5.1 第1课时 硫和二氧化硫（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年高中化学必修第二册（人教版2019 不定项版）

第一节　硫及其化合物 第1课时　硫和二氧化硫 课程标准 核心素养目标 　　1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解硫和二氧化硫的主要性质。 2．认识硫和二氧化硫在生产中的应用和对生态环境的影响。 　　1.宏观辨识与微观探析：通过分析硫的原子结构，推断硫元素可能的化学性质并进行证实，理解物质的微观结构与宏观性质之间的关系。 2．科学探究与创新意识：结合实验探究，了解二氧化硫的物理性质和化学性质，通过二氧化硫与水、与氧气的反应的学习，初步建立可逆反应的概念。 一、硫 1．从“位—构—性”角度认识硫元素 2．硫的物理性质 俗称 色、态 质地 溶解性 硫黄 黄色晶体 质脆，易研成粉末 难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳 3.硫的化学性质 (1)从两个维度认识硫的化学性质 硫的化学性质比较活泼，从物质类别和元素价态两个维度认识其化学性质： (2)硫与金属、非金属的反应 二、二氧化硫 1．物理性质及探究 (1)物理性质 颜色、状态 气味 密度 溶解性 无色气体 有刺激性气味 比空气的密度大 易溶于水；通常情况下，1体积的水可以溶解约40体积的SO2 (2)实验探究SO2在水中的溶解性(实验5－1) 实验操作 实验现象 试管内液面上升，pH试纸变成红色 结论 SO2易溶于水，所得溶液呈酸性 2．化学性质 (1)从两个维度认识SO2的化学性质 ①SO2具有酸性氧化物的化学通性(物质类别) ②SO2具有氧化性和还原性(元素价态) (2)认识SO2的漂白性 实验操作 实验现象 实验分析 ①用试管取2 mL SO2的水溶液，向其中滴入1～2滴品红溶液，振荡，观察溶液的颜色变化 品红溶液褪色 SO2与品红反应生成了无色物质 ②加热试管，注意通风，再观察溶液的变化 加热后，溶液恢复红色 加热时无色物质分解，溶液恢复原来的颜色 (3)SO2的重要用途 ①工业上常用SO2来漂白纸浆、毛、丝等。 ②SO2可用于杀菌消毒，还是一种食品添加剂。 ◆名师点拨 认识物质的主要角度 ◆辨析比较 硫和氯气的氧化性比较 (1)最高价氧化物对应水化物的酸性：HClO4>H2SO4。 (2)气态氢化物的稳定性：HCl>H2S。 (3)置换反应：Cl2＋H2S===2HCl＋S↓。 (4)Fe、Cu与S反应生成低价的化合物，与Cl2反应生成高价的化合物。 ◆概念辨析 多角度认识可逆反应 (1)概念：可逆反应是在同一条件下，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。书写可逆反应的化学方程式时，要用符号“⥫⥬”表示。 正反应：反应物→生成物； 逆反应：生成物→反应物。 (2)特征： ①双向性：可逆反应分为正反应和逆反应； ②双同性：正、逆反应在同一条件下同时进行； ③共存性：在反应体系中，反应物和生成物始终共存。 ◆名师点拨 SO2与碱溶液反应的规律 (1)SO2与足量碱溶液反应，生成正盐和水，例如：SO2＋2KOH===K2SO3＋H2O。 (2)SO2与少量碱溶液反应生成酸式盐，例如：SO2＋NaOH===NaHSO3。 SO2与澄清石灰水反应现象与CO2相似，先浑浊后澄清，反应离子方程式依次为Ca2＋＋2OH－＋SO2===CaSO3↓＋H2O、CaSO3＋SO2＋H2O===Ca2＋＋2HSO。 ◆名师点拨 SO2与某些盐溶液反应的规律 (1)SO2能与某些盐(如Na2CO3、NaHCO3等)发生复分解反应。 (2)SO2与某些盐溶液(如酸性KMnO4、FeCl3溶液等)发生氧化还原反应，符合氧化还原规律： 5SO2＋2MnO＋2H2O===5SO＋2Mn2＋＋4H＋、2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋。 