式为SO2＋2H2S===3S＋2H2O。 (4)漂白性 ①SO2通入品红溶液中，品红溶液褪色，加热时，溶液又变红色。 ②SO2的漂白原理：SO2与某些有色物质反应生成不稳定的无色物质。这些无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色。 3．SO2的应用：SO2在工业上应用于漂白纸浆、毛、丝等；此外，SO2可用于杀菌消毒，还是一种食品添加剂。 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)SO2溶于水能导电，属于电解质。 (　　) (2)常温下SO2是一种无色、有刺激性气味的气体。 (　　) (3)SO2因具有漂白性而使紫色酸性KMnO4溶液褪色。 (　　) (4)因为SO2与H2O的反应为可逆反应，所以SO2的水溶液中存在SO2、H2SO3。 (　　) [答案]　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√ 认识二氧化硫性质的多样性 实验序号 实验操作 实验现象 实验Ⅰ 试管内液面上升 实验Ⅱ 用pH试纸测定试管中溶液的酸碱度 pH<7 实验Ⅲ 溶液先变红，振荡后褪色，加热后溶液颜色恢复红色 1．由实验Ⅰ可知道SO2的哪些物理性质？ 提示：实验Ⅰ中，通过观察试管颜色，可知SO2是无色气体，试管内液面上升，可知SO2易溶于水。 2．实验Ⅱ中反应后溶液显酸性的原因是什么？ 提示：二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸属于弱酸，能电离生成氢离子而使溶液显酸性。 3．由实验Ⅲ可知SO2具有哪些性质？该性质的特点有哪些？ 提示：由实验Ⅲ可知，二氧化硫具有漂白性，但是该漂白性具有可恢复性，因为生成的化合物不稳定。 4．通常使用的火柴头上的易燃物中含有硫，某化学兴趣小组的同学设计了如图所示的装置，验证火柴燃烧的气体产物中含有二氧化硫。 (1)根据装置分析，如何验证火柴燃烧的产物中含有二氧化硫？请简单描述一下实验过程和现象。 提示：将火柴放在如图所示实验装置中漏斗的下面，点燃火柴，慢慢拉动注射器活塞抽气，让火柴燃烧产生的气体通过稀品红溶液液，如果溶液褪色，则说明火柴燃烧的产物中含有二氧化硫。 (2)若要证明该燃烧气体产物中既有CO2又有SO2(假定不再有其他气体)，需用哪些试剂？顺序如何确定？ 提示：可用品红溶液、酸性KMnO4溶液和澄清石灰水。顺序：混合气体→品红溶液→酸性KMnO4溶液→品红溶液→澄清石灰水。 1．SO2性质的多样性 2．SO2的漂白性特点 (1)选择性：SO2可以漂白品红溶液以及棉、麻等物品，但不能漂白酸碱指示剂，如石蕊、酚酞等。 (2)可逆性(不稳定性)：SO2的漂白是与某些有色物质结合生成不稳定的无色物质，所以不稳定，加热后可恢复。 3．SO2和CO2的鉴别方法 (1)利用SO2的漂白性：能使品红溶液褪色的是SO2，不能使品红溶液褪色的是CO2。 (2)利用SO2的还原性：能使酸性高锰酸钾溶液或氯水、溴水、碘水褪色的是SO2，不能使它们褪色的是CO2。 (3)利用SO2的氧化性：通入氢硫酸中产生浅黄色沉淀的是SO2。 4．检验SO2和CO2同时存在的一般流程 流程设计 检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2 选用试剂 品红溶液 酸性KMnO4溶液 品红溶液 澄清的石灰水 预期现象 褪色 褪色(或变浅) 不褪色 变浑浊 通常设计以下装置进行检验： 1．如图所示装置可用于收集SO2并验证其某些化学性质，下列说法正确的是(　　) 选项 试剂 现象 结论 A 酸性KMnO4溶液 溶液褪色 SO2有氧化性 B 品红溶液 溶液褪色 SO2有漂白性 C NaOH溶液 无明显现象 SO2与NaOH溶液不反应 D 紫色石蕊试液 溶液变红色后不褪色 SO2有酸性，没有漂白性 B　[酸性KMnO4溶液具有强氧化性，溶液褪色体现了SO2的还原性，A错误；SO2使品红溶液褪色体现SO2的漂白性，B正确；SO2是酸性氧化物，可以与NaOH溶液反应生成Na2SO3和H2O，C错误；SO2的水溶液可以使紫色石蕊试液变红，说明SO2的水溶液具有酸性，但二氧化硫不能漂白酸碱指示剂，故石蕊试液变红后不褪色，但不能说明SO2没有漂白性，D错误。] 