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第五章 第一节 硫及其化合物
5.1.1 硫和二氧化硫
1
学 / 习 / 目 / 标
1.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.会依据酸性氧化物的通性及硫元素的化合价分析理解硫的氧化物的性质,会比较二氧化硫和氯水漂白性的区别。
3.通过二氧化硫与水与氧气反应的学习了解可逆反应的特点。
新/课/导/入
分层讲目的,层层深入,最后是情感
2
资料卡:央视记者暗访福建古田银耳变白内幕
每到了进补的季节,白色的银耳就会成为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。
思考:是什么物质将银耳变白了呢?
二氧化硫
阅读课本,总结:哪些地方或哪些物质中含硫或硫的化合物?
硫磺 (S)
黄铁矿(FeS2)
石膏(CaSO4·2H2O)
芒硝(Na2SO4·10H2O)
硫元素在自然界中的存在形式
硫化汞(HgS)
游离态和化合态
画出硫的原子结构示意图,并回答以下问题:
(1)硫在元素周期表中的位置如何?
(2)硫的常见化合价有哪些?
位置
第三周期、第VIA族
化合价
硫原子最外层有6个电子,在化学反应中易得2个电子,形成-2价硫的化合物
硫原子比氧原子多一个电子层,得电子能力相对较弱,含硫化合物中,硫常为+4价或+6价
问题思考
S
O
6
1. 物理性质
俗称 颜色状态 硬度 溶解性
水 酒精 CS2
硫黄 ___色晶体 质___、易研成粉末 ___溶 ___溶 ___溶
黄
脆
难
微
易
【思考1】若试管内壁附着有单质硫时,如何洗涤除去?
一.硫单质的性质
2、化学性质
(1)与金属单质反应
水银撒了用硫磺处理
一.硫单质的性质
S
Cl2
Na
Cl2 + 2Na 2NaCl
点燃
S + 2Na Na2S
研磨
Hg
S + Hg HgS
Fe
3Cl2 + 2Fe 2FeCl3
点燃
S + Fe FeS
Cu
Cl2 + Cu CuCl2
点燃
S + 2Cu Cu2S
+3
+2
+2
+1
注意:硫的氧化性较弱,与变价金属反应时,
一般生成低价态硫化物。
2、化学性质
S+O2== SO2
点燃
现象:剧烈燃烧,蓝紫色火焰(空气中淡蓝色火焰),生成刺激性气味气体
S+H2==H2S
Δ
(2)与非金属单质反应
无色有臭鸡蛋气味的气体,可溶于水,水溶液称为氢硫酸。
氧气过量不会生成三氧化硫!!!
一.硫单质的性质
(3)与碱反应(洗涤试管内壁附着的S)
3S + 6NaOH = Na2SO3 + 2Na2S + 3H2O
0
+4
-2
自身氧化还原反应
△
硫的用途
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。
1.在做完金属与硫反应的硬质试管内,往往存有部分凝固的硫,如何除掉呢?
答案 因为硫难溶于水,易溶于二硫化碳,所以硬质试管内壁上残留的固体硫
可以用二硫化碳洗去。
2.结合Fe与Cl2的反应和Fe与S的反应,思考S和Cl2的氧化性有何差异?
答案 Fe与Cl2反应生成高价态化合物FeCl3,Fe与S反应生成低价态化合物FeS,
说明Cl2的氧化性强于S。
3,判断下列是否正确。
①硫只以化合态存在于自然界中。 ( )
②硫与Fe反应生成FeS,与Cu反应生成CuS。 ( )
③硫在空气中的燃烧产物是SO2,在纯氧中的燃烧产物是SO3。 ( )
提示:×。硫在自然界中主要存在形式是化合态,也有游离态。
提示:×。与Cu反应生成Cu2S。
提示:×。S+O2 SO2,产物只有SO2。
小试牛刀
二、二氧化硫
1. 物理性质
颜色 状态 气味 毒性 密度 溶解性
___色 气体 _______
气味 有毒 比空气
___ ___溶于水
(1∶40)
无
刺激性
大
易
请设计一个实验来证明SO2是否易溶于水?
