内容正文:
第3章 物质的性质与转化
第2节 硫的转化
二氧化硫
自律者出众; 懒散者出局!!!
一、实验室里研究不同价态硫元素间的转化
提出问题:含有硫元素的物质在自然界中依靠大自然的作用进行相互转化。那么,在实验室中怎样实现这些物质间的转化呢?
实验目的:选取含有硫元素的物质,通过实验探究0、+4、+6这三种价态硫元素之间的相互转化。
实验用品:SO2水溶液,Na2SO3溶液,浓硫酸,Na2S溶液,稀硫酸,NaOH溶液,酸性KMnO4溶液,氯水,KI溶液,淀粉溶液,品红溶液,铜片;
酒精灯,玻璃管,橡胶塞,导气管,试管夹,试管,胶头滴管,铁架台等。
实验方案设计及实施
预期转化 选取试剂 实验现象 结论及化学方程式
SO2→H2SO4
(或SO32-
→SO42- ) 酸性KMnO4溶液
___________ 酸性KMnO4溶液能 SO2
氯水____________ 氯水能 SO2
思考:如果黄绿色褪去不明显,如何检验反应是否发生了?
淡黄绿色褪去
氧化
紫红色褪去
氧化
取少量溶液与小试管中,滴加BaCl2溶液产生白色沉淀,证明有SO2被氧化生成SO42- 。
5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2+ +5SO42-+4H+
SO2+ Cl2/Br2 + 2H2O = 2Cl- + SO42- +4H+
探究一
现象 结论
预期转化 试剂及操作 实验现象 实验结论
SO2→S
(或 SO32- →S) 生成 沉淀 SO2被Na2S 生成______
生成 沉淀 Na2SO3被Na2S还原生成_______
淡黄色
还原
单质硫
淡黄色
单质硫
2S2- + SO32- + 6H+ = 3S↓ +3H2O
SO32-与S2-在酸性条件下不共存,生成硫沉淀。
探究二
H2SO4→SO2
Cu片 产生 ,品红溶液______ 浓硫酸能被铜____生成_____
逐渐溶解
气体
褪色
还原
SO2
SO2的检验——品红溶液
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
探究三
归纳总结、实验室里研究不同价态硫元素之间的转化
硫单质及其化合物之间的转化规律
(1)邻位价态原则
当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态,即台阶式升降,如
(2)相邻价态的粒子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。
(3)归中规律
当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如2H2S+SO2=3S↓+2H2O,2Na2S+Na2SO3+3H2SO4=3Na2SO4+3S↓+3H2O。
(一)二氧化硫物理性质:无色,有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化(沸点是-10 oC),易溶于水(常温常压下一体积水能溶解40体积的二氧化硫).
二、二氧化硫的性质及用途
(二)SO2化学性质
1、具有酸性氧化物的通性
(1)、与H2O反应:
(2)、与碱反应
(3)、与碱性氧化物反应:
实验室制取SO2 ,可选择碱液
吸收尾气,防止空气污染。
SO2+H2O H 2SO3(亚硫酸)
SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O (SO2少量)
SO2+NaOH=NaHSO3 (SO2过量)
SO2+Na2O=Na2SO3 SO2 +CaO==CaSO3
SO2溶于水,所得溶液中有哪些微粒?硫元素存在于哪几种微粒中?
H2O、 SO2、H2SO3、
HSO3-、SO32-、H+、OH-。
【思考】已知SO2与澄清石灰水反应,有与CO2类似的现象。
试判断SO2通入澄清石灰水直至过量有何现象,并写出反应方程式
思考2:能否用澄清石灰水鉴别CO2还有SO2?
不能,二者现象相同。
④与盐反应(与Na2SO3溶液反应)
Na2SO3+SO2+H2O =2NaHSO3
2、具有较强还原性
(1)催化氧化: 2SO2+O2 2SO3
SO3是一种无色固体,熔点(16.8。C),沸点(44.8。C),SO3与H2O反应生成H2SO4,同时放出大量的热。
(2)卤水褪色:SO2可以使氯水、溴水、碘水褪色。
(3)可以使酸性高锰酸钾溶液退色:
(4)能够使铁盐变色(FeCl3)
工业上常用这两个反应制造硫酸。
1.在相同条件下能同时向正反两个方向进行的反应称为可逆反应。2.在可逆反应中,用“ ”代替“=”。
SO2可被X2(Cl2、Br2、I2)、MnO4- (H+) 、Cr2O72- (H+)、 NO3-(H+) 、 Fe3+、H2O2 等氧化剂氧化为SO42- 。
5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+
SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl
已知稀硝酸被还原为NO、浓硝酸被还原为NO2
(6)SO2通入BaCl2溶液中,有何现象?通入Ba(NO3)2溶液中呢?
