5.1.1硫和二氧化硫 课件-2026-2027学年高一下学期化学人教版必修第二册

非金属元素在化工生产中扮演着重要角色。在众多的化工原料和产品中，都能见到硫和氮等元素的踪迹。这些元素具有怎样的性质？应该如何进行研究和利用呢？ 从物质类别和元素价态的视角研究硫和氮等元素及其化合物的性质和用途，可以深化对物质间转化关系的认识。工业上利用这些转化关系，通过控制条件等方法，遵循生态文明思想，可以获得相应的化工产品，实现环境保护与资源利用的和谐统一。 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 5. 1. 1 硫和二氧化硫 学习目标 1、通过分析硫的原子结构，推测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、结合实验探究，了解二氧化硫的物理性质和化学性质，能说出二氧化硫的主要用途。 3、通过二氧化硫与水、与氧气反应的学习，初步建立可逆反应的概念。 一、硫 1、自然界中硫的存在 游离态 地壳岩层 化合态 ④ 硫还存在于煤、石油中 火山口附近 ① 硫是一种生命元素，组成生命体的蛋白质中就含有硫 ② 硫化物，如黄铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）等 ③ 硫酸盐，如石膏（CaSO4 • 2H2O）、 芒硝（Na2SO4 • 10H2O）等 黄铁矿【FeS2】 黄铜矿【CuFeS2】 石膏 【CaSO4 • 2H2O】 芒硝 【Na2SO4 • 10H2O】 重晶石 【BaSO4】 一、硫 2、物理性质 俗称 颜色状态 硬度 溶解性 水 酒精 CS2 ___色___体 质_____、易研成粉末 ____溶 ____溶 ____溶 黄 脆 难 微 易 硫黄 晶 中学阶段唯一的固态黄色非金属单质 硫的同素异形体 硫有单斜硫和弹性硫等多种单质(如S2、S4、S6、S8)，称为硫的同素异形体 单斜硫 弹性硫 S8的结构 【思考与讨论】 1、画出硫的原子结构示意图？ 2、回顾硫在元素周期表中的位置，预测硫元素的价态及性质？ 硫元素的“位 — 构 — 性” 6 2 较弱 较强 三 VIA 一、硫 3、化学性质 ① 与金属反应（加热） 如Na、Mg、Al、Fe、Cu 2Al + 3S = Al2S3 △ Fe + S = FeS △ 2Cu + S = Cu2S △ 2Na + S = Na2S △ Mg + S = MgS △ ★ 硫与变价金属反应，一般生成低价金属硫化物 ★ Hg + S = HgS除外，Hg(Ag)在常温下与O2不反应，与S反应生成HgS，用于消除Hg蒸气的污染 一、硫 3、化学性质 ② 与非金属反应（加热） 如O2、H2、Cl2 S + O2 = SO2 点燃 △ S + H2 = H2S ★ S在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，在O2中燃烧产生蓝紫色火焰 ★ 常温常压下为有臭鸡蛋气味的气体，有剧毒 300℃ H2S = S + H2 ★ 无论O2量多量少，浓度高低，只生成SO2，不能生成SO3 一、硫 3、化学性质 ③ 与碱反应（加热） 如NaOH 3S + 6NaOH = 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O △ 【思考】试管内壁附着的硫怎样洗掉？ ② CS2 ① 热碱溶液 一、硫 3、化学性质 ④ 还原性 如与O3、浓H2SO4、浓HNO3反应 S + 6HNO3(浓) = H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O △ S + O3 = SO3 △ S + 2H2SO4(浓) = 3SO2↑ + 2H2O 一、硫 4、用途 硫化橡胶 工业制硫酸 S → SO2 → SO3 → H2SO4 农药 （石灰硫黄合剂） 医药 化肥 药皂 一、硫 4、用途 火柴 S + 2KNO3 + 3C = K2S + 3CO2↑ + N2↑ 点燃 黑火药 一硫二硝三木炭 划火柴时常闻到一股呛鼻的气味，就是火柴头中的硫燃烧后产生的二氧化硫 二、二氧化硫 1、物理性质 颜色 状态 气味 密度 溶解性 沸点 ___色_________________体 比空气___ ___溶于水 -10℃ 无 有刺激性气味的气 易 大 2.928 kg/m³ 有毒 易液化 【实验5 - 1】 把充满SO2、塞有橡胶塞的试管倒立在水中，在水面下打开橡胶塞，观察试管内液面的上升。待液面高度不再明显变化时，在水下用橡胶塞塞紧试管口，取出试管，用pH试纸测定试管中溶液的酸碱度（保留该溶液供实验5 - 2使用）。 实验目的 实验操作 实验现象 实验结论 SO2是否溶解于水？ SO2是否 与水反应？ 试管内液面上升，但未完全充满试管 SO2易溶于水 pH试纸呈红色，pH ≈ 5 SO2与水反应生成酸性物质 【实验5 - 1】 1 : 40 二、二氧化硫 2、化学性质 A. 与水反应 SO2 + H2O H2SO3 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 ★ H2SO3不稳定，容易分解 【思考】以下两个反应是可逆反应？ 2H2 + O2 = 2H2O 2H2O = 2H2↑ + O2↑ 点燃 通电 × CO2 + H2O H2CO3 Cl2 + H2O HCl + HClO H2 + I2 2HI △ 二、二氧化硫 2、化学性质 ① 具有酸性氧化物的通性 — 类比CO2 A. 与水反应 SO2 + H2O H2SO3 ★ H2SO3是二元中强酸，酸性: H2SO3 > H2CO3 H2SO3 H+ ＋ HSO3- B. 与碱反应 SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3↓ + H2O SO2 + NaOH = NaHSO3 2SO2 + Ca(OH)2 = Ca(HSO3)2 C. 与碱性氧化物反应 SO2 + CaO = CaSO3 ★ 用于燃煤污染的治理，钙基固硫 不能用澄清石灰水鉴别CO2和SO2 【思考】如何除去CO2中的SO2? SO2 + 2NaHCO3 = Na2SO3 + 2CO2 + H2O 用饱和NaHCO3溶液除去CO2中的SO2 二、二氧化硫 2、化学性质 ① 具有酸性氧化物的通性 — 类比CO2 D. 与某些盐反应 SO2 + NaHCO3 = NaHSO3 + CO2 ★ 酸性强弱： H2SO3 ＞ H2CO3 ＞ HSO3- ＞ HClO ＞ HCO3- 硫元素的“价类二维图” +4 0 -2 氧化物 酸 盐 物质类别 元素价态 单质 +6 S H2S SO2 SO3 H2SO3 H2SO4 Na2SO4 Na2SO3 二、二氧化硫 2、化学性质 ② 较强的还原性 如与O2、FeCl3、卤素单质、KMnO4(H+)、H2O2反应 2SO2 + O2 2SO3 催化剂 △ SO2 + 2Fe3+ + 2H2O = SO42- + 2Fe2+ + 4H+ SO2 + Cl2 + 2H2O = H2SO4 + 2HCl 5SO2 + 2MnO4- + 2H2O = 5SO42- + 2Mn2+ + 4H+ SO2 + H2O2 = H2SO4 （Br2、I2也可将其氧化） （溶液褪色） 二、二氧化硫 2、化学性质 ③ 较弱的氧化性 2H2S + SO2 = 3S + 2H2O 如与H2S反应 H2S SO2 【实验5 - 2】 用试管取2mL在实验5 - 1中得到的溶液，向其中滴入1 ～ 2滴品红溶液，振荡，观察溶液的颜色变化。