2．下列有关SO2的说法正确的是(　　) A．因为SO2具有漂白性，所以它能使品红溶液、溴水、KMnO4(H＋)、石蕊试液褪色 B．能使品红溶液褪色加热后复原的气体一定是SO2 C．SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其原理相同 D．向SO2的水溶液中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成 B　[SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2具有还原性，能使品红溶液褪色是因其漂白性，SO2不能使酸碱指示剂褪色，A项错误；SO2漂白时生成的无色物质不稳定，加热易复原，B项正确；SO2漂白属于化合型，活性炭属于吸附型，漂白粉、Na2O2属于氧化型，C项错误；由于H2SO3的酸性比HCl的酸性弱，向SO2的水溶液中滴加BaCl2溶液，不能生成白色沉淀，D项错误。] 3．某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按如图所示装置进行实验。[已知：Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O] 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_______________ ________________。 (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________________________。 [解析]　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，溶液中有淡黄色沉淀生成，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。 [答案]　(1)分液漏斗　圆底烧瓶　(2)氯水褪色　===　(3)溶液的紫色褪去(或溶液褪色)　还原性　有淡黄色沉淀生成　2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O　(4)品红溶液褪色，将试管放在酒精灯上加热，溶液恢复红色　(5)吸收多余的SO2 1．明确S是淡黄色固体，不溶于水。硫单质既有氧化性也有还原性。 2．牢记SO2的四种性质：酸性氧化物的性质、强还原性、弱氧化性、漂白性。明辨三类漂白原理：吸附型、氧化型和化合型。 3．熟记以下重点化学方程式： (1)SO2＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2O。 (2)SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。 (3)SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4。 1．下列有关二氧化硫的说法中，错误的是(　　) A．实验室可用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫 B．二氧化硫水溶液能使紫色石蕊试液变红，说明二氧化硫与水发生了反应 C．二氧化硫能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明二氧化硫具有还原性 D．二氧化硫能漂白某些物质，说明它具有氧化性 D　[二氧化硫能漂白某些物质，说明具有漂白性。二氧化硫的漂白性是和有色物质结合生成不稳定的无色物质，不是因为二氧化硫的氧化性。] 2．中医用药讲究十八反和十八畏，其中有“硫黄原是火中精，朴硝一见便相争”，硫黄即硫单质。下列说法不正确的是(　　) A．自然界中的硫是一种黄色难溶于水的固体 B．硫的常见价态有－2、＋4、＋6 C．硫与变价金属反应，通常生成低价态金属硫化物 D．硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫，在纯氧中的燃烧产物是三氧化硫 D　[硫的氧化性较弱，与变价金属化合时，只能将金属氧化为低价态硫化物，如与Fe、Cu反应，分别生成FeS、Cu2S。