内容正文:
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
课时1 硫和二氧化硫
小杨老师 15521324728
版权归属于微信公众号:杨sir化学
侵权必究
H2S
CaSO4∙2H2O
FeS2
SO3
SO2
H2SO3
H2SO4
CuFeS2
NaSO4∙10H2O
S
导入新知
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H2S
CaSO4∙2H2O
FeS2
SO3
SO2
H2SO3
H2SO4
CuFeS2
NaSO4∙10H2O
S
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侵权必究
环节2、知识精讲
硫是一种生命元素,组成某些蛋白质时离不开它, 这也正是煤、石油、天然气等化石燃料中经常含硫的原因。
存在于火山喷口或地壳的岩层里
游离态
一、硫
1、硫元素在自然界中的存在形式
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侵权必究
环节2、知识精讲
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
硫的化合态
自然界中化合态的硫主要以硫化物或硫酸盐形式存在。
硫铁(FeS2)
黄铜矿(CuFeS2)
石膏(CaSO4·2H2O)
芒硝(Na2SO4·10H2O)
+16
2
8
6
+16
2
8
8
易得两个电子
化合价:-2、0、+4、+6
位置
第三周期、第ⅥA族
结构
性质
非金属性:比氧元素、氯元素弱
2.原子结构
黄
难
微
易
硫黄
硫有多种同素异形体
硫单质——正交硫(S8)、斜方硫(S6)、单斜硫(S4)和弹性硫(S2)互为同素异形体。
S8
二、硫单质
1.物理性质
如何清洗试管内壁上附着的硫单质?
①与金属反应
Fe + S = FeS
△
硫化亚铁
(黑色沉淀)
2Cu + S = Cu2S
△
硫化亚铜
(黑色沉淀)
与铁反应
与铜反应
氧化性
3.化学性质
硫单质的氧化性较弱,表现在与变价金属反应时,一般只能生成低价态金属硫化物 (如FeS, Cu2S)。
2.如何比较S与Br2的氧化性强弱?
【思考交流】
1.对比Fe与S、Cl2的反应,思考S与Cl2的氧化性有何差异?
3.化学性质
②与非金属反应
H2 + S = H2S
△
O2 + S = SO2
点燃
S与O2反应时, O2过量与少量都是生成SO2
空气中:淡蓝色火焰
氧气中:蓝紫色火焰
还原性
无色有毒的气体,臭鸡蛋气味,水溶液为强还原性弱酸
3.化学性质
氧化性
2.查阅资料可知,试管壁上附着的硫还可用热的NaOH溶液洗涤。该反应是一个类似Cl2和NaOH反应的歧化反应。试写出该反应的化学方程式和离子方程式。
【思考交流】
Δ
1.如何洗涤试管壁上附着的硫?
可以用二硫化碳(CS2)
3.化学性质
既体现氧化性又体现还原性
物理方法:用CS2溶解;化学方法:用热的碱溶液
4.硫的用途
黑火药的成分为“一硫二硝三木炭”
(S + 2KNO3 + 3C = K2S + N2↑ + 3CO2↑ )
中国古代四大发明之“黑火药”
4.硫的用途
硫的用途很广,工业上制造硫酸、黑色火药、火柴,生产橡胶、农药等;医疗上制造硫磺软膏,医治皮肤病。
过渡
二氧化硫在葡萄酒、果汁中起杀菌、抗氧化、防腐的作用。
醒 酒
葡萄酒醒酒的目的:一是为了去除葡萄酒中的沉淀物,二是除掉葡萄酒中的二氧化硫,三是为了让葡萄酒充分与空气接触,发生氧化作用,使葡萄酒入口更柔顺。
根据物质分类推断, SO2属于 氧化物,可以和 、 、 反应
根据化合价推断,SO2的化合价处于中间价态,既有 性又有 性
2.化学性质
无
刺激性
大
易
氧化
还原
酸性
水
碱
碱性氧化物
1.物理性质
三、二氧化硫
试管内液面上升,SO2溶于水后的溶液,能使pH试纸变红。
现象
SO2易溶于水(大约为1:40);
SO2溶于水后的溶液显酸性。
结论
①SO2与水反应生成亚硫酸( H2SO3 )
可逆反应
同一条件,同时发生,
反应物产物共存
2.化学性质(酸性氧化物通性)
可逆反应