然后加热试管，注意通风，再观察溶液颜色的变化。 二、二氧化硫 2、化学性质 ④ 漂白作用 实验目的 实验操作 实验现象 实验结论 SO2与品红溶液反应？ 溶液先变红，振荡后褪色，加热后溶液恢复成红色 SO2具有漂白作用 检验SO2 二、二氧化硫 2、化学性质 ④ 漂白作用 原理： SO2能与某些有色物质结合生成不稳定的无色物质(化合型)，这些无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色 特点： 选择性、暂时性、可逆性(加热、光照、久置后可恢复) 范围： 漂白某些有色物质(品红、纸浆、毛、丝等)，不能使酸碱指示剂褪色 几种具有漂白性物质的性质比较 物质 氯水、HClO、Ca(ClO)2、ClO2、H2O2、Na2O2、O3 SO2 木炭、活性炭、胶体 原理 具有强氧化性，将有色物质氧化成无色物质 与有色物质结合生成不稳定的无色物质 将有色物质的分子吸附在其表面 实质 氧化还原反应 化合反应 物理吸附 效果 永久性 暂时性 暂时性 范围 可漂白大多数有色物质，能使石蕊试液褪色 可漂白某些有色物质，不能使石蕊试液褪色 可吸附某些有色的大分子 二、二氧化硫 3、用途 二、二氧化硫 3、用途 SO2 漂白剂 消毒剂 生产硫酸 农药、炸药 合成纤维、石油炼制等 防腐剂 衡量一个国家化学工业生产能力的标志之一 1、S在过量的O2中燃烧产物是什么？ 2、将盐酸逐滴滴加到Na2SO3溶液中，现象和产物如何？ 【几问几答】 S + O2 = SO2 点燃 2SO2 + O2 2SO3 催化剂 △ SO2 Na2SO3 + HCl = NaCl + NaHSO3 NaHSO3 + HCl = NaCl + H2O + SO2↑ 刚开始没有气泡，过一会才有气泡产生 SO32- + H+ = HSO3- HSO3- + H+ = H2O + SO2↑ ★ 干燥的SO2与O2在常温下不反应 3、SO2通入NaClO溶液中发生什么反应呢？ 4、SO2、氯水都具有漂白性，若将二者等物质的量混合，能达到“强强联合”的漂白效果吗? 5、SO2使高锰酸钾溶液褪色和使品红溶液褪色的原理一样吗？ 【几问几答】 SO2 + Cl2 + 2H2O = H2SO4 + 2HCl，而H2SO4和HCl都不具有漂白性，漂白性消失 前者表现SO2的还原性，后者表现SO2的漂白性 SO2 + ClO- + H2O = SO42- + Cl- + 2H+ 6、若将SO2、Cl2分别通入品红溶液和紫色石蕊试液中，会观察到什么现象？原理是什么？ 【几问几答】 品红溶液 通入SO2 通入Cl2 褪色 褪色 加热至沸腾 加热至沸腾 红色 不显红色 紫色石蕊溶液 通入SO2 通入Cl2 变红且不褪色 先变红后褪色 7、说出各装置中的实验现象，体现了SO2的什么性质？ 【几问几答】 变红 酸性氧化物的性质 褪色 漂白性 褪色 还原性 褪色 还原性 变浑浊 酸性氧化物的性质 酚酞 褪色 二、二氧化硫 4、实验室制法 ① 实验原理: ② 发生装置: ③ 收集装置: Na2SO3 + H2SO4(浓) = Na2SO4 + H2O + SO2↑ 固 + 液 → 气（不加热） 浓H2SO4 向上排空气法或排饱和NaHSO3溶液 二氧化硫的制备与性质 二、二氧化硫 5、二氧化硫与人类 ① SO2的危害 a. 对人体的直接危害：引起呼吸道疾病，严重时使人死亡 b. SO2导致酸雨(pH ＜ 5.6)的产生 为什么收集到的酸雨一段时间后， pH值会下降？ 2SO2 + O2 + 2H2O = 2H2SO4 二、二氧化硫 5、二氧化硫与人类 ② SO2污染的来源 主要来源于化石燃料的燃烧，其次是含硫矿石的冶炼，硫酸、磷肥、纸浆生产中产生的废气 ③ 保护环境 a. 