第5章 第1节 第1课时 硫和二氧化硫（Word教参）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中化学必修第二册（人教版2024）

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 第1课时　硫和二氧化硫 [学习目标] 1.能结合硫的原子结构预测并认识其化学性质，通过硫和常见金属、非金属的反应，加深对硫性质及相关用途的认知。（宏观辨识与微观探析） 2.根据酸性氧化物的通性和硫元素的化合价，认识二氧化硫的性质，并进行实验验证。（证据推理与模型认知） 3.通过二氧化硫使品红溶液褪色的实验，认识常见的漂白剂和漂白原理。（证据推理与模型认知） （见学生用书P4） 知识点1　硫的性质 1.硫元素的“位—构—性” 2.单质硫 （1）物理性质 俗名 色态 硬度 溶解性 ⑦　硫黄　 ⑧　黄色　晶体 质脆，易研成粉末 ⑨　难　溶于水，⑩　微　溶于酒精，⑪　易　溶于二硫化碳（CS2） （2）化学性质 写出下列反应的化学方程式 知识点2　二氧化硫 1.实验探究 实验一：SO2的物理性质 水溶性实验的现象：液面迅速⑱　上升　，最后充满试管。 实验二：SO2的化学性质 用水溶性实验所得溶液做下列实验： 操作 现象 结论 pH试纸变红 SO2的水溶液显⑲　酸性　 振荡后溶液红色褪去，再加热溶液恢复红色 SO2具有⑳　漂白作用　，但生成的无色物质㉑　不稳定　 2.物理性质 颜色 状态 气味 毒性 密度 溶解性 ㉒　无色　 气体 ㉓　刺激性　气味 有毒 比空气 ㉔　大　 ㉕　易　溶于水 （1∶40） 3.化学性质 （1）酸性氧化物的通性 （2）可逆反应 正反应：向㉙　生成物　方向进行的反应叫做正反应。 逆反应：向㉚　反应物　方向进行的反应叫做逆反应。 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，叫做可逆反应。 （3）从元素化合价的角度分析SO2的性质 －2，0O2＋6 ①氧化性：SO2＋2H2S3S＋2H2O ②还原性：2SO2＋O22SO3 SO3也是一种酸性氧化物，溶于水时与水发生剧烈反应，生成硫酸：㉛　SO3＋H2OH2SO4　。 （4）SO2的漂白性 SO2具有漂白作用，工业上常用SO2来漂白㉜　纸浆、毛、丝　等。SO2的漂白作用是由于它能与某些有色物质生成㉝　不稳定的　无色物质，这些无色物质㉞　容易分解　而使有色物质恢复原来的颜色。 4.用途 二氧化硫常用作漂白剂、杀菌消毒剂、食品添加剂。 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）S能氧化Fe，生成＋3价铁的化合物。 （　×　） （2）S在空气中燃烧生成SO2，在过量的纯氧中燃烧生成SO3。 （　×　） （3）SO2和CO2可用澄清石灰水鉴别。 （　×　） （4）SO2使品红溶液褪色是因为SO2具有强氧化性。 （　×　） （5）Hg洒落在地面上可撒些硫粉覆盖，防止汞蒸气造成人体中毒。 （　√　） （1）氯气的氧化性强，可将变价金属如铜、铁分别氧化成＋2价和＋3价；硫的氧化性相对较弱，只能将铜、铁分别氧化成＋1价和＋2价。 （2）硫与氧气反应，不论氧气是否足量、浓度如何，都只能生成SO2，不能生成SO3。SO3需在催化剂、加热条件下由SO2和O2反应制得。 （3）SO2和CO2均能使澄清石灰水变浑浊，不能用澄清石灰水鉴别二者。 （4）Hg和S在常温下即可反应生成HgS（黑色固体），故Hg洒落在地面上时，可用硫粉覆盖。 （见学生用书P5） 探究点1　硫的性质 1.铁与硫反应生成FeS，与氯气反应生成FeCl3，能否说明氯气的氧化性比硫强？ 答案　能。氯气将铁氧化为＋3价，而硫只能将铁氧化为＋2价，说明氯气的氧化性更强。 2.实验室洗涤试管内壁上附着的硫单质，常用两种方法。 （1）物理方法：用CS2洗涤，利用了硫单质的什么性质？ （2）化学方法：用热的NaOH溶液洗涤，该反应原理为3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。 ①在该反应中，硫单质表现了哪些性质？你能写出上述反应的离子方程式吗？ ②若向上述反应后的溶液中再加入适量的稀硫酸，会产生黄色沉淀，请写出该反应的离子方程式。 答案　（1）硫单质易溶于CS2。 （2）①氧化性和还原性；3S＋6OH－2S2－＋S＋3H2O。 ②2S2－＋S＋6H＋3S↓＋3H2O。 1.从元素化合价角度认识单质硫的化学性质 2.单质硫、O2和Cl2的氧化性比较 物质 单质硫 O2 Cl2 与变价金属（如Fe、Cu等）反应的产物 低价态金属硫化物，如FeS、Cu2S等 复杂金属氧化物，如Fe3O4等 高价态金属氯化物，如FeCl3、CuCl2等 氧化性强弱比较 和铁反应时氧化性：S＜O2＜Cl2 【例题1】我国炼丹术史料中记载有：“丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂。”下列有关硫的说法中错误的是（　　） A.硫单质通常是黄色或淡黄色的固体 B.硫在空气中燃烧时生成三氧化硫 C.硫难溶于水，易溶于CS2 D.“丹砂烧之成水银”中发生了氧化还原反应 答案　B 解析　硫单质通常是黄色或淡黄色的固体，A项正确；硫在空气中燃烧时生成二氧化硫，B项错误；硫难溶于水，易溶于 CS2，C项正确；“丹砂烧之成水银”：硫化汞受热分解生成汞和硫，发生了氧化还原反应，D项正确。 【变式1】下列关于硫的叙述正确的是（　　） A.硫的非金属性较强，所以只以化合态存在于自然界中 B.黑火药的主要成分是硝酸钾、碳、硫，用水、二硫化碳通过过滤操作可将三者分离 C.硫与金属或非金属反应均作氧化剂 D.硫与铜反应得到硫化铜 答案　B 解析　在火山口附近或地壳的岩层里存在游离态的硫，A项错误；分离KNO3、C、S的混合物，先用水溶解，过滤分离出C、S，再用CS2溶解S，过滤分离出C，B项正确；S与O2反应时，S被氧化，作还原剂，C项错误；硫与铜反应得到硫化亚铜，D项错误。 【例题2】下列物质中，不能由单质直接化合生成的是（　　） ①CuS　②FeS　③SO3　④H2S　⑤FeCl2 A.①③⑤ B.①②③⑤ C.①②④⑤ D.全部 答案　A 解析　①硫的氧化性较弱，和变价金属反应生成低价态金属硫化物，硫和铜反应生成Cu2S，错误；②硫和铁反应能生成FeS，正确；③硫和氧气反应生成SO2而不是SO3，错误；④硫和氢气反应生成H2S，正确；⑤氯气的氧化性较强，和变价金属反应生成高价态金属硫化物，氯气和铁反应生成FeCl3，错误。 【变式2】下列化合物能由两种单质直接化合而成的是（　　） A.Fe2S3 B.CuS C.FeCl2 D.FeCl3 答案　D 解析　S与Fe加热反应产生FeS，不能反应产生Fe2S3，A不符合题意；S与Cu加热反应产生Cu2S，不能反应产生CuS，B不符合题意；Fe与Cl2加热反应产生FeCl3，不能反应产生FeCl2，C不符合题意；Fe与Cl2加热反应产生FeCl3，D符合题意。 常见不能由单质直接化合生成的物质 1.有的化合物看似可以由两种单质化合而成，实则不能，例如： （1）SO3：S＋O2SO3（×） S＋O2SO2（√） （2）CuS：S＋CuCuS（×） S＋CuCu2S（√） （3）Fe2S3：S＋FeFe2S3（×） S＋FeFeS（√） （4）FeCl2：Cl2＋FeFeCl2（×） Cl2＋FeFeCl3（√） （5）H2O2：H2＋O2H2O2（×） H2＋O2H2O（√） 2.还有一类化合反应，其生成物是多样化的，例如： （1）Na＋O2Na2O或Na2O2 （2）P＋Cl2PCl3或PCl5 （3）C＋O2CO或CO2 探究点2　　SO2、SO3和可逆反应 3.葡萄酒是由葡萄汁发酵而成的。在酿制葡萄酒的过程中面临两大难题：一是葡萄汁发酵过程中产生的细菌会影响葡萄酒的酿制和保存；二是葡萄酒中含有的还原性物质一旦被氧化，葡萄酒的果香味会消失，影响口感。在酿酒实践中发现，添加适量的二氧化硫能完美解决这两大难题。为什么二氧化硫能够解决这两大难题呢？ 答案　二氧化硫可以用作防腐剂和抗氧化剂。