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。
注意:化学方程式中“ ”不用“===”
SO2+H2O H2SO3
2SO2+O2 2SO3
催化剂
思考2
判断下列反应是否为可逆反应:
2H2+O2=== 2H2O
点燃
3H2+N2 2NH3
高温、高压
催化剂
2NH3 3H2+N2
高温、高压
催化剂
通电
2H2O===2H2+O2
条件相同
条件不同
×
√
③与碱性氧化物反应(燃煤污染的治理,钙基固硫)
SO2 +CaO=CaSO3
②SO2与碱反应:
SO2(少量)+2NaOH = Na2SO3 + 2H2O 尾气吸收
SO2能使澄清石灰水先变浑浊后澄清
①SO2与水反应生成亚硫酸( H2SO3 )酸性:H2SO3>H2CO3
SO2少量:SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O
SO2过量:2SO2+Ca(OH)2=Ca(HSO3)2
2.化学性质(酸性氧化物通性)
S
0
强还原性
氧化性
失e-
得e-
S
+6
SO2
+4
①氧化性
SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O
【现象】将SO2通入H2S水溶液中,溶液变浑浊
与X2(卤素单质)反应:
SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX (X2:Cl2、Br2、I2)
2.化学性质(氧化还原)
②还原性
与氧气反应:
①加热
②催化剂(V2O5)
③可逆反应
SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX (X2:Cl2、Br2、I2)
SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl
向适量品红溶液中通入SO2气体, 观察溶液的颜色变化。然后加热试管,注意通风,再观察溶液的变化。
品红:有机化合物,一种常用的红色染料
2.化学性质(漂白性)
品红溶液褪色
SO2具有漂白性
无色溶液又恢复原来的红色
SO2的漂白是暂时性的
实验过程中可以闻到刺激性气味
向适量品红溶液中通入SO2气体, 观察溶液的颜色变化。然后加热试管,注意通风,再观察溶液的变化。
SO2
不稳定的无色物质(短暂性)
有色物质
加热
原理:漂白性:
2.化学性质(漂白性)
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
【思考交流】若将等物质的量的SO2和Cl2同时通入水中,再滴入品红溶液,品红溶液
会褪色吗?
SO2+Cl2+2H2O══H2SO4+2HCl
品红溶液不会褪色。
【思考交流】将SO2通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液紫红色褪去,体现了SO2的
什么性质?加热溶液,能否恢复紫红色?
二氧化硫与高锰酸钾发生氧化还原反应,体现了二氧化硫的还原性。
加热溶液不会恢复紫红色。
2.化学性质(漂白性)
漂白剂具有强氧化性,因
与有色物质发生氧化还原
反应而使其褪色
漂白剂与某些有色物质结合
生成无色物质而使其褪色
某些固体物质具有疏松多孔
的结构,能吸附有色物质
褪色后不会
恢复原色
一定条件下发
生分解,复色
处理后可重
复使用
化学变化
化学变化
物理变化
HClO
H2O2
O3
SO2
活性炭
能
不能
【常见漂白剂对比】
氧化性
还原性
还原性
水溶液呈酸性
漂白性
还原性
酸性氧化物通性
1.指出下列反应或现象中,SO2所体现的性质:
(1) SO2+2H2S=3S+2H2O
(2)SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4
(3)SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色
(4)SO2使紫色石蕊试液变红色
(5)SO2使品红溶液褪色
(6)SO2能使氢氧化钠的酚酞溶液褪色
(7)SO2能使碘的淀粉溶液褪色
【课堂练习】
【课堂练习】
首 先 ,SO₂ 和BaCl₂反应吗?