尾气转化 b. 变废为宝 c. 节能减排 d. 发展新能源 脱硫煤的原理 ① CaCO3 = CaO + CO2↑ 高温 ② CaO + SO2 = CaSO3 △ ③ 2CaSO3 + O2 = 2CaSO4 生产石膏 △ 2NH3 + SO2（少） + H2O = (NH4)2SO3 NH3 + SO2（足） + H2O = NH4HSO3 2(NH4)2SO3 + O2 = 2(NH4)2SO4 钙基固硫 氨水法脱硫 2NH4HSO3 + O2 = 2NH4HSO4 脱硫塔 【练习】处理烟气中的SO2还常用液吸法。 （1）室温条件下，将烟气通入浓氨水中，用化学方程式表示出吸收SO2时可能发生的反应： 。 （2）也可将烟气通入Na2SO3溶液，反应方程式为： 。加热吸收后的溶液可以实现吸收液再生，原因为： （用化学方程式表示）。 2NH3 ∙ H2O + SO2 = (NH4)2SO3 + H2O (NH4)2SO3 + SO2 + H2O = 2NH4HSO3 2NaHSO3 = Na2SO3 + SO2↑ + H2O △ SO2和CO2性质的比较 物质 SO2 CO2 相似性 与水 SO2 + H2O H2SO3 CO2 + H2O H2CO3 与碱 SO2 + Ba(OH)2 = BaSO3↓ + H2O SO2 + BaSO3 + H2O = Ba(HSO3)2 CO2 + Ba(OH)2 = BaCO3↓ + H2O CO2 + BaCO3 + H2O = Ba(HCO3)2 与碱性氧化物 SO2 + CaO = CaSO3 CO2 + CaO = CaCO3 与NaHCO3 SO2 + 2NaHCO3 = 2CO2 + H2O + Na2SO3 结论 SO2和CO2都是酸性氧化物，都具有酸性氧化物的通性。不能用澄清石灰水来鉴别SO2和CO2 差异性 物理性质 有刺激性气味、溶解度大(1 : 40) 无刺激性气味、溶解度小(1 : 1) 还原性 主要性质，易被氧化 SO2 + Na2O2 = Na2SO4 无 2CO2 + 2Na2O2 = 2Na2CO3 + O2 漂白性 具有漂白性，能使品红溶液褪色 无漂白性，不能使品红溶液褪色 检验SO2和CO2同时存在的一般流程 流程设计 检验SO2 ⇒ 除去SO2 ⇒ 检验SO2是否除尽 ⇒ 检验CO2 选用试剂 品红溶液 酸性KMnO4溶液 品红溶液 澄清石灰水 预期现象 褪色 褪色 不褪色 变浑浊 ★ 将检验和除尽SO2合并，可以用较浓的酸性KMnO4溶液，现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅，但不褪成无色 三、硫化氢 1、物理性质 颜色 状态 气味 溶解性 密度 ___色_________________体 ___溶于水 比空气___ 无 有臭鸡蛋气味的气 能 大 1.363kg/m³ （1 : 2.6） 有剧毒 三、硫化氢 2、化学性质 ① 不稳定性，受热易分解(300℃以上) 300℃ H2S = S + H2 ② 可燃性 点燃 2H2S + O2 = 2S + 2H2O 点燃 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O a. 不完全燃烧： b. 