5.1硫及其化合物 课件 2024-2025学年高一化学人教版（2019）必修第二册

请根据该视频总结硫元素在自然界的存在形态？单质硫的性质？ ①游离态 存在于火山喷口或地壳的岩层 ②化合态 主要以硫化物和硫酸盐的形式存在 硫铁矿（FeS2） 石膏 （CaSO4•2H2O） 芒硝 （Na2SO4•10H2O） 黄铜矿（CuFeS2） 第一节 硫及其化合物 一、硫和二氧化硫 （一）硫 1. 硫的存在 黄色晶体，俗称硫黄，质脆，易研成粉末。 2. 硫的物理性质 不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2 。 熔沸点低（112.8℃, 444.6 ℃)； 密度比水大 硫是一种重要的非金属元素，位于元素周期表的第三周期，VIA族。 O S 原子结构示意图 +16 2 8 6 硫元素的原子半径（ ）氯原子、氧原子半径 硫元素的非金属性（ ）氧元素、氯元素 硫原子得电子能力（ ）氧原子、氯原子 硫化氢的稳定性（ ）氯化氢、水 硫酸（H2SO4）的酸性（ ）高氯酸（HClO4) Cl 最高正价+6价 最低负价-2价 +4价 大于 弱于 弱于 弱于 弱于 3S+6NaOH== 2Na2S+Na2SO3+3H2O △ Fe + S = FeS △ 硫化亚铁 S+2Cu = Cu2S △ S + Hg = HgS S与变价金属反应生成 低价态的金属硫化物 S +H2 = H2S △ （臭鸡蛋气味） S + O2 = SO2 点燃 (还原性) 弱氧化剂 硫化亚铜 氧 化 性 3. 硫的化学性质（可类比Cl2） 用弱碱溶液清洗附着在试管壁上的硫粉 5 4. 硫的用途 制黑火药 制硫磺皂 制硫酸 （二）二氧化硫 ※无色有刺激性气味的有毒气体 ※密度比空气大 ※易溶于水（常温常压下 1 ：40） ※易液化（沸点：-10℃） 1. 物理性质 常见气体的溶解度 气体 NH3 HCl SO2 H2S Cl2 CO2 溶解度 2. 化学性质 酸性氧化物的通性 （1）与水反应 SO2+H2O ==== H2SO3 注意 : ① H2SO3不稳定，容易分解。 ② H2SO3是二元中强酸 H2SO3 H++HSO3- 1、将盐酸逐滴加入Na2SO3溶液中，现象如何？产物是什么？ 思考: 2、将SO2通入NaHCO3溶液中会发生反应吗？ SO32- + H+==HSO3- HSO3- + H+== SO2+H2O 少量:SO2+2HCO3- == 2CO2+ SO32- + H2O 酸性： H2SO3＞ H2CO3 ＞HClO 可逆反应：在相同条件下，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。 把SO2逐量通入NaOH溶液中，产物是什么？ （2）与碱反应 SO2+Ca(OH)2== CaSO3+ H2O CaSO3+ SO2+ H2O == Ca(HSO3) 2 思考: nNaOH nSO2 1 Na2SO3 NaHSO3 Na2SO3 + NaHSO3 SO2 + 2OH- == SO32- + H2O SO2 + OH- == HSO3- 1/2 （3）与碱性氧化物反应 CaO+ SO2== CaSO3 （燃煤污染的治理，钙基固硫） 名称 与H2O反应 与碱反应 与盐反应 SO2与CO2性质的比较 co2 CO2+H2O ＝ H2CO3 CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O CO2+NaOH ＝ NaHCO3 CO2+Ca（OH）2 ＝ CaCO3↓+H2O CO2+CaCO3+H2O＝Ca（HCO3）2 so2 SO2+H2O ＝ H2SO3 SO2+2NaOH＝Na2SO3+H2O SO2+NaOH ＝ NaHSO3 SO2+Ca（OH）2 ＝ CaSO3↓+H2O SO2+CaSO3+H2O＝Ca（HSO3）2 氧化性、还原性 （4）还原性（强） 被O2氧化 注意：干燥的SO2与O2在常温下不反应。 为什么收集到的酸雨一段时间后， pH值下降？ 