我的感悟 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ◆微辨析(对的画“√”，错的画“×”) (1)硫在空气中燃烧生成SO2，在纯氧中燃烧生成SO3(　　×　　) (2)反应2H2＋O22H2O和2H2O2H2↑＋O2↑是可逆反应(　　×　　) (3)SO2通入BaCl2溶液，产生白色沉淀(　　×　　) (4)SO2通入新制氯水中，氯水褪色，体现SO2的还原性(　　√　　) 探究一__实验探究硫的化学性质 【实验1】把研细的硫粉和铁粉按照一定比例混合均匀，放在陶土网上堆成条状或如图所示的形状。用灼热的玻璃棒触及一端，当混合物呈红热状态时移开玻璃棒，观察发生的现象。 【实验2】取少量硫粉放入燃烧匙中，将燃烧匙放在酒精灯上加热至硫粉熔化并燃烧后，迅速伸入盛满氧气的集气瓶(底部有少量水)中，观察发生的现象。 【实验 3】用坩埚钳夹住一束铁丝，灼烧后立刻放入充满氯气的集气瓶中，观察发生的现象。 [问题设计] (1)实验1中混合物持续红热，生成黑色固体FeS。据此得出什么结论？试写出该反应的化学方程式。 提示：Fe与S反应生成FeS，放出热量，S具有氧化性；Fe＋SFeS。 (2)实验2中发出蓝紫色火焰，产生有刺激性气味的气体SO2。试写出该反应的化学方程式，体现单质硫的什么性质？ 提示：S＋O2SO2；体现单质硫的还原性。 (3)实验3中铁丝剧烈燃烧，产生棕黄色烟，生成FeCl3固体。从微观角度分析Fe与S、Cl2反应产物中铁元素价态不同的原因。 提示：硫原子半径比氯原子大，非金属性：S<Cl，则单质的氧化性：Cl2>S；与变价金属铁反应时，强氧化性的Cl2将Fe氧化生成＋3价Fe3＋，弱氧化性的S将Fe氧化生成＋2价Fe2＋。 (1)从元素价态角度认识硫单质的化学性质 (2)硫、氯气与变价金属反应的比较 [微点拨]　变价金属(Fe、Cu等)与S、Cl2反应的产物取决于氧化剂的氧化性，与氧化剂的用量无关。 【例1】 硫的氧化性不如氧气强，下列叙述不能说明这一事实的是(　　　　　) A．S＋O2SO2，O2是氧化剂、S是还原剂 B．S是淡黄色固体，O2是无色气体 C．氢硫酸放置在空气中易变浑浊(2H2S＋O2===2S↓＋2H2O) D．S和Cu反应只能生成Cu2S(硫化亚铜)，而O2与Cu反应生成CuO B　解析：S＋O2SO2，O2是氧化剂、S是还原剂，说明氧气的氧化性更强，A不符合题意；颜色与物质的氧化性还原性无关，B符合题意；氢硫酸放置在空气中易变浑浊：2H2S＋O2===2S↓＋2H2O，氧气可以氧化S2－得到硫单质，说明氧气的氧化性更强，C不符合题意；S和Cu反应只能生成Cu2S(硫化亚铜)，说明S的氧化性弱， O2与Cu反应生成CuO，说明O2是强氧化剂，可以说明氧气的氧化性更强，D不符合题意。 1．(2023·保定高一期末)硫单质能与许多金属单质和非金属单质发生反应。下列说法正确的是(　　　　　) A．硫单质在化合反应中只体现氧化性 B．硫蒸气与红热的铜丝反应生成黑色的CuS固体 C．硫蒸气与红热的铁丝反应后，残留的硫可用二硫化碳洗涤 D．硫元素广泛存在于自然界中，火山口附近环境中的硫元素只以游离态形式存在 C　解析：S与O2反应生成SO2，S体现还原性，A错误；S(g)具有弱氧化性，与Cu反应生成Cu2S，B错误；硫易溶于二硫化碳，故反应后残留的硫可用二硫化碳洗涤，C正确；火山口附近的硫元素以游离态(单质硫)和化合态(金属硫化物等)两种形式存在，D错误。 探究二__实验探究SO2的化学性质 【实验1】取少量H2S溶液于试管中，观察溶液的颜色，向其中通入SO2气体，观察发生的现象。 【实验2】取少量品红溶液于试管中，通入SO2气体，观察发生的现象；再用酒精灯加热试管中溶液，观察发生的现象。 [问题设计] (1)实验1中产生黄色浑浊，试写出该反应的化学方程式，含硫物质分别体现什么性质？ 提示：2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O；SO2体现氧化性，H2S体现还原性。 (2)实验2中品红溶液褪色，加热后，溶液重新变成红色，试分析产生上述现象的原因。 提示：SO2具有漂白性，能与品红化合生成无色物质，该物质不稳定，受热易分解释放出SO2，品红溶液重新变成红色。 (1)从物质类别和元素价态角度认识SO2的化学性质 (2)三种类型漂白剂的漂白原理及比较 【例2】 (2023·威海高一期末)已知：Na2SO3(s)＋H2SO4(70%)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。某化学课题小组将二氧化硫的制备与多个性质实验进行了一体化设计，实验装置如图所示。下列说法不正确的是(　　　　　) A．a、b、c中依次盛装70%硫酸、Na2SO3固体、NaOH溶液 B．实验时，鲜花、品红溶液、酸性KMnO4溶液均褪色，Na2S溶液出现黄色沉淀 C．此设计可证明SO2水溶液的酸性，SO2的氧化性、还原性、漂白性 D．点燃酒精灯加热，可证明SO2使KMnO4溶液褪色具有可逆性 D　解析：实验时将70%硫酸滴加到Na2SO3固体中制备SO2，SO2是有毒气体，用NaOH溶液吸收尾气，故a、b、c中依次盛装70%硫酸、Na2SO3固体、NaOH溶液，A正确；鲜花、品红溶液、酸性KMnO4溶液均褪色，Na2S溶液出现黄色沉淀，B正确；湿润的pH试纸变红，体现了二氧化硫水溶液的酸性，酸性KMnO4溶液褪色体现了二氧化硫的还原性，鲜花、品红溶液褪色体现了二氧化硫的漂白性，Na2S溶液出现黄色沉淀，体现了二氧化硫的氧化性，C正确；点燃酒精灯加热，品红溶液很快恢复红色，证明SO2使品红溶液褪色具有可逆性，酸性KMnO4溶液仍无色，说明酸性KMnO4溶液褪色不具有可逆性，D错误。 解答本题的思路如下： (1)分析各部分装置的作用：装置b用于制备SO2气体，装置c用于吸收SO2尾气并防止倒吸。 (2)结合SO2的化学性质，推测与湿润的pH试纸、鲜花、品红溶液、酸性KMnO4溶液的作用及变化。 SO2使多种溶液褪色的原因分析：①SO2使品红溶液褪色，体现其漂白性；②SO2使卤素(氯水、溴水、碘水)、酸性KMnO4溶液褪色，体现其还原性；③SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，体现其酸性氧化物的性质；④SO2通入紫色石蕊溶液中，溶液只变红不褪色，体现其酸性氧化物的性质。 2．绿矾(FeSO4·7H2O)是自然界存在的一种矿石，翠绿如宝石，很早就引起人们的重视。已知：2FeSO4·7H2OFe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O。某研究性学习小组的同学用如图所示装置对绿矾进行焙烧，并检验其焙烧产物。请回答下列问题： (1)装置B的作用是______________。 (2)装置D可以观察到的实验现象是__________________。 (3)装置E的作用是除去多余的SO2，请写出该反应的离子方程式______________________________________。 (4)实验结束后，请设计一个实验方案，检验装置A中生成的固体产物(不考虑其他反应)________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)下列说法正确的是________(填标号)。 A．装置C的作用是检验SO3 B．为了让实验结果更准确，实验开始前应先通一段时间的N2，以排尽装置中的空气 C．实验操作的顺序为先组装装置，然后加入各种试剂，再检查气密性，最后点燃酒精喷灯开始实验 D.