内容正文:
第一节 硫及其化合物
第1课时 硫与二氧化硫
课程标准
核心素养
1.认识硫元素在物质中具有不同价态,可通过氧化还原反应实现含有不同价态硫元素的物质的相互转化
2.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解硫、二氧化硫的主要性质,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响
3.能说明二氧化硫的应用对环境的影响
①宏观辨识与
微观探析
能从物质类别和元素化合价的角度,预测硫、SO2的性质及转化
②科学探究与
创新意识
能根据教材中给出的有关硫、SO2的性质,设计简单的实验方案,完成操作,观察现象,对实验现象作出解释
③科学态度与
社会责任
能主动关心与环境保护,资源综合利用等有关的社会热点问题,形成与环境和谐共处,合理利用自然资源的观念
一、硫
1.物理性质
俗称
颜色
状态
硬度
溶解性
水
酒精
CS2
硫黄
黄
色晶体
质 脆 ,易
研成粉末
不 溶
微 溶
易 溶
2.化学性质
硫的化学性质比较活泼,能与许多金属单质及非金属单质发生化学反应。如:
3.用途:硫主要用于制造硫酸、化肥、火柴及杀虫剂等,还用于制造黑火药、烟花爆竹等。
二、二氧化硫
1.物理性质
颜色
状态
气味
毒性
密度
溶解性
无 色
气体
刺激性
气味
有毒
比空气
大
易 溶于水
(1∶40)
2.化学性质
(1)实验探究
实验
操作
实验
现象
试管中液面上升
pH试纸
变红
振荡后 溶液红色褪去 ,再加热溶液 恢复红色
结论
SO2易溶
于水
SO2的水溶液显酸性
SO2具有漂白性,但生成的无色物质不稳定
(2)可逆反应
①正反应:向 生成物 方向进行的反应:
②逆反应:向 反应物 方向进行的反应;
③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。
(3)SO2的“4种性质”
3.用途
制硫酸、漂白剂(漂白纸浆、毛、丝等)、杀菌消毒、食品添加剂。
常见漂白剂的漂白原理
1.二氧化硫的漂白性
(1)SO2的漂白性是指SO2与某些有机色质结合生成一种不稳定的无色物质,在光照、加热等条件下会恢复原色。如将SO2通入到品红溶液中溶液褪色,加热至沸腾,溶液又恢复红色。
(2)SO2的漂白性有一定的选择性,如SO2不能漂白石蕊、酚酞等酸碱指示剂,将SO2通入到石蕊试液中,只能观察到溶液变红,而不能褪色;将SO2通入到滴加酚酞的NaOH溶液中,溶液变为无色,原因是SO2是酸性氧化物,与NaOH反应而使溶液变为无色,验证的方法是向褪色后的溶液中再加入过量的NaOH溶液,溶液仍能变红。
(3)将SO2通入到溴水、氯水、酸性KMnO4溶液中溶液褪色,不是SO2的漂白性,而体现了SO2的还原性。
(4)氯水和SO2均有漂白作用,但若将等物质的量的SO2和Cl2通入水中,溶液却没有漂白性了,原因是发生反应:SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4,生成的HCl和H2SO4均没有漂白性。
2.各类漂白剂的漂白原理比较
类型
原理
特点
实例
氧
化
型
漂白剂具有强氧化性,能将有机色质氧化为无色物质
不可逆
HClO、
Na2O2、
H2O2等
加
合
型
漂白剂与某些有机色质结合生成一种不稳定的无色物质
可逆
SO2
吸
附
型
疏松、多孔、有较大的表面积,能吸附某些有色物质
部分吸附
剂可重
复使用
活性炭、胶体
[典例示范]
[典例1] 氯气和二氧化硫都具有漂白作用,能使品红溶液褪色。若将等物质的量的Cl2和SO2混合后再通入品红和BaCl2的混合溶液中,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
[思路点拨] 二氧化硫具有漂白作用,能使品红溶液褪色,其作用机理是二氧化硫与有色物质结合生成了不稳定的无色物质。故加热时又显红色,是无色物质又分解为原来的物质的缘故。
解析:C
[方法技巧] SO2具有漂白性,同时具有还原性,遇较强氧化剂时会被氧化而失去漂白性;Cl2溶于水会与水反应生成HClO,HClO具有强氧化性,可将有色物质氧化为无色物质,故二者单独使用时都可表现其漂白性,但当二者等物质的量混合后再通入溶液中,因二者发生氧化还原反应失去漂白性作用,且二者漂白原理不同。
[学以致用]
1.下列说法正确的是( )
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、石蕊溶液褪色
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
