内容正文:
第二讲 硫及其化合物
|内|容|与|目|标|
1.理解S、SO2的氧化性和还原性。
2.理解SO2的特性和酸性氧化物的通性。
3.理解浓H2SO4的三大特性——吸水性、脱水性和强氧化性。
4.了解硫及其化合物的应用。
5.从化合价变化和属类理解硫及其化合物的相互转化及应用。
第1课时 硫及其氧化物
逐点清(一) 硫的性质
1.硫元素的存在形态
常见含硫矿物如下表:
物质
黄铁矿
黄铜矿
石膏
芒硝
化学式
FeS2
CuFeS2
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
元素
化合价
S为
-1价
S为-2价,
Fe为+2价
S为
+6价
S为
+6价
2.硫单质的物理性质
俗称
颜色状态
溶解性
水
酒精
CS2
硫黄
黄色晶体
难溶
微溶
易溶
思考:硫为何易溶于CS2?在实验室中,如何除去残留在试管内壁上的硫?
提示:硫单质、CS2均属于非极性分子,根据“相似相溶”规律,非极性分子易溶于非极性分子形成的溶剂中;残留在试管内壁上的硫可用CS2溶解除去,也可用热的NaOH溶液除去。
3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
与金属反应
与Fe反应
Fe+SFeS
与Cu反应
2Cu+SCu2S
与Hg反应
Hg+S==HgS
与非金属反应
与H2反应
S+H2H2S
与O2反应
S+O2SO2(还原性)
与碱溶液反应
3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O(氧化性、还原性)
(1)S的氧化性较弱,与变价金属反应一般生成低价态金属硫化物。
(2)单质硫不论在足量的氧气中还是在空气中燃烧时,产物均为SO2。
题点、考法讲评
1.据我国古代第一部药物学专著《神农本草经》记载:“石硫黄(即硫黄)能化金银铜铁奇物”,所得产物不可能是 ( )
A.Au2S B.Ag2S C.CuS D.FeS
解析:选C S单质的氧化性比较弱,只能将变价金属氧化为低价态的物质,所以S分别与Au、Ag、Fe反应时依次生成Au2S、Ag2S、FeS,选项A、B、D正确;S氧化Cu应该生成低价的Cu2S,C项错误。
2.某同学为探究铜与硫的反应产物和产物的性质做了如下实验:
Ⅰ.将硫与黑色固体分离;
Ⅱ.取少量上述黑色固体于试管中,加入稀硫酸无明显现象,再加入适量NaNO3浓溶液,黑色固体全部溶解,出现淡黄色沉淀,溶液变为蓝色,并产生在空气中变红棕色的无色气体;
Ⅲ.取少量黑色CuS于试管中,加入稀硫酸无明显现象,再加入适量NaNO3浓溶液,也无明显现象。
回答下列问题:
(1)实验Ⅲ的目的是 。
(2)实验Ⅰ将硫与黑色固体分离的试剂是 (填化学式),分离操作是 。
(3)实验Ⅱ中发生的反应是 (填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”),该反应的离子方程式为
。
答案:(1)证明实验Ⅱ的黑色固体不是CuS
(2)CS2 过滤 (3)氧化还原反应 3Cu2S+16H++4N==6Cu2++3S+4NO↑+8H2O
逐点清(二) 硫的氧化物
(一)二氧化硫
1.物理性质
色、味、态
密度
溶解性
是否易液化
无色、刺激性气味气体
比空气大
易溶于水
易液化
思考:SO2易溶于水的原因是什么?
提示:SO2是极性分子,SO2可以与水反应生成亚硫酸。
2.化学性质
按要求完成下列化学方程式:
酸性氧
化物的通性
与H2O反应
SO2+H2O⇌H2SO3
与NaOH反应
SO2(少量)+2NaOH==Na2SO3+H2O
与碱性氧化物反应(如与CaO反应)
CaO+SO2==CaSO3
氧化性
与H2S溶液反应
2H2S+SO2==3S↓+2H2O
还原性
与O2反应
2SO2+O22SO3
与氯气的水溶液反应
SO2+2H2O+Cl2==H2SO4+2HCl
漂白性
可使品红溶液等有机色质褪色,生成不稳定的化合物;但不能漂白酸碱指示剂,如紫色石蕊溶液中通入SO2,溶液变红,但不褪色
思考:二氧化硫和氯气都具有漂白作用。某同学认为,将两种气体共同作用于潮湿的有色物质时可增强漂白作用。你同意他的观点吗?请说明理由。
提示:不同意。氯气与二氧化硫可以发生化学反应SO2+Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl,从而失去漂白性。
3.实验室制法
(1)固体Na2SO3与较浓H2SO4反应,化学方程式为Na2SO3+H2SO4==Na2SO4+SO2↑+H2O。
(2)铜与浓H2SO4混合加热,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
(1)SO2能使某些色素褪色,可用作漂白剂 (√)
(2)向盛有SO2水溶液的试管中滴加几滴品红溶液,振荡,加热试管,通过观察溶液颜色变化,来探究SO2具有漂白性 (√)
(3)(2024·山东卷)石灰乳除去废气中二氧化硫,体现了Ca(OH)2的碱性 (√)
(4)(2025·重庆卷)Cl2和SO2均可使品红溶液永久褪色 (×)
(二)三氧化硫
1.物理性质
熔点:16.8 ℃,沸点:44.8 ℃,常温下为液态,标准状况下为固态。
2.化学性质
三氧化硫具有酸性氧化物的通性,主要反应如下:
与H2O反应
SO3+H2O==H2SO4
与碱性氧化物反应(如与CaO反应)
CaO+SO3==CaSO4
与碱反应[如与Ca(OH)2反应]
SO3+Ca(OH)2==CaSO4+H2O
题点、考法讲评
一、SO2的性质及其实验探究
1.化学兴趣小组将少量SO2气体通入BaCl2和FeCl3的混合溶液中,发现溶液颜色由棕黄色变成浅绿色,同时有白色沉淀产生。针对上述变化,下列有关小组成员得到的结论正确的是 ( )