实验探究5-1:如图所示,把充满SO2、塞有橡胶塞的试管倒立在水中,打开橡胶塞,观察现象,并用pH试纸测试溶液的酸碱度
实验现象 实验结论
试管内液面上升 SO2易溶于水
pH试纸变为红色 SO2水溶液显酸性
【探究1】
2.化学性质
①SO2与水反应
SO2 + H2O
正反应
逆反应
H2SO3
H2SO3是二元弱酸,酸性: H2SO3>H2CO3,SO2是H2SO3的酸酐
(1)具有酸性氧化物的通性(类比CO2)
问题1:根据二氧化硫的组成元素可把其分为哪类物质?
问题2:根据性质二氧化硫可能是哪类物质
非金属氧化物
酸性氧化物
SO2 + H2O H2SO3(亚硫酸)
可逆反应
可逆反应的特点:
a.在相同的条件下,反应向两个方向进行。
b.符号为“ ”,两边的物质互为反应物和生成物。
c.反应体系中,反应物和生成物共存。
要求:
条件相同、正逆同时进行
特点:
反应物不可能完全转变为产物
可逆反应:
1、双向性
2、同时性
3、共存性(各反应物、生成物共存)
②SO2与碱反应
(1)具有酸性氧化物的通性(类比CO2)
SO2不足:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O (吸收尾气)
SO2过量: SO2 + NaOH = NaHSO3
SO2不足: SO2 + Ca(OH)2= CaSO3 ↓+ H2O
SO2过量: 2SO2+ Ca(OH)2 = Ca(HSO3 )2
+
燃煤烟气中含有SO2为了减少它的污染排放我们通常在燃煤中添加一定量的生石灰
SO2 +CaO=CaSO3 (亚硫酸钙)
③ 与碱性氧化物反应(燃煤污染的治理,钙基固硫)
④ 与盐溶液反应
SO2+ Na2SO3 + H2O = 2NaHSO3
2NaHCO3+SO2=Na2SO3+2CO2+H2O
问题讨论
1.CO2或SO2气体分别通入BaCl2溶液或CaCl2溶液中是否会产生白色沉淀?
2.BaCl2和NaOH混合液中分别通CO2或SO2是否会产生沉淀?
如何除去下列气体中的杂质?
1、CO2(HCl)
2、SO2(HCl)
3、CO2(SO2)
饱和NaHCO3溶液
饱和NaHSO3溶液
饱和NaHCO3溶液
已知酸性:HCl>H2SO3>H2CO3
小试牛刀
二、二氧化硫
猜想:分析化合价从氧化还原角度分析SO2、H2SO3具有什么性质?
S2-
H2S
S
S
SO2
H2SO3
SO32-
S
SO3
H2SO4
SO42-
-2
0
+4
+6
氧化性
还原性
结论:
SO2 和H2SO3处于中间价态既有还原性,又有氧化性
(与CO2不同)
二、二氧化硫
向盛有氯化钡溶液的试管中滴加SO2水溶液,再滴加0.5mL 3%的过氧化氢(具有强氧化性)溶液,振荡,猜测实验现象。
开始无明显现象,加入H2O2溶液后生成白色沉淀,滴加盐酸沉淀不溶解。
SO2 + H2O2 = H2SO4
H2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓+2HCl
现象:
实验探究
原理:
二、二氧化硫
练习:SO2分别与氯水、溴水反应的方程式?
(2)强还原性(+4→+6)
可以被氧化剂O2、氯水 、溴水、 碘水、KMnO4等氧化
SO2 +H2O2 =H2SO4
2SO2 +O2 2SO3
催化剂
△
思考:向盛有碘水溶液的试管中,滴加SO2水溶液,观察颜色变化?
SO2 + I2 + 2H2O = H2SO4 + 2HI
溶液褪色
原理:
H2SO3 +H2O2 =H2SO4 +H2O
2H2SO3 +O2 =2H2SO4
二、二氧化硫
酸性KMnO4(强氧化性)
SO2
向盛有酸性高锰酸钾溶液的试管中滴加SO2水溶液,观察颜色变化?