2SO2+O2+2H2O == 2H2SO4 思考: 2SO2+ O2 2SO3 催化剂 ∆ +4 0 +6 -2 SO2 + Cl2 + 2H2O = H2SO4 + 2HCl 5SO2 + 2KMnO4+ 2H2O = K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 二氧化硫还能在一定条件下被多种氧化剂氧化 （高锰酸钾溶液褪色） （Br2、I2也可将其氧化） SO2 SO2+2Fe3++2H2O==2Fe2++4H++SO42- （5）氧化性 SO2+2H2S == +4 0 -2 （弱） 3S+ 2H2O 漂白性 16 市场上陆陆续续发现有毒的食品发售。有毒食品包括： 有毒食品 毒发事件 发现地方 毒竹笋 以硫磺处理，含大量二氧化硫 四川彭州 毒粉丝 以化肥漂白及含有大量二氧化硫 ，食用可致癌 山东龙口 银耳 用化工原料硫磺熏粉，让蒸出来的银耳变白，还将变坏 深圳盐田区 漂白牙菜、鱼翅、白果 以工业用漂白水漂白各式各样的产品 北京、广东 白砂糖 含大量的二氧化硫 海南省海口市 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 漂白性 [实验5-2] 现象：SO2能使品红溶液褪色，但加热后红色又恢复。 结论： SO2具有漂白作用，但不持久。 漂白原理： 氯 水 SO2 漂 白 原 理 生成物 稳定性 漂白范围 实 例 次氯酸氧化有色物质生成无色物质 SO2与有色物质化合生成不稳定的无色物质 无色物质稳定 永久漂白 无色物质不稳定 暂时漂白 能使许多有色物质漂白 能漂白的物质较少 紫色石蕊试液 紫色石蕊试液 Na2O2、O3、H2O2等与HClO一样，可以把有色物质氧化成无色物质，且颜色不能复原。 特征现象！ 红褪色 红 (1)通入品红溶液 品红溶液 通入SO2 褪色 加热至沸腾 通入Cl2 加热至沸腾 褪色 (2)通入紫色石蕊试液 紫色石蕊试液 通入SO2 通入Cl2 很快变红，但不褪色 立即变红，随后褪色 二氧化硫与氯水的漂白性比较 红色 不显红色 讨论1：下列说法正确的是（ ） A. SO2能使品红溶液、溴水和酸性KMnO4溶液褪色， 是因为SO2具有漂白性 B. SO2、Cl2都可用于漂白物质，将等物质的量的两种 气体同时作用于潮湿的有色物质时，可增强漂白效果 C. 活性炭使有色物质褪色是利用了碳单质的还原性， 使有色物质发生了还原反应 D. SO2使品红溶液褪色后，将褪色后的溶液加热， 溶液重新变为红色 D SO2+X2+2H2O === H2SO4+ 2HX （X=Cl 、Br、I） 讨论2：如何鉴别CO2与SO2？ 二氧化硫在葡萄酒中可起到两个作用（教材P4）: 中国添加剂对SO2的上限250mg/L; 抗氧化作用，抑制氧化酶的作用，防止原料氧化，以及其他一些葡萄酒病害发生。 01 杀菌，避免葡萄汁中某些细菌的繁殖影响发酵。 02 生产硫酸 漂白剂 消毒剂 合成纤维 石油炼制等 防腐剂 农药 炸药 衡量一个国家化学工业生产能力的标志之一 二氧化硫 3. 二氧化硫的用途 4. 二氧化硫的制备 （1）实验室制法： H2SO4 (较浓) + Na2SO3 = SO2 ↑ + H2O + Na2SO4 教材P4 : （2）工业制法： 0 S -2 H2S +4 SO2 +6 SO3 催化剂 +6 H2SO4 +4 H2SO3 漂白性 氧化性 还原性 还原性 氧化性 酸性氧化物 【小结】硫和二氧化硫的性质总结 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 （三）三氧化硫 1. 理性质 SO3常温常压下是无色液体，熔沸点低。标况下不是气体。 2. 化学性质 SO3是硫酸的酸酐，具有酸性氧化物通性。 SO3+2NaOH = Na2SO4+H2O SO3+Na2O = Na2SO4 SO3+H2O = H2SO4 3. 制法(工业制法) 催化剂 △ 了解：硫化氢（H2S） 1、物理性质 无色气体，有臭鸡蛋味，能溶于水(2.6体积)，比空气重，有毒。 2、化学性质 （1）不稳定性：受热易分解(300度以上 ) （2）可燃性 （3）强还原性 如：O2、FeCl3； Cl2、Br2、I2、SO2（H2SO3）； 浓硫酸、硝酸、酸性高锰酸钾；H2O2、Na2O2等 注意： H2S、 HS—、 S2—均有强还原性 氢硫酸为二元弱酸 （4）酸性 H2S+CuSO4＝CuS↓(黑色) + H2SO4 3. H2S的实验室制法 (1) 原理：FeS(固)+2H+＝Fe2++H2S↑ (2) 装置：固 + 液 → 气 用启普发生器制气体: ①固 + 液 → 气(不需要加热)， ②要求反应物是固体，生成气体难溶 (不需要加热) (因为FeS是固体状的，且难溶于水。) 