解析:B [SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2具有还原性,能使品红溶液褪色是因为SO2具有漂白性,SO2不能使指示剂褪色,A选项错误;Cl2也能使品红溶液褪色,B项正确;C选项错误,因为这些漂白剂的漂白原理不相同;D选项错误,溶液褪色的原因是盐酸中和NaOH溶液使碱性变弱,并不是盐酸具有漂白性。]
SO2与CO2的比较
SO2
CO2
物理性质
气味
有刺激性气味
无味
毒性
有毒
无毒
溶解性
易溶
(体积比1∶40)
可溶
(体积比1∶1)
化
学
性
质
与水的
反应
SO2+H2O
H2SO3
CO2+H2O
H2CO3
与碱的
反应
SO2气体通入澄清的石灰水中,先生成沉淀,当气体过量时沉淀又溶解:
Ca(OH)2+SO2===CaSO3↓
+H2O
CaSO3+SO2+H2O===
Ca(HSO3)2
CO2气体通入澄清的石灰水中,先生成沉淀,当气体过量时沉淀又溶解:
Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓
+H2O
CaCO3+CO2+H2O===
Ca(HCO3)2
弱氧
化性
SO2+2H2S===3S↓+2H2O
CO2+
C2CO
化
学
性
质
还原性
2SO2+O2
2SO3
二氧化硫能被酸性高锰酸钾、氯水、溴水、碘水等氧化剂氧化。X2+SO2+2H2O===
H2SO4+2HX(X-Cl、Br、I)
无
漂白性
有,产物不稳定
无
对环境
的影响
形成酸雨
引起温室效应
鉴别
①利用二氧化硫的还原性,看是否使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色鉴别;
②利用二氧化硫的漂白性,用品红溶液鉴别
[典例示范]
[典例2] 检验CO2中是否混有SO2气体,可采用的方法是( )
A.通过品红溶液,若品红溶液褪色,则说明混有SO2气体
B.通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有SO2气体
C.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有SO2气体
D.先通过酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水,若变浑浊,则说明混有SO2气体
[思路点拨] 检验CO2中的SO2应选用SO2的漂白性、还原性。
解析:A [B项,CO2、SO2都能使澄清石灰水变浑浊,B错。C项,SO2、CO2都能被碱液吸收,C错。D项,KMnO4氧化的是SO2,而不是CO2。]
[规律方法] SO2与CO2的鉴别、净化及检验方法
(1)鉴别CO2和SO2
①利用二氧化硫的还原性,用酸性高锰酸钾溶液鉴别;
②利用二氧化硫的漂白性,用品红溶液鉴别。
(2)验证混合气体中含有CO2、SO2的方法:
验证SO2与CO2混合气体中各成分,需经过以下流程:
其中,A瓶用来验证是否有SO2,B瓶用来除去SO2气体,C瓶用来检验SO2是否除净,D装置是用来检验CO2是否存在,能确认混合气体中含有SO2、CO2的现象是A瓶中溶液褪色,B瓶中溶液紫红色变浅,C瓶中溶液不变色,D烧杯中溶液变浑浊。
[学以致用]
2.下列溶液中,不能鉴别CO2、SO2气体的是( )
①石灰水 ②稀硝酸 ③KMnO4溶液 ④溴水
⑤酸化的Ba(NO3)2溶液 ⑥品红溶液
A.①⑤ B.②③④⑤⑥
C.只有① D.③④
解析:C [SO2和CO2都是酸性气体,都能使澄清的石灰水变浑浊,但SO2气体具有漂白性、还原性和氧化性,②⑤中通入SO2有遇空气变红棕色的气体生成且⑤中还有白色沉淀生成,所以只有①不能鉴别二者。]
1.下列说法不正确的是( )
A.硫是一种淡黄色能溶于水的固体
B.硫的化合物常存在于火山喷出的气体中和地下水里
C.硫是黑火药的主要成分
D.一些动、植物体内也含有硫元素
答案:A
2.下列说法中不正确的是( )
A.SO2和CO2均有毒
B.SO2和CO2均能和澄清石灰水反应,并有白色沉淀生成
C.SO2具有漂白性,但遇石蕊溶液却不能将之漂白
D.SO2和Cl2均能使品红溶液褪色
答案:A
3.能证明SO2具有漂白性的是( )
A.酸性KMnO4溶液中通入SO2气体后紫红色消失
B.滴有酚酞的NaOH溶液中通入SO2气体后红色消失
C.品红溶液中通入SO2气体后红色消失
D.溴水中通入SO2气体后橙色消失
答案:C
4.下列说法正确的是( )
A.SO2具有漂白性,能使品红溶液和酸性KMnO4溶液褪色且常作食品的漂白剂
B.活性炭、胶体、H2O2、O3等都有漂白性
C.氯气具有漂白性
D.Na2O2也有漂白性,其漂白原理和SO2相似
解析:B [SO2使酸性KMnO4溶液褪色是因为其具有还原性而不是漂白性,且SO2有毒,不能用于食品漂白,A错误;活性炭、胶体具有吸附性,能吸附色素,H2O2、O3、Na2O2等有强氧化性,能氧化色素物质,B正确,D错误;氯气没有漂白性,C错误。]