小试牛刀
(3)弱氧化性 (+4→0)
2H2S + SO2 = 3S + 2H2O(淡黄色沉淀)
溶液褪色
SO2可使氯水、KMnO4溶液褪色,可用于吸收或鉴别
现象:
现象:
在品红溶液通入SO2气体
品红溶液褪色
加热后溶液变回红色
SO2
品红溶液
漂白原理:
SO2+品红 无色物质
△
不稳定的
SO2能使品红褪色,是SO2的特征反应,常被用来鉴别SO2。
(4)漂白性(不漂白酸碱指示剂)
二、二氧化硫
漂白剂的种类
吸附性漂白:活性炭
2. 氧化性漂白:HClO、H2O2、Na2O2、O3等;
3. 化合性漂白:SO2
特点:化合反应,可逆,漂白不稳定。
特点:物理变化
特点:氧化还原反应,永久性漂白,不可逆,漂白稳定。
课堂小结
SO2的漂白原理是什么,是否与Na2O2的漂白原理相似?
1
SO2的漂白原理是与有机色质化合成无色物质,是可逆过程。而Na2O2的漂白原理是其强氧化性把有机色质氧化成无色物质,过程不可逆。
(1)将SO2通入品红溶液中,现象为________,加热溶液煮沸后,现象为_____________。
(2)将Cl2通入紫色石蕊试液中,现象为________,将SO2通入紫色石蕊试液中,现象为__________。
(3)将SO2通入溴水中,溴水褪色,是否是SO2的漂白性?___(填“是”或“否”,下同)。将SO2通入使酚酞呈红色的溶液中,溶液褪色,是否是SO2的漂白性?____。
2
溶液褪色
溶液颜色恢复
溶液先变红后褪色
溶液变红
否
否
将等物质的量的SO2和Cl2混合,其漂白能力是否一定加强?
3
不会加强。SO2和Cl2混合会发生反应生成没有漂白性的硫酸和盐酸,化学方程式为Cl2+SO2+2H2O 2HCl+H2SO4。
3.二氧化硫的用途
SO2的主要用途
制造硫酸
漂白纸浆、
草帽
杀菌消毒
防腐剂
资料卡:
SO2可以用来杀菌、抗氧化、防腐
二氧化硫的制备
Na2SO3+H2SO4(浓)= Na2SO4+SO2 +H2O
最好用70%的浓硫酸,
浓度太大时,c(H+)太小,不利于生成SO2,
浓度太小时,不利于SO2的逸出。
1min
利用的原理------强酸制弱酸,难挥发制易挥发
体现了亚硫酸的弱酸性、不稳定性
SO2 CO2
物理
性质 气味 无色有刺激性气味 无色无味
溶解性 易溶(1:40) 能溶(1:1)
化学
性质 与水
反应 SO2+H2O H2SO3 CO2+H2O H2CO3
与碱
反应 Ca(OH)2+SO2===CaSO3↓+H2O
CaSO3+SO2+H2O===
Ca(HSO3)2 Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
CaCO3+CO2+H2O=== Ca(HCO3)2
深度学习 SO2、CO2的性质比较
化学
性质 氧化性 SO2+2H2S===3S+2H2O CO2+C 2CO
还原性 2SO2+O2 === 2SO3,二氧化硫能被酸性高锰酸钾溶液、氯水、溴水、碘水等氧化剂氧化 无
漂白性 有 无
对环境的影响 形成酸雨 引起温室效应
3.SO2和CO2都可以使澄清石灰水先变浑浊后变澄清,所以当SO2和CO2同时存在时,要想证明CO2的存在,应先将SO2除去再通过澄清石灰水.
1.SO2、CO2分别通入BaCl2溶液中均无沉淀生成。
2.SO2、CO2分别通入Ba(NO3)2溶液中,前者生成沉淀,后者无沉淀。
1、下列可以用来鉴别SO2 和CO2 的方法是 [ ]
A、通入紫色石蕊试液
B、闻气味
C、通入澄清石灰水
D、通入品红溶液中
都是酸性氧化物,都可以使石蕊变红
SO2有刺激性气味,而CO2没有
都可以使澄清石灰水变浑浊
SO2可使品红褪色,而CO2不能
B D
SO2与CO2的鉴别方法
a.用品红溶液:使品红溶液褪色的是SO2,不能使品红溶液褪色的是CO2;
b.用氢硫酸溶液:出现淡黄色浑浊的是SO2,无明显现象的是CO2;
c.用酸性KMnO4溶液:KMnO4溶液的紫色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2;
d.用溴水:能使溴水褪色的是SO2,无明显现象的是CO2;
e.用FeCl3溶液:能使FeCl3溶液的黄色变为浅绿色的是SO2,无明显现象的是CO2。
提炼归纳
[思考交流]
(1) CO2和SO2均为酸性氧化物,在性质上具有一定的相似性,结合已有的知识探究能否用澄清石灰水鉴别CO2和SO2,为什么?