硫无论在空气中还是在纯氧中的燃烧产物都是SO2，而不是SO3，如果要使SO2转化为SO3，需在催化剂并加热的条件下与O2发生化合反应。] 3．某化学小组为了证明二氧化硫和氯气的漂白性，设计了如下图所示的实验装置： 他们制备二氧化硫和氯气所依据的原理分别是 Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑ MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑ 请回答下列问题： (1)用来制取氯气的装置是________(填字母)，反应中浓盐酸所表现出的化学性质是________和________。 (2)反应开始一段时间后，B、D试管中的品红溶液均褪色。停止通气后，再给B、D两个试管分别加热，________(填“B”或“D”)试管中无明显现象。 (3)装置C的作用是____________________。 (4)若装置D中的品红溶液换成紫色的石蕊溶液，则出现的现象是____________ _____________________________________________________________________。 (5)该小组同学将两种气体混合后通入品红溶液，一段时间后，品红溶液几乎不褪色。查阅资料得知：两种气体按体积比1∶1混合，再与水反应可生成两种常见的酸，因而失去漂白作用，该反应的化学方程式是________________________。 [解析]　(1)根据题给信息知，实验室制取氯气所用药品是固体和液体，反应条件是加热，所以应选用固液加热型装置，选E；实验室制取氯气的反应化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，由HCl生成MnCl2，氯元素化合价不变，由HCl生成Cl2，氯元素化合价降低，故浓盐酸所表现出的性质是酸性和还原性。(2)氯气通入品红溶液中红色褪去，是利用次氯酸的强氧化性，生成的无色物质稳定，加热不复原；二氧化硫的漂白性是利用二氧化硫和有色物质结合生成无色物质，生成的无色物质不稳定，加热复原，故D试管中无明显现象。(3)氯气和二氧化硫均有毒，不能直接排放到空气中，需进行尾气处理，装置C的作用是吸收多余的SO2和Cl2防止污染环境。(4)氯气溶于水生成盐酸和次氯酸，表现酸性和强氧化性，因此若装置D中的品红溶液换成紫色的石蕊溶液，则出现的现象是溶液先变红，后褪色。(5)氯气有强氧化性，二氧化硫有还原性，二者能按1∶1发生氧化还原反应生成盐酸和硫酸而使气体失去漂白性，化学方程式为Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。 [答案]　(1)E　还原性　酸性　(2)D　(3)吸收多余的二氧化硫和氯气　(4)溶液先变红，后褪色　(5)SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4 新知探究课固基练(一)　硫和二氧化硫 1．下列说法正确的是(　　) A．根据化合价可知，S在化学反应中只能作还原剂 B．试管内壁上的硫黄可用CS2清洗 C．S＋O2SO2，S被氧化，作氧化剂 D．硫的氧化性比氯气的强 B　[0价是S的中间价态，所以S既可作氧化剂，又可作还原剂，A错误；S易溶于CS2，所以可以用CS2清洗试管内壁的硫黄，B正确；反应S＋O2SO2中S被氧化，化合价升高，作还原剂，C错误；硫的氧化性较弱，与变价金属化合时，只能生成低价态金属硫化物，如S与Fe、Cu反应，生成FeS、Cu2S；氯气的氧化性较强，Cl2与Fe、Cu反应生成高价态金属化合物FeCl3、CuCl2，因此硫的氧化性比氯气的弱，D错误。] 2．下列硫化物中，不能由两种单质直接化合而成的是(　　) A．HgS　　　　　 B．CuS C．FeS D．SO2 B　[Hg与S混合加热反应产生HgS，可以由两种单质直接化合而成，A不符合题意；Cu与S混合加热反应产生Cu2S，不可以由两种单质直接化合而成CuS，B符合题意；Fe与S加热反应产生FeS，可以由两种单质直接化合而成，C不符合题意；S在空气中点燃与O2化合生成SO2，可以由两种单质直接化合形成，D不符合题意。] 3．下列物质中，既不与亚硫酸反应又不与SO2反应的是(　　) A．H2S B．O2 C．NaOH溶液 D．