A.该过程表明SO2有漂白性
B.白色沉淀为BaSO3
C.该实验表明FeCl3具有还原性
D.反应后SO2转化为S
解析:选D 该过程没有体现SO2的漂白性,A错误;将SO2通入BaCl2和FeCl3的混合溶液中,Fe3+与SO2在溶液中反应生成S和Fe2+,则白色沉淀为BaSO4,B错误,D正确;该过程体现了FeCl3的氧化性,C错误。
2.[双选](2026·青岛二中期末)某小组同学探究SO2与Fe3+盐溶液的反应,进行了如下实验:已知:Fe3++HS⇌Fe(HSO3)2+(红棕色)。
①
②
③
操作
现象
溶液中立即产生大量红棕色物质,无丁达尔现象;5 h后溶液变为浅黄色,加入铁氰化钾溶液,产生蓝色沉淀
溶液中立即产生大量红棕色物质,无丁达尔现象;5 h后溶液几乎无色,加入铁氰化钾溶液,产生大量蓝色沉淀
溶液中立即产生大量红棕色物质,无丁达尔现象;5 h后溶液变为黄色(比①深),加入铁氰化钾溶液,产生蓝色沉淀
结合上述实验,下列说法不正确的是 ( )
A.产生红棕色物质的反应速率慢于SO2与Fe3+氧化还原反应的速率
B.Fe(NO3)3溶液中加入1滴浓硝酸后变为无色,可能是因为加入了浓硝酸抑制了Fe3+的水解
C.①与②对照,说明阴离子种类对SO2与Fe3+氧化还原反应的速率有影响
D.5 h后③比①黄色更深能证明是N浓度的增大减慢了SO2与Fe3+反应的速率
解析:选AD 由实验现象可知,三组实验在通入足量二氧化硫后,都迅速地产生了大量红棕色物质,说明产生红棕色物质的反应速率要明显快于铁离子和二氧化硫的氧化还原反应速率,故A错误;向硝酸铁溶液中加入1滴浓硝酸,溶液由黄色变为无色可能是浓硝酸电离出的氢离子抑制了铁离子的水解,故B正确;实验①与实验②选用试剂的阳离子相同、阴离子不同,由实验现象可知,实验②的反应速率明显快于实验①,说明阴离子种类对二氧化硫与铁离子氧化还原反应的速率有影响,故C正确;实验①和实验③选用试剂的不同是溶液中的硝酸根离子浓度和氢离子浓度不同,则5 h后③比①黄色更深,可能是硝酸根离子浓度的增大减慢了二氧化硫与铁离子氧化还原反应的速率,也可能是氢离子浓度的增大减慢了二氧化硫与铁离子氧化还原反应的速率,故D错误。
二、SO2、CO2的鉴别与检验
3.如图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图,按要求回答下列问题:
(1)B中加入的试剂是 ,作用是 。
(2)C中加入的试剂是 ,作用是 。
(3)D中加入的试剂是 ,作用是 。
(4)实验时,C中应观察到的现象是 。
解析:检验二氧化硫用品红溶液,吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液,检验二氧化碳用澄清石灰水;在检验二氧化碳之前,必须除尽二氧化硫,因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊。C装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽,所以酸性高锰酸钾溶液颜色变浅,但不能褪成无色,若褪成无色则不能证明二氧化硫已除尽。
答案:(1)品红溶液 检验SO2 (2)酸性KMnO4溶液 除去SO2并检验SO2是否除尽 (3)澄清石灰水 检验CO2 (4)酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色
|思维建模|检验SO2和CO2同时存在的一般流程
注意:有时为了简化装置,可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置,并使用较浓的酸性KMnO4溶液,现象为酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪去。
三、常见物质的漂白性
4.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、酸性高锰酸钾溶液、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.将SO2气体通入滴有酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色,说明SO2具有漂白性
解析:选B SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,具有还原性,能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色,具有酸性,能使石蕊溶液变红,故A错误;二氧化硫、次氯酸等物质都能使品红溶液褪色,故B正
确;漂白粉和过氧化钠的漂白性是利用其氧化性,活性炭的漂白性是利用其吸附性,二氧化硫的漂白性是利用其和有色物质反应生成无色物质,故C错误;SO2与NaOH发生反应,溶液因碱性减弱或不呈碱性而褪色,不能说明SO2具有漂白性,故D错误。
5.将气体通入品红溶液中溶液褪色,设计实验方法证明该气体是SO2还是Cl2: 。
答案:取褪色后的溶液,加热,若红色恢复说明为SO2,反之,为Cl2
|归纳拓展|三类漂白剂的比较
类型
原理
举例
特点
备注
氧化型
将有机色质内部“生色团”破坏掉
HClO、NaClO、Ca(ClO)2、
Na2O2、H2O2、O3等
不可逆、
持久
无选择性
化合型
与有机色质内部“生色团”化合成无色物质
SO2
可逆、不持久
有选择性
吸附型
将有色物质吸附而褪色
活性炭
物理变化
吸附色素
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