若要除去FeSO4溶液中混有的Fe2(SO4)3杂质，可向溶液中加入过量的铜粉，充分反应后，过滤即可 答案：(1)检验生成的水　(2)产生淡黄色沉淀 (3)SO2＋2OH－===SO＋H2O (4)取少量固体，溶于稀盐酸，向其中加入KSCN溶液，若溶液变为红色，则为Fe2O3 (5)AB 解析：由化学方程式2FeSO4·7H2OFe2O3＋SO3↑＋SO2↑＋14H2O可知，绿矾高温下分解生成SO3和SO2，装置B中装有无水硫酸铜，用来检验生成的水；装置C中装有BaCl2溶液，SO3和BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀，故装置C用来检验SO3；装置D中装有Na2S溶液，SO2和Na2S溶液反应生成硫单质，产生淡黄色沉淀，故装置D用来检验SO2；装置E中装有NaOH溶液，可以吸收尾气，防止污染空气。 (1)装置B的作用是检验生成的水。 (2)装置D中产生淡黄色沉淀。 (3)SO2和NaOH溶液反应生成Na2SO3和H2O，离子方程式为SO2＋2OH－===SO＋H2O。 (4)由化学方程式2FeSO4·7H2OFe2O3＋SO3↑＋SO2↑＋14H2O可知，装置A中生成的固体产物为Fe2O3，检验方案为取少量固体，溶于稀盐酸，向其中加入KSCN溶液，若溶液变为红色，则为Fe2O3。 (5)装置C的作用是检验SO3，A正确；实验开始前应先通一段时间的N2，以排尽装置中的空气，可以防止二氧化硫被空气中的氧气氧化，B正确；实验操作的顺序为组装装置、检查气密性、加入各种试剂、点燃酒精喷灯开始实验，C错误；要除去FeSO4溶液中混有的Fe2(SO4)3杂质，可向溶液中加入过量的铁粉，Fe2(SO4)3和铁粉反应生成FeSO4，充分反应后，过滤除去铁粉即可得到FeSO4溶液，若向溶液中加入过量的铜粉，Fe2(SO4)3和铜粉反应生成CuSO4和FeSO4，混入新杂质，D错误。 1．(2023·北京石景山区高一期末)下列物质中的硫元素不能表现出氧化性的是(　　) A．S B．Na2S C．SO2 D．H2SO4 B　解析：单质S中硫元素化合价为0，可以得到电子变为－2价，也可以失去电子变为＋4、＋6价，因此S既表现氧化性，又表现还原性，A不符合题意；在Na2S中S为－2价，是硫元素的最低化合价，只能失去电子变为较高价态，因此只有还原性，而没有氧化性，B符合题意；在SO2中S为＋4价，介于硫元素的最低－2价和最高＋6价之间，既可以得到电子变为低价态，也可以失去电子变为高价态，因此SO2既可表现氧化性，又可表现还原性，C不符合题意；在H2SO4中硫元素化合价为＋6，是硫元素的最高化合价，只能得到电子变为低价态，因此只有氧化性，而不具有还原性，D不符合题意。 2．查看葡萄酒标签上的成分信息时，常发现其成分中含有少量SO2。下列关于SO2的说法正确的是(　　) A．SO2具有还原性，不能用浓硫酸干燥 B．SO2不能作食品添加剂，不该添加到葡萄酒中 C．SO2具有还原性，少量的SO2可防止葡萄酒氧化变质 D．SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色，体现了它的漂白性 C　解析：二氧化硫和硫酸中硫元素是相邻价态，不能发生氧化还原反应，能用浓硫酸干燥SO2，A错误；葡萄酒中添加适量二氧化硫可以起到防腐、杀菌、抗氧化的作用，适量的二氧化硫对人体是无害的，可以添加到葡萄酒中，B错误；因为二氧化硫中硫元素为＋4价，有还原性，可以抗氧化，C正确；二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色体现了二氧化硫的还原性，不是漂白性，D错误。 3．下列溶液或用品中：①澄清石灰水；②H2S溶液；③酸性KMnO4溶液；④溴水；⑤品红溶液；⑥湿润的蓝色石蕊试纸。不能区别SO2和CO2气体的是(　　　　　) A．①⑥ B．①⑤ C．②③④⑤ D．②⑤ A　解析：SO2、CO2通入澄清石灰水中，均产生白色沉淀，气体过量时，溶液又变澄清，不能鉴别，①符合题意；SO2通入H2S溶液，产生黄色浑浊，CO2则不能，②不符合题意；SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，CO2则不能，③不符合题意；SO2通入溴水，发生反应：SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，溴水褪色，CO2则不能，④不符合题意；SO2能使品红溶液褪色，CO2则不能，⑤不符合题意；SO2、CO2都能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，但不褪色，不能鉴别，⑥符合题意。 