S D　[亚硫酸、SO2可以氧化H2S，A不符合题意；O2可氧化亚硫酸、SO2，B不符合题意；NaOH与亚硫酸、SO2反应生成Na2SO3和H2O，C不符合题意；S与亚硫酸、SO2均不发生反应，D符合题意。] 4．将Cu与S在隔绝空气的条件下加热且充分反应。下列叙述中，正确的是(　　) A．生成物中只有Cu2S B．生成物中只有CuS C．生成物中同时存在Cu2S和CuS D．若参加反应的Cu为0.1 mol，则有0.2 mol 电子发生转移 A　[硫的氧化能力较弱，硫和铜在隔绝空气的条件下加热且充分反应只能生成Cu2S，所以A正确，B、C错误；反应中铜元素的化合价由0价升高至＋1价，若参加反应的Cu为0.1 mol，则有0.1 mol电子发生转移，D错误。] 5．下列关于二氧化硫的叙述正确的是(　　) A．常温下就可以氧化成三氧化硫 B．可以使品红溶液褪色 C．是无色无味有毒的气体 D．有毒，不能用于食品添加剂 B　[A.SO2与O2的反应为2SO2＋O22SO3，常温下不反应，A错误；SO2具有漂白性，可以使品红溶液褪色，B正确；SO2是无色、有刺激性气味的气体，C错误；SO2有毒，但适量使用可以用作食品添加剂，D错误。] 6．检验SO2中是否混有CO2气体，可采用的方法是(　　) A．通过品红溶液 B．先通过NaOH溶液，再通过澄清石灰水 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　[A项检验的是SO2；B项不管是否混有CO2都不会产生白色沉淀；C项不管是否含有CO2都会产生白色沉淀，均不能验证有无CO2；只有D项，酸性KMnO4溶液将SO2完全吸收，再通过澄清石灰水，若有白色沉淀，说明一定有CO2，若无沉淀，则无CO2。] 7．某兴趣小组为丰富课本所学的SO2性质，设计了下列系列实验： (1)用下图装置制取并收集SO2 ①Na2SO3久置于空气中易变质，体现了Na2SO3具有________性。 ②烧杯中NaOH溶液的作用是________________________________________。 (2)用如图装置验证SO2与Na2CO3反应能生成CO2。 ①试剂X是________，其作用是_______________________________________ ___________________________________________________________________。 ②当观察到______________________________________，即证明SO2与Na2CO3反应能生成CO2。 [解析]　(1)①Na2SO3久置于空气中易变质，体现了Na2SO3具有还原性，被氧化生成硫酸钠；②二氧化硫有毒，会污染空气，所以烧杯中NaOH溶液的作用是吸收SO2气体，防止污染环境；(2)①试剂X是品红溶液，其作用是检验SO2是否除尽，避免干扰二氧化碳的检验；②当观察到品红溶液不褪色，澄清石灰水变浑浊，即证明SO2与Na2CO3反应能生成CO2。 [答案]　(1)①还原　②吸收SO2气体，防止污染环境　(2)①品红溶液　检验SO2是否除尽　②品红溶液不褪色，澄清石灰水变浑浊 8．下列对可逆反应的认识正确的是(　　) A．既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应 B．在同一条件下，同时向正反应和逆反应两个方向进行的反应叫可逆反应 C．电解水生成氢气和氧气与氢气和氧气点燃生成水的反应是可逆反应 D．可逆反应一定属于氧化还原反应 B　[可逆反应是在“同一条件下”、能“同时”向正反应和逆反应“两个方向”进行的化学反应，A错误；在同一条件下，同时向正反应和逆反应两个方向进行的反应叫可逆反应，B正确；电解水生成氢气和氧气与氢气和氧气点燃生成水的反应不是可逆反应，因为反应条件不同，C错误；可逆反应不一定属于氧化还原反应，例如二氧化碳和水的反应，D错误。] 9．常温下单质硫主要以S8形式存在。加热时，S8会转化为S6、S4、S2等。当温度达到750 ℃时，硫蒸气主要以S2形式存在(占92%)。下列说法中正确的是(　　) A．S8转化为S6、S4、S2属于物理变化 B．不论哪种硫分子，完全燃烧时都生成二氧化硫 C．S2、S4、S6、S8都是硫元素形成的单质，为同种物质 D．