完全燃烧： ③ 弱酸性 H2S + CuSO4 = CuS↓(黑色) + H2SO4 H2S + Pb(NO3)2 = PbS↓(黑色) + 2HNO3 硫化氢的水溶液叫氢硫酸，氢硫酸是二元弱酸，氢硫酸受热易挥发 三、硫化氢 2、化学性质 ④ 强还原性 如与SO2、卤素单质、FeCl3、KMnO4(H+)、H2O2反应 2H2S + SO2 = 3S + 2H2O H2S + Cl2(氯气) = S↓ + 2HCl H2S + 2FeCl3 = S↓ + 2FeCl2 + 2HCl 5H2S + 2MnO4- + 6H+ = 5S↓ + 2Mn2+ + 8H2O H2S + H2O2 = S↓ + 2H2O ★ H2S、HS-、S2-均有强还原性，还原性强弱：H2S ＞ HS- ＞ S2- 三、硫化氢 3、实验室制法 FeS + 2H+ = Fe2+ + H2S↑ ① 实验原理: ★ 用稀硫酸或稀盐酸比较好 ★ 不能用浓硫酸、硝酸(要氧化H2S) ★ 不用浓盐酸(要挥发，使H2S不纯) ② 发生装置: ③ 收集装置: 固 + 液 → 气（不加热） ★ 用启普反应发生器制取气体： ① 固 + 液 → 气(不需要加热) ② 要求反应物是块状固体，生成的气体难溶于水 向上排空气法或排饱和NaHS溶液 三、硫化氢 3、实验室制法 ④ 检验方法: ⑤ 尾气处理: 用湿润的Pb(NO3)2或(CH3COO)2Pb试纸放在集气瓶口，观察试纸是否变黑 H2S + Pb(NO3)2 = PbS↓(黑色) + 2HNO3 H2S + (CH3COO)2Pb = PbS↓(黑色) + 2CH3COOH ★ 金属硫化物中难溶于水，又难溶于稀酸的有PbS、CuS、Ag2S、HgS 用碱溶液将其吸收 H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O ★ 干燥H2S不能使用碱性(碱石灰)、氧化性(浓硫酸)的干燥剂，要用P2O5 H2S的实验室制法 1、下列实验能证明一定有SO2存在的是（ ） 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 通入足量的氢氧化钠溶液再加BaCl2溶液有白色沉淀产生，该沉淀溶于稀盐酸 ⑤ 通入新制氯水能使氯水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生 A. 都能 B. 都不能 C. ③④⑤ D. 只有⑤ D 2、将SO2气体通入BaCl2溶液中，没有看到明显现象，再通入一种气体（或加入一种物质），产生一种白色沉淀，该气体（或物质）不可能是（ ） A. Cl2 B. NH3 C. CO2 D. FeCl3 C 3、已知CO2中混有水蒸气、CO、SO2等杂质气体，为收集到纯净的CO2，设计的除杂装置如下，图中A、B、C每个装置各除去一种杂质。试回答A、B、C中所盛试剂的名称并用化学方程式表示吸收杂质的反应？ 混有杂质的CO2 纯净的CO2 酸性KMnO4溶液　 5SO2 + 2MnO4- + 2H2O = 5SO42- + 2Mn2+ + 4H+ 浓硫酸　 CuO + CO = Cu + CO2 △ CuO　 4、下图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图： （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 。 品红溶液 检验SO2 酸性KMnO4溶液　 检验并除尽SO2 澄清石灰水 检验CO2 酸性KMnO4溶液颜色变浅但不褪成无色 5、将SO2分别通入下列五种溶液中： （1）试管①中KMnO4酸性溶液 ，证明SO2具有 性。 （2）试管②中品红溶液 ，证明SO2具有 性。 （3）试管③中溶液 ，证明SO2能中和NaOH，写出该反应的离子方程式： 。 （4）试管④中能产生 沉淀，该沉淀是 。 （5）试管⑤中能产生白色沉淀，该沉淀是 。 褪色 还原 褪色 漂白 褪色 SO2 + 2OH- = SO32- + H2O 或 SO2 + OH- = HSO3- 白色 BaSO3 BaSO4 课堂小结 元素硫 硫与铁反应 硫在空气和氧气中的燃烧 $