4．(2024·安康高一期末)二氧化硫可用于杀菌消毒，也可作食品添加剂。下列物质的褪色原理与二氧化硫使溴水褪色原理相同的是(　　　　　) A．向硫酸铜溶液中加入NaOH溶液，硫酸铜溶液褪色 B．向含酚酞的氨水中加入过量硫酸，溶液红色消失 C．向品红溶液中通入二氧化硫，品红溶液褪色 D．向酸性高锰酸钾溶液中通入二氧化硫，高锰酸钾溶液褪色 D　解析：二氧化硫使溴水褪色是发生氧化还原反应：SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO，二氧化硫中硫元素化合价升高，体现了SO2的还原性。向硫酸铜溶液中加入NaOH溶液发生复分解反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀，溶液褪色，原理不同，A不符合题意；向含酚酞的氨水中加入过量硫酸，溶液红色消失，氨水和过量硫酸反应生成硫酸氢铵，使溶液的碱性降低而褪色，原理不同，B不符合题意；向品红溶液中通入二氧化硫，品红溶液褪色，体现二氧化硫具有漂白性，原理不同，C不符合题意；向酸性高锰酸钾溶液中通入二氧化硫，二氧化硫和高锰酸钾溶液发生氧化还原反应而褪色，原理相同，D符合题意。 5．(2024·浙江绍兴会稽联盟期中)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；请回答下列问题： (1)装置A中盛放亚硫酸钠固体的仪器名称是________。 (2)装置B中发生反应得到两种酸，请写出相应的离子方程式________________________________________________________________________。 (3)以上装置中的实验表现了SO2氧化性的是________(填标号)。 (4)装置F中NaOH溶液的作用是________________________________，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 (5)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：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)装置C中的实验现象是_________________________________________________。 答案：(1)圆底烧瓶 (2)SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Cl－ (3)D (4)吸收或除去多余的SO2 SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O (5)装置E中品红溶液褪色后用酒精灯加热试管，溶液重新变红色 (6)溶液褪色(或紫红色溶液褪色) 解析：(1)盛Na2SO3的仪器名称为圆底烧瓶。 (2)氯水具有强氧化性，将SO2氧化为硫酸：SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Cl－。 (3)SO2与H2S发生归中反应生成S单质，其中SO2为氧化剂。 (4)SO2是酸性氧化物，F中NaOH溶液吸收SO2防止污染空气，反应的化学方程式为SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。 (5)SO2漂白特点是不稳定，对漂白后的装置E加热，可恢复原色。 (6)酸性KMnO4溶液具有强氧化性，能够氧化SO2，溶液颜色逐渐变浅，直至褪色。 [课时梯级训练(1)见P153] 学科网（北京）股份有限公司 $$