SO2+ 2H2S = 3S↓ +2H2O
3、具有弱氧化性
+4 -2 0
4、具有漂白性——能使品红褪色
它能与有色色素结合成不稳定的无色物质而具有漂白性. ---加热可恢复颜色并释放出二氧化硫.它可以用来漂白纸浆、毛、丝、草编制品等。
【特别提醒】①SO2虽具有漂白性,但不能漂白石蕊溶液。将SO2通入紫色石蕊溶液中,溶液只变红不褪色。
检验:将气体通入品红溶液中,如果品红退色,加热恢复红色,则证明为二氧化硫气体.
②SO2和氧化性漂白剂混合,溶液的漂白性减弱。如将,在溶液中发生反应:SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,从而失去漂白能力。
SO2具有漂白性,氯气(H2O)也有漂白性,等物质的量的SO2和Cl2相混合后漂白性增强吗?
利用这一原理可以检验SO2的存在
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漂白原理的分类比较
归纳拓展
类型 氧化型 加合型 吸附型
原理 漂白剂本身是强氧化剂,将有色物质氧化,使有色物质变为无色物质 漂白剂与有机色质结合生成新的无色物质 固体物质疏松多
孔,具有较大的表面积,可以吸附有色物质而褪色
特点 不可逆 可逆 部分吸附剂可重复使用
常用的化学物质 HClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2等 SO2或H2SO3 活性炭
适用
场合 主要适用于漂白纺织品 常用于漂白纸张、纺织品等 吸附色素、有毒气体或微粒
央视记者暗访福建古田银耳变白内幕
又到了进补的季节,白色的银耳成了人们餐桌上一道佳品。但中央电视台《生活》节目组的记者在福建、桂林和北京的一些市场发现,一些看起来非常白而又鲜亮诱人的银耳竟是经过特殊工序处理的。
“黄”银耳是怎样“变”成“雪白雪白”的呢?
银耳本身为淡黄色,有一种雪耳,颜色洁白如雪,其制作过程是:将银耳放在塑料棚内,在棚一端支个小锅,锅内放硫磺,加热使其熔化并燃烧,两天左右,雪耳就制成了,雪耳炖不烂,且对人有害,制作雪耳利用的是SO2的漂白性
三、SO2用途
漂白剂
防腐剂
抗氧化剂
食品添加剂
二氧化硫是一种食品添加剂。
《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》规定了二氧化硫作为漂白剂、防腐剂、抗氧化剂的适用范围、使用限量和残留量。
四、SO2实验室制法
(1)常用反应:
Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑
(2)净化:用浓硫酸或无水氯化钙除水蒸气
(3)收集:
(4)尾气:注意防倒吸①酸性气体:
②还原性气体:
①排气法:向上排空气法②排液法:排饱和NaHSO3溶液法
一般用NaOH溶液吸收 SO2+2OH - (足量)=SO32-+H2O
一般用酸性高锰酸钾溶液吸收
(1)向H2S溶液中通入SO2气体,生成淡黄色沉淀,说明SO2有还原性( )
(2)SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性( )
(3)H2S和SO2都具有较强的还原性,故都不能用浓硫酸干燥( )
(4)将SO2通入品红溶液中,溶液褪色,加热后无变化( )
(5)湿润的SO2和Cl2都有漂白性,如果将二者混合,则漂白性会增强( )
(6)SO2和CO2性质相似,通入BaCl2溶液中,都会产生白色沉淀( )
×
√
×
×
×
×
随堂训练
1、判断正误:
归纳总结
CO2与SO2的分析
①气味:有刺激性气味的气体是SO2,无气味的是CO2。
②溶解性:同温同压下,将两种气体充满相同的试管,分别倒置于水槽中,试管内进水多的是SO2。
1.除去CO2中SO2
①酸性高锰酸钾溶液、氯水、溴水等
②饱和碳酸氢钠溶液
还原性
酸性:H2SO3>H2CO3
2.SO2和CO2的鉴别
(1)物理方法
①品红溶液
SO2的漂白性
SO2的还原性
SO2的氧化性
2H2S+SO2=3S↓+2H2O
2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++4H++ SO42-
SO2的还原性
使溶液棕黄色变成浅绿色的是SO2
SO2的还原性
产生白色沉淀的是SO2
2NO3- +3SO2+2H2O=2NO↑+4H++3SO42-
Ba2+ + SO42- = BaSO4↓
思考:SO2、CO2能否与BaCl2或CaCl2反应?