不能。少量的CO2和SO2通入澄清石灰水中,均产生白色沉淀;足量的CO2和SO2通入澄清石灰水中现象都是先变浑浊后变澄清。
(2)如何检验某无色气体是SO2还是CO2?
将气体通入品红溶液中,若品红溶液褪为无色,加热,褪色后的溶液又恢复红色,则气体为SO2;若品红溶液不褪色,则为CO2。
某一气体混合物可能由SO2、CO2混合而成,现设计如下装置检验二者的存在,写出下列标号所示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用,完成下列问题:
小试牛刀
4min
B中加入的试剂是 ,
作用是 。
C中加入的试剂是 ,
作用是 。
D中加入的试剂是 ,
作用是 。
酸性KMnO4溶液或溴水
除去混合气体中的SO2气体
品红溶液
检验SO2是否除尽
澄清石灰水
检验是否有CO2存在
A中加入的试剂是 ,作用是 。
品红溶液
检验是否有SO2存在
猜想:观看实验视频,结合实验,从氧化物分类角度入手,分析SO2具有什么性质?
5min
深度学习 常见漂白性物质的比较与分析
如图所示是实验室制取SO2并检验SO2某些性质的装置图,已知:2H2S+SO2 3S↓+2H2O。
请回答下列问题:
(1)⑥中发生反应的化学方程式为
_。
(2)①中的实验现象为 ,
证明SO2的水溶液具有 性。
(3)②中的品红溶液 ,
证明SO2具有 性。
(4)③中的实验现象为 ,证明SO2具有 性。
(5)④中的实验现象为 ,证明SO2具有 性。
(6)⑤的作用是 ,
反应的化学方程式为 。
Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O
溶液变红
酸
褪色
漂白
溶液变浑浊
氧化
溶液褪色
还原
吸收多余的SO2,防止污染空气
SO2+2NaOH Na2SO3+H2O
1.下列说法正确的是________(填序号)。
①硫的非金属性较强,所以只以化合态存在于自然界中。
②分离黑火药中的硝酸钾、木炭、硫黄要用到二硫化碳、水及过滤操作。
③硫与金属或非金属反应时均作氧化剂。
④硫在空气中燃烧产物只是SO2。
⑤不能由单质直接化合而制得CuS、CuCl2、Fe2S3、FeCl2。
⑥用蒸馏水清洗试管内壁残留的硫。
[课堂练习]
②④
2.判断下列有关SO2性质的叙述不正确的是________(填序号)。
①能使澄清石灰水变浑浊。
②能使湿润的蓝色石蕊试纸变红。
③能使品红溶液褪色。
④通入BaCl2溶液生成白色沉淀。
⑤通入足量的NaOH溶液中再加BaCl2溶液产生白色沉淀,该沉淀能溶于盐酸。
⑥通入溴水中能使溴水褪色,再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀生成。
⑦1 mol二氧化硫与足量水反应生成1 mol亚硫酸。
⑧实验室制备SO2时,多余的SO2可用碱液吸收。
④⑦
[课堂练习]
3.将硫黄在氧气中燃烧生成气体A,把气体A溶于水得溶液B,向B中滴加溴水,溴水褪色而B变为C;在C中加入Na2S产生气体D,若将D通入B溶液,可得沉淀E;A、B、C、D、E中均含有硫元素。在下列各组中按A、B、C、D、E排列的是( )
A.SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S
B.SO2、H2SO3、H2SO4、SO2、SO3
C.SO2、H2SO4、H2SO3、SO2、S
D.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S
D
[课堂练习]
4.某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按下图所示装置进行实验。
请回答下列问题:
(1)装置A中的化学方程式为 。
Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O
[课堂练习]
(2)实验过程中,装置B中产生的现象为____________________,这说明SO2具有______。
(3)装置C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:________________________________________________________
__________。
(4)尾气可采用______溶液吸收。
溶液由紫红色变为无色
还原性
品红溶液褪色后,关闭分液漏斗旋塞,点燃酒精灯加热,溶液
恢复为红色
NaOH
[课堂练习]
课后巩固
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