二氧化硫具有杀菌作用，能够杀灭葡萄汁发酵过程中产生的某些细菌；二氧化硫具有较强的还原性，能够防止葡萄酒中的还原性物质被氧化，起到保质作用，并有助于保持葡萄酒的天然果香味。 4.草编工艺品在制作过程中常用SO2进行熏制，其目的是什么？利用SO2的什么性质？ 答案　利用SO2进行熏制的目的是对草编制品进行漂白，使其更加美观；利用SO2的漂白性。 5.根据可逆反应的定义判断2H2＋O22H2O，2H2O2H2↑＋O2↑两者是否互为可逆反应。 答案　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，叫做可逆反应。氢气的燃烧和水的电解，反应条件不同，二者不是可逆反应。 1.SO2的性质 根据SO2中S的价态可知，SO2在反应中既可得到电子，也可失去电子，既具有氧化性又具有还原性。 酸性氧 化物的 通性 与水反应 SO2＋H2OH2SO3 与碱性氧化物反应 SO2＋CaOCaSO3（燃煤固硫） 与碱反应 SO2（少量）＋2NaOHNa2SO3＋H2O SO2（过量）＋NaOHNaHSO3 氧化性 2H2S＋SO23S↓＋2H2O（产生淡黄色固体） 还原性 与O2反应 2SO2＋O22SO3 与X2（Cl2、Br2、I2） 的水溶液反应 SO2＋X2＋2H2O2HX＋H2SO4 （溴水、碘水褪色） 可被酸性KMnO4溶液、K2Cr2O7（重铬酸钾）溶液、H2O2、Fe3＋等氧化，酸性KMnO4溶液，K2Cr2O7溶液因与SO2发生反应而褪色 漂白性 SO2能漂白某些有色物质，如品红溶液 2.SO3的物理性质 标准状况下，SO3是一种无色固体，熔、沸点较低。 3.SO3的化学性质 SO3是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，主要反应如下： 4.可逆反应 （1）SO2与H2O反应生成H2SO3属于可逆反应，用“”表示。 （2）可逆反应的特点：①向两个相反的方向，在相同的条件下同时进行， 构成了一个对立的统一体；②在反应体系中，与化学反应有关的各种物质共存。 特别提示：既能正向进行，又能逆向进行，但反应条件不同的反应不属于可逆反应。 【例题3】下列说法正确的是（　　） A.向BaCl2溶液中通入SO2气体溶液仍澄清，滴入3％过氧化氢溶液后有白色沉淀产生 B.可以用澄清石灰水来鉴别SO2与CO2 C.向紫色石蕊溶液中通入SO2气体，溶液先变红后褪色 D.SO2使溴水褪色，体现了SO2的漂白性 答案　A 解析　HCl的酸性强于H2SO3，因此向BaCl2溶液中通入SO2后不发生反应，溶液仍澄清，SO2具有还原性，H2O2具有氧化性，滴入过氧化氢溶液后，发生反应H2O2＋SO2H2SO4，BaCl2＋H2SO42HCl＋BaSO4↓，溶液中有白色沉淀产生，A项正确；SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，因此用澄清石灰水无法鉴别二者，B项错误；向紫色石蕊溶液中通入SO2，SO2与H2O反应生成H2SO3，会使溶液变红，但不会褪色，C项错误；SO2使溴水褪色，发生反应SO2＋Br2＋2H2OH2SO4＋2HBr，体现了SO2的还原性，D项错误。 【变式3】下列描述不符合实验事实的是（　　） A.用Na2SO3与BaCl2溶液作用，有白色沉淀生成，加入盐酸后沉淀消失 B.向Ba（OH）2溶液中通入SO2气体，有白色沉淀生成 C.向BaCl2溶液中通入SO2气体，有白色沉淀生成 D.向用硝酸酸化的BaCl2溶液中通入SO2气体，可出现白色沉淀 答案　C 解析　Na2SO3与BaCl2反应生成BaSO3沉淀， BaSO3能与稀盐酸发生反应BaSO3＋2HClBaCl2＋H2O＋SO2↑，因此加入盐酸后沉淀溶解，A项符合实验事实；向Ba（OH）2溶液中通入SO2发生反应Ba（OH）2＋SO2BaSO3↓＋H2O，产生白色沉淀，B项符合实验事实；由于酸性H2SO3＜HCl，弱酸无法制得强酸，因此SO2与BaCl2溶液不反应，不产生白色沉淀，C项不符合实验事实；HNO3具有氧化性，在水溶液中将SO2氧化成S，S与Ba2＋结合形成BaSO4沉淀，可观察到产生白色沉淀，D项符合实验事实。 