把硫单质在空气中加热到750 ℃即得S2 B　[硫单质之间的转化为化学变化，A不正确；不论哪种硫分子，完全燃烧的产物均为二氧化硫，B正确；S2、S4、S6、S8都是硫元素形成的单质，但是构成分子的原子数不同，不是同种物质，C不正确；硫单质在空气中加热会燃烧生成二氧化硫，不可能得到S2，D不正确。] 10．下列有关三氧化硫的说法正确的是(　　) A．三氧化硫极易溶于水，且与水反应生成H2SO4 B．标准状况下，1 mol SO3的体积约为22.4 L C．SO3是碱性氧化物 D．SO2、SO3均具有漂白性，二者都能使石蕊溶液褪色 A　[三氧化硫极易溶于水，为酸性氧化物，与水发生反应生成H2SO4，即SO3＋H2O===H2SO4，故A正确；在标准状况下，SO3呈固态，1 mol SO3的体积小于22.4 L，故B错误；SO3是酸性氧化物，故C错误；SO2虽具有漂白性，但SO2不能漂白酸(碱)指示剂，SO3不具有漂白性，故二者都不能使石蕊溶液褪色，故D错误。] 11．如图所示是一种综合处理SO2废气的工艺流程，若每步都完全反应，下列说法错误的是(　　) A．溶液B中发生的反应为2SO2＋O2===2SO3 B．可用KSCN溶液检验溶液C中是否含有Fe3+ C．由以上流程可推知氧化性： D．此工艺的优点之一是物质能循环利用 A　[酸性Fe2(SO4)3溶液能吸收SO2，反应的离子方程式为===＋4H＋，溶液B中通入空气发生反应4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O，氧化性：，A项错误，C项正确；溶液C中含有，可用KSCN溶液检验Fe3+，B项正确；Fe2(SO4)3可循环利用，D项正确。] 12．(素养题)化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分，将气体通入澄清石灰水，发现澄清石灰水变浑浊，持续通入发现溶液又变澄清，由此该小组成员对气体的成分提出猜想。 【提出猜想】 猜想1：该气体为CO2。 猜想2：该气体为SO2。 猜想3：__________________________________________(填写猜想3的内容)。 为了验证猜测，该小组设计实验加以探究。 【实验探究】 该小组同学按如图所示装置，将气体从a端通入。 (1)B中应该装试剂________(填编号)。 A．NaCl溶液 B．酸性KMnO4溶液 C．盐酸 D．澄清石灰水 (2)A中品红溶液的作用是______________________________________________。 (3)D中澄清石灰水的作用是_____________________________________________ ____________________________________________________________________。 通过该实验，该小组同学观察到以下三个实验现象： ①A中品红溶液褪色 ②C中品红溶液不褪色 ③D中澄清石灰水变浑浊 【得出结论】 (4)由上述现象，该小组同学确认该气体的成分为________。 【实验探讨】 (5)装置B中的试剂还可以选择______，写出发生反应的离子方程式：____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (6)若将除去SO2的B装置和检验SO2的C装置合并为一个装置，则选用的试剂为__________________________________________________________________。 [解析]　回忆学过的能使澄清石灰水先变浑浊又变澄清的气体，只有CO2和SO2，所以提出的猜想是①气体为CO2；②气体为SO2；③气体为CO2和SO2的混合气体。要验证气体的成分，必须先验证SO2是否存在，并除尽，再验证CO2气体的存在，因为SO2的存在对CO2的验证有干扰。 [答案]　该气体为CO2和SO2的混合气体　(1)B　(2)验证未知气体中是否含有SO2　(3)验证未知气体中是否含有CO2　(4)CO2和SO2的混合气体　(5)溴水　===(答案合理即可)　(6)足量较浓的酸性KMnO4溶液 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$