用启普发生器或简易启普发生器 (3) 收集： 向上排空气法 或排饱和NaHS溶液 (4) 检验： 湿润的Pb(NO3)2或(CH3COO)2Pb 试纸放在集气瓶口，看试纸是否变黑。 金属硫化物中难溶于水，又难溶于稀酸的有： PbS、CuS、Ag2S 、HgS …… 硫酸 现代化学工业之母 硫酸是重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。硫酸的产量被视为一个国家无机化工工业发展水平的标志。 铅蓄电池 医药 化肥 农药 酸洗 试剂 干燥剂 炸药 染料 S元素化合价 +4 0 -2 +6 硫酸的制法 硝石（KNO3） SO3 H2SO4 0 +6 +6 S H2O 17世纪，炼金士采用一种类似钟罩的装置，在其中点燃硫磺和硝石的混合物制得硫酸 19世纪，英国人菲利普把硫磺装入内部镶有铂催化剂的瓷管里加热，并通入足量的空气与其反应，再将生成是三氧化硫溶于水制得硫酸 空气 SO3 H2SO4 +4 0 +6 +6 S SO2 H2O 现代硫酸工业制法的雏形 硫酸的工业制法 SO2的制取 催化氧化 SO3的吸收 尾气处理 净化 冷却 （沸腾炉） （接触室） （吸收塔） （吸收设备） 净化 冷 却 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 2SO2 + O2 2SO3 SO3 + H2O = H2SO4 高温 催化剂 △ 30 知识回顾 电离时产生的阳离子全部是H+的化合物 H2SO4====2H++SO42- 1、使指示剂变色： 2、与碱发生中和反应： 3、与碱性氧化物反应： 4、与盐反应： 稀硫酸使紫色石蕊试液变红 H+ + OH - = H2O 6H+ + Fe2O3 = 2Fe3+ + 3H2O 2H+ + CO3 2- = H2O + CO2 ↑ 5、与活泼金属反应： Fe + 2H+= Fe2+ + H2 ↑ 稀硫酸 二、硫酸 （一）硫酸的物理性质 纯硫酸为无色油状液体 与水任意比混溶。 高沸点、难挥发 密度大（大于水） 思考：现有两瓶失去标签的浓硫酸、浓盐酸（体积相同，瓶相同） 不用化学方法如何鉴别？根据是什么？ ①提起试剂瓶掂量，重的为浓硫酸，因为浓硫酸密度比浓盐酸大。 ②拿起试剂瓶摇晃、观察，呈粘稠油状的为浓硫酸，因为浓硫酸是一种油状液体。 ③打开瓶盖观察，瓶口无白雾的是浓硫酸，因为浓硫酸的沸点高、难挥发。 （二）浓硫酸的特性 1、浓硫酸的吸水性 浓硫酸易吸水生成水合硫酸，同时放出大量热。 注意：浓硫酸稀释时，只能将浓硫酸缓慢加入水中，并边加边搅拌。 ——可做干燥剂 2、浓硫酸的脱水性 吸收现成的水 浓硫酸 思考：将浓硫酸滴到胆矾上， 有什么现象？ C12H22O11 ===== 12C + 11H2O 浓硫酸 思考：将浓硫酸滴到蓝色石蕊试纸上，会有什么现象？ 2H2SO4（浓）+ C = CO2↑+2SO2↑+2H2O 思考：设计方案检验碳与浓硫酸反应的产物？ 思考：设计方案检验碳与浓硫酸反应的产物？ 试剂与装置(装置可多次使用) 品红 饱和NaHCO3 澄清石灰水 无水硫酸铜 品红 检验SO2 检验H2O 无水硫酸铜 品红 除去SO2 检验SO2 酸性KMnO4 检验CO2 澄清石灰水 酸性高锰酸钾溶液紫色未完全褪去 3、浓硫酸的强氧化性 （1）与金属反应 ① 与Cu反应 【现象】 ①铜丝表面变黑 ②有气体产生 ③品红溶液褪色 ④石蕊溶液变红 ⑤冷却后将溶液倒入少量的水中，溶液呈蓝色 通过可抽动的铜丝来控制反应的发生或停止。 吸收多余的SO2，以防止污染环境 浓硫酸能和金属反应，为何可用铝罐车和铁罐车来运输浓硫酸？ 运浓硫酸的铁罐车 Cu+2H2SO4 (浓)== CuSO4+SO2↑+2H2O △ 3、浓硫酸的强氧化性 （1）与金属反应 注意： 在加热情况下，大多数金属可与浓硫酸反应，通常不产生H2。 Fe、Al 遇冷、浓硫酸发生钝化。 讨论：用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验操作不合理的是（ ） A．