5.浓硫酸和木炭在加热时发生反应的化学方程式是2H2SO4(浓)+CCO2↑+2H2O+2SO2↑。用如图所示各装置设计一个实验,验证浓硫酸与木炭在加热条件下反应产生的各种产物。
(1)这些装置的连接顺序(按产物气流从左到右的方向)是 ______ → ________ → ________ → ________ (填装置的序号)。
(2)装置②中要检验产物中有水蒸气,则放入的药品是 ________ ;装置③中要检验产物中有二氧化碳气体,则放入的药品是 ______________ ;实验时可观察到装置①中A瓶的溶液褪色,C瓶的溶液不褪色,A瓶溶液的作用是____________________________,
B瓶溶液的作用是__________________________________________________,
C瓶溶液的作用是_________________________________________________________。
解析:(1)浓硫酸与木炭共热生成CO2、SO2和H2O,应先检验水蒸气的存在,因为在验证二氧化碳、二氧化硫的存在时都需通过溶液,会带出水蒸气;二氧化碳、二氧化硫都能使澄清的石灰水变浑浊,所以不能先通过澄清的石灰水来检验二氧化碳的存在,应先检验二氧化硫的存在并除去二氧化硫后再检验二氧化碳的存在。故检验流程为检验水蒸气→检验并除尽二氧化硫→检验二氧化碳。
(2)检验水蒸气用无水硫酸铜、白色固体遇水变蓝则装置②中要检验产物中有水蒸气,则放入的药品是无水硫酸铜粉末;装置③中要检验产物中有二氧化碳气体,二氧化碳的检验方法为通入澄清的石灰水,使澄清的石灰水变浑浊,则放入的药品是澄清石灰水;实验时可观察到装置①中A瓶的溶液褪色,C瓶的溶液不褪色,因此装置A中盛有红色的品红溶液来检验二氧化硫;二氧化硫影响二氧化碳的检验,因此检验二氧化碳前先除尽二氧化硫,装置B中盛有的酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫,而不除去二氧化碳,装置C中的红色的品红溶液是用来证明SO2气体已完全除尽的。
答案:(1)④ ② ① ③ (2)无水硫酸铜粉末 澄清石灰水 检验二氧化硫的存在 除去气体中的SO2 证明SO2气体已完全除尽
一、单项选择题
1.下列说法正确的是( )
A.硫质脆,微溶于酒精和二硫化碳
B.硫与氢气反应,体现了硫的还原性
C.硫与铁粉和铜粉分别反应,都可生成二价金属硫化物
D.从硫的化合价角度分析,单质硫既具有氧化性又具有还原性
答案:D
2.下列溶液中能够区别SO2和CO2的是( )
①石灰水 ②H2S溶液 ③KMnO4溶液 ④氯水
⑤品红溶液
A.①②③ B.②③④
C.除①以外 D.全部
解析:C [SO2和CO2都属于酸性氧化物,他们都能与石灰水反应生成不溶性的盐,出现白色沉淀,气体过量时沉淀都会溶解生成酸式盐,所以不能用石灰水来区别;SO2能将H2S氧化成硫单质,能看到黄色沉淀生成,而CO2不能;SO2能被KMnO4溶液和氯水氧化,从而使溶液褪色,且SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,而CO2没有这些性质。所以可用②③④⑤来区别SO2和CO2。]
3.下列有关硫的性质的叙述正确的是( )
A.淡黄色晶体,不溶于水,易溶于酒精
B.质脆易粉碎,易溶于二硫化碳,加热易熔化
C.既有氧化性又有还原性,硫与铁粉和铜粉分别反应,都可生成二价金属硫化物
D.硫在空气中燃烧的产物是SO2,在氧气中燃烧的产物是SO3
解析:B [硫不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,A错,B正确;硫既有氧化性又有还原性,与Fe、Cu粉反应时均生成低价硫化物,Fe+SFeS,2Cu+SCu2S,C错;硫不论在空气中还是在氧气中燃烧产物均是SO2,D错。]
4.下列对SO2的性质描述不正确的是( )
A.无色、有刺激性气味的气体
B.和水反应生成硫酸
C.能使品红溶液褪色
D.有还原性,能被氧气氧化
解析:B [A.二氧化硫是无色、有刺激性气味的气体,A正确;B.二氧化硫和水反应生成亚硫酸,三氧化硫和水反应生成硫酸,B错误;C.二氧化硫有漂白性,能使品红溶液褪色,C正确;D.二氧化硫具有还原性,能被氧气氧化生成三氧化硫,D正确,答案选B。]
5.下列现象说明SO2具有还原性的是( )
A.SO2通入品红溶液中使之褪色
B.SO2通入石蕊溶液,溶液变为红色
C.SO2通入溴水中使之褪色
D.SO2通入饱和H2S溶液中析出浅黄色沉淀