不能,弱酸不能制强酸
令人秃头
SO₂+H₂O+BaCl₂=BaSO₃↓+2HCl
HCl: 神马?当我不存在? 我偏要白色沉淀!
NH₃ 、Ba(OH)₂ ….
最终沉淀:BaSO₃↓
方案1:改造环境SO₂+BaCl₂+
方案2:改造自己SO₂+BaCl₂+
Cl₂ 、H₂O₂ 、HNO₃ 、Ba(NO₃)₂ …
最终沉淀:BaSO₄
3.实验室制备
Na2SO3固体与硫酸混合制取SO2
注意事项:浓硫酸最适宜选用70%,太浓无法电离出H+,不能反应,太稀SO2溶解在溶液中,导致SO2产量低。
SO2和CO2鉴别方法
(1)品红溶液:二氧化硫能使品红溶液褪色。
(2)氢硫酸:2H2S+SO2══2H2O+3S↓,溶液中出现浑浊的是二氧化硫。
(3)酸性高锰酸钾溶液/溴水:二氧化硫能使酸性高锰酸钾,溴水溶液褪色。
(4)闻气味,有刺激性气味的是二氧化硫
【拓展提升】
注意:不能用澄清石灰水检验
⭐⭐⭐考点突破:SO2和CO2的除杂与检验
1、除去CO2中混有的少量SO2杂质:将气体通入饱和NaHCO3溶液
1)通入饱和 NaHCO3 溶液SO2+2NaHCO3==Na2SO3+H2O+2CO2+SO2
2)通入酸性高锰酸钾、氯水、溴水、碘水等溶液
杀菌消毒
作食物和干果的防腐剂(食品添加剂)
可以漂白白纸浆、毛、丝、 草编制品等
制造硫酸
4.用途
酸雨的成因
(二氧化硫在葡萄酒果汁中可以起着杀菌、抗氧化防腐的作用)
用硫熏蒸的草帽、银耳
思考1:先检验SO2还是CO2?
思考2:用什么检验SO2?
思考3:用什么检验CO2?检验CO2前需要做什么?
品红
澄清石灰水;确认SO2已除尽
SO2
⭐⭐⭐考点突破:SO2和CO2的除杂与检验
SO3+Ca(OH)2 === CaSO4↓+H2O
(1)物理性质:SO3的熔点16.8 ℃,沸点44.8 ℃,
在常温下为无色透明状液体,在标准状态下SO3为固态。
(2)化学性质——酸性氧化物的通性:
注意:不能说在标准状态下1mol SO3 所占的体积为 22.4L
①与H2O反应:
SO3+H2O === H2SO4
②与CaO反应:
SO3+CaO === CaSO4
③与Ca(OH)2溶液反应:
(放出大量热)
SO3的性质
(1)物理性质:硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体,溶于水即得到氢硫酸。
②还原性:
SO2+2H2S == 3S↓ + 2H2O
2FeCl3+H2S == 2FeCl2+S↓+2HCl
H2S ⇌ H++ HS-
HS- ⇌ H++ S2-
(2)化学性质:
①弱酸性:
氢硫酸是一种二元弱酸,具有酸的通性。
SO2通入氢硫酸H2S中:
H2S通入FeCl3溶液:
H2S+2NaOH == Na2S+2H2O
被SO2、O2、Cl2、Fe3+等氧化
H2S的性质
某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3+、I2。
(1)通入足量SO2后,装置B中的现象是______________,装置C的作用是___________。
(2)该小组同学认为SO2与FeCl3溶液发生的是氧化还原反应。写出为SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式:____________________。
(3)铬是环境中的一种主要污染物,可以用焦亚硫酸钠(Na2S2O5)处理含铬酸性废水(含有CrO42-),利用氧化还原反应,将六价铬还原为三价铬,S2O52-被氧化为SO42-,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。
【课堂练习】
Lavf58.46.101
Lavf58.29.100
Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.45
Lavf57.71.100
Packed by Bilibili XCoder v2.0.2
Lavf56.40.101
Packed by Bilibili XCoder v2.0.2
Lavf58.28.100
$