(2)化学方法
⑤Ba(NO3)2溶液
②氢硫酸(H2S)溶液
③氯水、溴水或酸性高锰酸钾溶液
④FeCl3溶液
3.检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2混合气体
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
可合并为一个装置,用过量的酸性KMnO4溶液,现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅,但不褪成无色。
1.下列说法不正确的是( )。 A.从性质的角度分类,SO2属于酸性氧化物 B.从元素化合价的角度分类,SO2即可作氧化剂又可作还原剂 C.从在水中是否发生电离的角度,SO2属于电解质 D.从对大气及环境影响的角度,SO2是一种大气污染物
2.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
3.(2017·海南高考)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
4.下列物质均有漂白作用,但其中一种的漂白原理与其它三种不同的是( )。
A.HClO B.SO2 C.O3 D.H2O2
5.(双选)将SO2与H2S气体在集气瓶中混合,下列说法正确的是( )。
A.集气瓶内壁上有淡黄色固体生成
B.反应中SO2作氧化剂
C.反应的SO2与H2S的物质的量之比为2∶1
D.氧化产物与还原产物质量比为1∶1
6.某同学把SO2通入如图所示装置,以探究SO2的性质。下列说法不正确的是( )。
A.若X溶液为紫色石蕊试液,则石蕊试液变红B.若X溶液为酸性高锰酸钾溶液,褪色后的溶液中含有SO42-C.若X溶液为H2S溶液,则溶液中会有淡黄色沉淀生成D.若X溶液为品红溶液,溶液褪色的原因是SO2具有还原性
7.下列说法正确的是( )
B
A.因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、溴水、酸性KMnO4溶液、石蕊试
液褪色
B.能使品红溶液褪色的不一定是SO2
C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同
D.盐酸能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,所以盐酸也有漂白性
8. Cl2和SO2都具有漂白作用,能使品红溶液褪色。若将等物质的量的Cl2、SO2混合后再通入品红与BaCl2的混合溶液,能观察到的现象是( )
①溶液很快褪色 ②溶液不褪色 ③出现沉淀 ④不出现沉淀
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
C
SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl
C
9.下列化学实验中,能证明某种中学常见气体为SO2的是( )
①能使澄清的石灰水变浑浊 ②能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ③既能使品红溶液褪色又能使澄清的石灰水变浑浊 ④将其通入足量的NaOH溶液中,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,该沉淀溶于稀盐酸 ⑤通入溴水,能使溴水褪色,再滴加Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀产生。
A.都能证明 B.都不能证明
C.③⑤都能证明 D.只有⑤能证明
11. 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.先通过足量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
C
10.下列溶液中,不能鉴别CO2、SO2气体的是( )
①石灰水 ②H2S水溶液 ③酸性KMnO4溶液 ④溴水 ⑤氯水 ⑥品红溶液
A.①⑤ B.②③④⑤⑥
C.只有① D.③④
C
12.关于SO2的叙述中,不正确的是( )
A.SO2在有的反应中显示氧化性,有的反应中显示还原性
B.SO2是酸性氧化物,溶于水生成亚硫酸
C.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,说明SO2具有漂白性
D.SO2气体通入品红溶液中,溶液褪色
13.现有混有少量SO2杂质的CO2气体,请选用适当的实验装置,收集纯净干燥的CO2气体。
(1)要达到实验目的,按气流从左到右通入,各接口连接顺序正确的是________(填字母,下同)。
A.dcabh B.efabg C.feabg
B
(2)本实验除去SO2的原理是利用SO2的________。 A.氧化性 B.漂白性 C.还原性 D.酸性
C
(3)SO2与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式是_______________________________________________________。
5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+
(4)含硫物质的连续氧化规律
①H2SSO2SO3H2SO4
②SSO2SO3H2SO4
Lavf57.58.101
Lavf57.83.100
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