上下移动①中铜丝可控制SO2的量 B．②中选用品红溶液验证SO2的生成 C．③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2 D．为确认CuSO4生成，向①中加水，观察颜色 D 练习： 1. 向一定体积 18mol/L的浓硫酸中加入过量的铜片并加热，被还原的硫酸为0.9 mol。则浓硫酸的体积为（ ） A. 等于50 mL B. 大于50 mL 小于 100 mL C. 等于100 mL D. 大于100 mL D 2H2SO4(浓)+Cu==CuSO4+2H2O+SO2↑ 浓硫酸的作用：强氧化剂、酸性（1﹕ 1） （2）与非金属反应 2H2SO4（浓）+ C = CO2↑+2SO2↑+2H2O 2H2SO4(浓) + S = 3SO2↑+ 2H2O △ 浓硫酸的作用：强氧化性 （3）与还原性化合物反应 H2SO4（浓）+H2S = SO2↑+ S↓ +2H2O 浓硫酸是一种氧化性酸，具有强氧化性。 （三）硫酸的用途 1、酸洗剂：除去金属表面的氧化物（锈）等 可用浓硫酸干燥：H2、O2、CO、CO2、CH4、Cl2、HCl、SO2、N2等 3、干燥剂： 不能用浓硫酸干燥：还原性气体--- H2S、HBr、HI等 碱性气体----NH3 5、医药、农药、炸药、化肥等工业中均有广泛用途。 4、制气试剂（强酸性、高沸点、脱水性） 2、酸化剂 6、制备有实用价值的硫酸盐。 爱的告白 亲爱的水： 请允许我这样叫你，每当我遇见你，我就有一种沸腾的感觉，全身会放出大量的热。当我见不到你时，我甚至会在空气中寻找你的气息，就算你让我变成稀硫酸，我对你的心也不会改变，因为我是不挥发的，这点我比硝酸强,请你不要逃避。水，没有了你，虽然我也和铁，铝接触过，但我选择了拒绝,虽然别人认为我的脾气不好，他们说我欺负金属，欺负硫化氢和硫。 天地可以证明，我只要两个电子，但这是由+6价的中心硫原子决定的，我无法改变我的脾气，我从来不欺负我的小弟二氧化硫，尽管他比我更弱，但我像对待小弟弟一样对待他，还说我欺负氢氧化钠、碳酸钠，那是因为遇到它们，可以得到你！水，请你不要再逃避，就是逃到有机物中，我也会夺取氢氧重新合成你，你逃到天涯海角，我也会找到你，水，我可以对门捷列夫发誓，我会追随你一辈子！ 愿和你在一起的：98.3％浓硫酸 爱的告白 硫酸盐 由硫酸根离子（SO42-）与金属离子（或铵根）组成的化合物 CuSO4·5H2O FeSO4·7H2O KAl(SO4)2·12H2O Na2SO4·10H2O 胆矾 石膏 生石膏（CaSO4·2H2O） 熟石膏（2CaSO4·H2O） 重晶石(钡餐) BaSO4 试剂的选择：可溶性钡盐[BaCl2 /Ba(NO3)2]和酸[HCl/HNO3] 优化选择： BaCl2和HCl 先用过量盐酸将待检液酸化 正确的检验方法和步骤： 排除溶液中可能含有的Ag+ 、CO32-、SO32-等离子的干扰 现象:溶液变浑浊 溶液未变浑浊 静置，取上层清液，加入BaCl2溶液 加入BaCl2溶液 若产生白色沉淀，则有SO42- ；反之，则无． 三、硫酸根离子的检验 H2S CaSO4∙2H2O FeS2 SO3 SO2 H2SO3 H2SO4 CuFeS2 NaSO4∙10H2O 自然界中硫元素的存在示意图 S 思考与讨论 自然界中的含硫物质在一定条件下能够相互转化。在实验室里如何实现不同价态含硫物质的相互转化呢？ -2 S 0 S +4 S +6 S FeS H2S Na2S HgS SO2 H2SO3 Na2SO3 SO3 H2SO4 Na2SO4 CuSO4 BaSO4 S 氧化剂 氧化剂 氧化剂 还原剂 还原剂 还原剂 一、不同价态硫元素的转化 -2 S 0 S 氧化剂 2H2S + O2 === 2S ↓ + 2H2O Na2S + H2O2 + 2HCl === S ↓ + 2NaCl + 2H2O 2H2S + SO2 === 3S ↓ + 2H2O 4FeS + 7O2 === 2Fe2O3 + 4SO2 高温 H2S + H2SO4(浓) === S ↓ + SO2 ↑ + 2H2O H2S + 3H2SO4(浓) === 4SO2↑ + 4H2O -2 S +4 S 氧化剂 0 S +4 S 氧化剂 SO2 + Cl2 + H2O === H2SO4 + 2HCl SO2 + H2SO4(浓) === S + O2 === SO2 点燃 +4 S +6 S 氧化剂 2SO2 + O2 ==== 2SO3 催化剂 △ SO2 + H2O2 === H2SO4 SO2 + 2FeCl3 + 2H2O === H2SO4 + 2HCl + 2FeCl2 SO2 + l2 + H2O === H2SO4 + 2Hl 3S + 6NaOH === 2Na2S + Na2SO3 +3H2O △ +6 S +4 S 还原剂 Cu + 2H2SO4(浓) === CuSO4 + SO2 ↑ + 2H2O △ C + 2H2SO4(浓) === CO2↑ + 2SO2 ↑ + 2H2O △ H2S + H2SO4(浓) === S ↓ + SO2 ↑ + 2H2O H2S + 3H2SO4(浓) === 4SO2↑ + 4H2O +4 S 0 S 还原剂 SO2 + 2H2S === 3S ↓ + 2H2O 0 S -2 S 还原剂 Fe + S === FeS △ H2 + S === H2S △ S + 6NaOH === 2Na2S + Na2SO3 +3H2O △ 一、不同价态硫元素的转化 -2 S 0 S +4 S +6 S 逐档上升 逐档下降 遇到强氧化剂，可以跳档 -2 S 0 S +4 S +6 S 归中反应 岐化反应 只靠近、不交叉 同种元素邻位价态能发生氧化还原反应吗？ 【总结】不同价态硫元素的转化，可通过氧化还原反应实现 （1）邻位价态原则： ① 当硫元素化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻价态(化合价只靠拢不交叉)。 ② 同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应。 如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。 （2）归中规律: 当硫元素高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态。 2H2S＋SO2 = 3S＋2H2O 2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4 = 3Na2SO4＋3S↓＋3H2O 实验序号 价态 变化 转化前的物质 选择 试剂 转化后的物质 预期现象 1 0 → -2 S 2 +6 → +4 浓H2SO4 3 +4 → 0 SO2 4 -2 → 0 H2S 5 0 → +4 S 6 +4 → +6 H2SO3 H2O2 S 生成淡黄色固体 空气 SO2 硫燃烧，发出淡蓝色火焰，产生有刺激气味的气体 H2O2 H2SO4 反应前后用pH试纸测pH，值变小；反应后滴入稀盐酸，再滴入BaCl2，产生白色沉淀。 Cu SO2 产生有刺激气味的气体，该气体能使品红褪色 H2S S 生成淡黄色固体 Fe FeS 剧烈反应，生成黑色固体 不同价态硫元素的转化与性质实验 化学实验设计：是指实验者在实施化学实验之前，根据一定的实验目的，运用化学知识与技能，按照一定的实验方法，对实验的原理、试剂、仪器与装置、步骤和方法等所进行的规划。例如，设计“不同价态含硫物质的转化”实验，当确定了要实现的转化关系后，需要明确转化前后的含硫物质时哪些，通过怎样的反应（氧化/还原）实现转化，用到的氧化剂或还原剂是什么，等等。 进行化学实验设计时，应遵循科学性、可行性、安全性和绿色化原则。 物质间相互转化：综合考虑实验安全和环境保护！ 二、相同价态硫元素的转化与性质 酸多了就是酸式盐 碱多了就是正盐 酸碱反应的核心： 酸是提供H+、碱是消耗H+。 SO2 S H2SO4 H2S SO3 H2SO3 Na2SO4 Na2SO3 Na2S 化合价 物质类别 -2 氢化物 单质 酸 盐 0 ＋6 ＋4 氧化物 H2S 硫元素的价类二维图 只具氧化性 只具还原性 既有氧化性又有还原性 只靠近、不交叉 含硫物质的连续氧化 含硫物质的其他转化形式 Lavf58.45.100 EV录屏5.2.9软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$