解析:C [A.二氧化硫具有漂白性,通入品红溶液中使之褪色,A错误;B.二氧化硫与水反应生成H2SO3,酸能使石蕊试液变红,说明SO2的水溶液具有酸性,B错误;C.二氧化硫被溴水氧化,表现还原性,C正确;D.二氧化硫和硫化氢反应生成硫和水,表现氧化性,D错误。]
6.下列反应中,能说明SO2是酸性氧化物的是( )
A.SO2+H2O2===H2SO4
B.SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O
C.SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl
D.SO2+2H2S===3S↓+2H2O
解析:B [A.SO2被氧化,仅起到还原剂作用,A错误;B.SO2与碱反应生成盐和水,体现了SO2的酸性性质,B正确;C.反应中SO2被氧化,仅起到还原剂作用,C错误;D.反应中SO2被还原,仅起到氧化剂作用,D错误。故选择B。]
7.下面是四位同学为验证某无色气体为SO2而进行的实验设计,其中能够充分说明该气体是SO2的是( )
①甲同学将气体通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色,再滴入BaCl2溶液,出现白色沉淀 ②乙同学用湿润的蓝色石蕊试纸检验该气体,试纸变红
③丙同学将气体通入品红溶液,溶液褪色,加热后又恢复红色
④丁同学将气体通入溴水中,溴水褪色,再滴加酸化的氯化钡溶液有白色沉淀生成
A.①②③④ B.①③④
C.③④ D.②③④
解析:B [①甲同学将气体通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色,说明该气体为还原性气体;再滴入BaCl2溶液,出现白色沉淀,说明该气体为SO2;②乙同学用湿润的蓝色石蕊试纸检验该气体,试纸变红,说明该气体为酸性气体,而酸性气体不只是SO2,还可能是HCl等;③丙同学将气体通入品红溶液,溶液褪色,加热后又恢复红色,使品红溶液褪色且加热后又恢复红色的气体一定是SO2;④丁同学将气体通入溴水中,溴水褪色,说明该气体与溴发生氧化还原反应,再滴加酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成,说明该气体一定是SO2,被溴氧化为SO,SO与Ba2+反应产生白色沉淀。]
二、不定项选择题
8.SO2有毒,但葡萄酒里都含有SO2,起保鲜、杀菌和抗氧化作用,下列说法不正确的是( )
A.葡萄酒中的SO2对人体无害,所以不必控制其含量多少
B.葡萄酒中的SO2具有抗氧化作用,是因为它具有较强的还原性
C.从红葡萄酒的颜色判断,其中的SO2没有漂白性
D.葡萄酒倒入酒杯摇一摇,可以减少其中SO2的含量
解析:AC [A.SO2有毒,但是含量在国家规定范围内对人体无害,通常用作葡萄酒杀菌,故A错误;B.二氧化硫具有还原性,具有抗氧化作用,故B正确;C.二氧化硫漂白具有专一性,不能漂白红葡萄酒,故C错误;D.葡萄酒倒入酒杯摇一摇,压强减小,气体溶解度减小,故D正确;故选AC。]
9.下图利用培养皿探究SO2的性质。实验时向Na2SO3固体上滴加几滴较浓的硫酸,立即将另一表面皿扣在上面。(已知:Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑)
下表中对实验现象的描述或所做的解释不正确的是( )
选项
实验现象
解释
A
BaCl2溶液变浑浊
SO2与BaCl2溶液反应产生了BaSO3沉淀
B
Na2S溶液变浑浊
SO2与Na2S溶液反应产生了S沉淀
C
酸性KMnO4溶液褪色
SO2具有漂白性
D
品红溶液褪色
SO2具有漂白性
答案:AC
10.下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A.向澄清石灰水中通入少量SO2气体:Ca2++SO2===CaSO3↓
B.过量SO2气体通入氢氧化钠溶液中:SO2+OH-===HSO
C.SO2气体通入溴水中:SO2+Br2+H2O===2H++2Br-+SO
D.H2S溶液中通入氯气:S2-+Cl2===S↓+2Cl-
解析:B [向澄清石灰水中通入少量SO2气体,发生反应的化学方程式为SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O,对应的离子方程式为Ca2++2OH-+SO2===CaSO3↓+H2O,A项不正确;过量SO2气体通入氢氧化钠溶液中,发生反应的化学方程式为SO2+NaOH===NaHSO3,对应的离子方程式为SO2+OH-===HSO,B项正确;SO2气体通入溴水中,发生反应的化学方程式为SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4,对应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O===4H++2Br-+SO,C项不正确;H2S溶液中通入氯气,发生反应的化学方程式为H2S+Cl2===S↓+2HCl,对应的离子方程式为H2S+Cl2===S↓+2H++2Cl-,D项不正确。]