SO2和SO3的易错点 （1）SO2通入BaCl2、CaCl2溶液中无明显现象，但将SO3加入BaCl2、CaCl2溶液中会产生白色沉淀，发生反应的化学方程式是SO3＋H2OH2SO4、H2SO4＋BaCl2BaSO4↓＋2HCl。但在强氧化性环境（如氯水、氯化铁溶液等）中，SO2可被氧化为S，S与Ba2＋或Ca2＋反应生成BaSO4或CaSO4沉淀。 （2）因SO3的熔、沸点低，需熟记其在室温下为液体，在标准状况下为固体。 探究点3　常见漂白类型和漂白原理 6.氯气和二氧化硫都能使品红溶液褪色，原理是否相同？若将等物质的量的氯气和二氧化硫气体相混合后漂白能力是否会增强？ 答案　不同。氯气使品红溶液褪色是因为氯气与水反应生成的次氯酸具有强氧化性，可以将有色物质氧化成无色物质，此过程是不可逆的，而二氧化硫使品红溶液褪色是生成了不稳定的无色物质，此过程是可逆的。若将等物质的量的氯气和二氧化硫气体相混合，二者在溶液中发生反应SO2＋Cl2＋2H2OH2SO4＋2HCl，因此混合后失去漂白能力。 7.分别将SO2和Cl2通入品红溶液中并加热，现象有何不同？若分别通入紫色石蕊溶液中呢？ 答案　（1） （2） 1.漂白原理及分类 类型 氧化型 加合型 吸附型 原理 漂白剂本身是强氧化剂，使有色物质氧化而失去原有的颜色 漂白剂与有色物质结合生成不稳定的无色物质 有些固体物质疏松多孔，具有较大的表面积，可以吸附一些有色物质而使之失去原有的颜色 特点 不可逆 可逆 部分吸附剂可重复使用 举例 HClO、 Na2O2、 H2O2等 SO2使品红溶液褪色 活性炭、胶体 2.SO2的漂白性 （1）SO2的漂白具有选择性，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）SO2能使溴水、酸性KMnO4褪色，是因为SO2的还原性而非漂白性。 （3）利用氯水、SO2的漂白性可以鉴别Cl2和SO2，方法是将气体分别通入品红溶液，品红溶液均褪色，然后再加热褪色后的溶液，恢复红色的通入的是SO2，不恢复红色的通入的是Cl2。 【例题4】下列五种有色溶液与SO2作用，均能褪色，其反应实质相同的是（　　） ①品红溶液　②酸性KMnO4溶液　③溴水 ④滴入酚酞的烧碱溶液　⑤淀粉－碘溶液 A.①②③ B.②③④ C.③④⑤ D.②③⑤ 答案　D 解析　①二氧化硫漂白品红溶液，是由于生成了不稳定的无色化合物，加热后品红溶液又恢复为原来的红色；②在酸性条件下，高锰酸钾能将二氧化硫氧化成硫酸，自身被还原为Mn2＋，体现的是二氧化硫的还原性；③溴水可以将二氧化硫氧化为硫酸，体现的是二氧化硫的还原性；④二氧化硫能与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠，溶液碱性减弱使酚酞显示的红色褪去，体现的是SO2具有酸性氧化物的通性；⑤I2可以将二氧化硫氧化为硫酸，自身被还原为I－而使溶液蓝色褪去，体现的是二氧化硫的还原性；则五种有色溶液与SO2作用，褪色实质相同的是②③⑤，均体现了二氧化硫的还原性，故选D项。 【变式4】如图装置中，若关闭活塞K，则品红溶液无变化，石蕊溶液变红，澄清石灰水变浑浊；若打开活塞K，则品红溶液褪色，石蕊溶液变红，澄清石灰水变浑浊。据此判断气体X和广口瓶中盛放的物质是（　　） A.SO2和NaHCO3溶液 B.HCl和浓H2SO4 C.Cl2和氯水 D.Cl2和NaHCO3溶液 答案　A 解析　关闭活塞K，SO2和NaHCO3溶液反应生成CO2，CO2通入品红溶液，溶液无变化，使石蕊溶液变红，澄清石灰水变浑浊；打开活塞K，则SO2能够使品红溶液褪色，石蕊溶液变红，澄清石灰水变浑浊，与题中现象相符，A项正确；HCl不能使澄清石灰水变浑浊，也不能使品红溶液褪色，与题中现象不相符，B项错误；关闭活塞K，氯气仍然能使品红溶液褪色，与题中现象不相符，C项错误；打开活塞，没有CO2产生，澄清石灰水不会变浑浊，与题中现象不相符，D项错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$