三、非选择题
11.已知Na2SO3固体与浓硫酸可发生反应:Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑,如图是实验室制取SO2并验证SO2的某些性质的装置图,试回答:
(1)①中的实验现象为石蕊试液 ________ ,此实验证明SO2是 ________ 气体。
(2)②中的品红溶液 ________________ ,证明SO2有 ________ 性。
(3)③中的实验现象是__________________________________________________,证明SO2有 ________ 性。
(4)④中的实验现象是____________________________________________,证明SO2有
________ 性。
解析:(1)二氧化硫溶于水和水反应生成亚硫酸,亚硫酸为弱酸,可以使紫色石蕊试液变红;(2)二氧化硫与品红化合生成无色物质,能使品红溶液褪色,故二氧化硫具有漂白性;(3)SO2中+4价S具有氧化性,硫化氢中-2价S具有还原性,二氧化硫能把硫化氢氧化成淡黄色单质硫,本身被还原成淡黄色单质硫,反应方程式为SO2+2H2S===3S↓+2H2O。
(4)酸性KMnO4具有强氧化性,溶液颜色为紫色,SO2中+4价S具有还原性,二氧化硫通入酸性高锰酸钾中发生2KMnO4+5SO2+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4,该反应中二氧化硫为还原剂,具有还原性,发生氧化反应,导致酸性KMnO4溶液褪色。
答案:(1)变红 酸性 (2)褪色 漂白
(3)变浑浊(生成淡黄色沉淀) 氧化 (4)紫红色褪去 还原
12.A、B是两种常温下有刺激性气味的气体,将A(g)通入品红溶液中,品红溶液变为无色;将B(g)通入品红溶液中,品红溶液也变为无色。将A(g)通入紫色石蕊试液中,溶液变为红色;将B(g)通入紫色石蕊试液中,溶液先变红后褪色。将A(g)和B(g)按1∶1的体积比充分混合,通入品红溶液中,品红溶液不褪色,通入紫色石蕊试液中,溶液只变红不褪色。试回答下列问题:
(1)写出A、B的化学式:A___________________________________________________,
B________________________________________________________________________。
(2)写出A与NaOH(aq)反应的化学方程式:_____________________________________
________________________________________________________________________
或________________________________________________________________________。
(3)写出B与NaOH(aq)反应的离子方程式:
________________________________________________________________________;
(4)加热通入A(g)后变为无色的品红溶液,现象是________________________;
加热通入B(g)后变为无色的品红溶液,现象是
________________________________________________________________________。
解析:具有漂白作用,能使品红溶液褪色的气体有Cl2、SO2、O3等。A气体不能使紫色石蕊试液褪色,但能使紫色石蕊试液变红色,所以A为SO2;B气体使紫色石蕊试液先变红后褪色,为Cl2;如果将Cl2与SO2等体积混合,通入溶液中,则发生下列反应:Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl,生成的盐酸和硫酸都没有漂白作用,但它们都使紫色石蕊试液变红色。
答案:(1)SO2 Cl2
(2)2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O NaOH+SO2===NaHSO3
(3)2OH-+Cl2===Cl-+ClO-+H2O
(4)变为红色 无明显变化
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