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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
一、硫原子的结构
1.硫的结构
画出硫原子结构示意图: ,硫原子最外层的电子数为 . 容易 电子容易形成 价的硫化物
周期表中位置: 。主要化合价: 。
第三周期 第VIA族
-2 ,0, +4、 +6
6
得到2个
硫元素的价态
物质类别
-2
思维建模:硫的价类二维图
将二维图的横坐标和纵坐标完善
0
+2
+4
+6
氢化物
单质
氧化物
酸
盐
1、物理性质:
硫俗称硫磺,黄色晶体,质脆,易研成粉末,难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2 。
思考:如何清洗沾在试管内壁的硫单质?
实验室可以用CS2清洗沾在试管内壁的硫
二、硫的性质
二、硫的性质
①氧化性:
2Cu + S = Cu2S
△
Fe + S = FeS
△
硫表现出氧化性,当与变价金属铁与铜反应时,由于硫的氧化性不强,因而与铁、铜反应时,只生成低价金属硫化物
H2 + S = H2S(臭鸡蛋气味气体,水溶液为二元弱酸)
△
S + Hg = HgS
应用:汞洒落在地面,由于汞易挥发,挥发出的汞蒸气有毒。一般用在汞上面撒上硫粉来处理。
FeS、Cu2S中Fe、Cu、S的化合价分别是多少?S是作氧化剂还是还原剂?
2、化学性质
S + O2 = SO2
点燃
②还原性:
二、硫的性质
【变式训练1】 下列说法正确的是( )
A.硫在空气中燃烧时,火焰呈明亮的蓝紫色
B.硫单质既有氧化性又有还原性
C.S能氧化Fe,使Fe生成+3价铁的化合物。
D.S在空气中燃烧生成SO2,在过量的纯氧中燃烧生成SO3。
硫在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰;硫在纯氧中燃烧,产生明亮的蓝紫色火焰。S与O2反应,不管O2是否过量只生成SO2
三、二氧化硫的性质
无色、有刺激性气味的有毒气体、密度比空气大,易溶于水(通常情况下,1体积水能溶解约40体积的二氧化硫,即1:40)。
1、SO2物理性质
2、SO2化学性质
思考与交流:
1、从物质分类的角度看,属于 氧化物,具有 的通性。
2、从氧化还原的角度看,SO2中硫元素的化合价为 价,在反应过程中化合价可以 ,具有具有 性(氧化性、还原性)
酸性
酸性氧化物
+4
升高到+6价和降低到0价
或-2价
既有氧化性又有还原性
三、二氧化硫的性质
2、SO2化学性质
(1)SO2酸性氧化物的通性
酸性氧化物
CO2、SO2
①酸性氧化物+水
②酸性氧化物+碱
③酸性氧化物+碱性氧化物
= 酸
= 盐+水
= 盐
P3 实验5-1 SO2的溶解性及水反应
现象:
试管内液面上升。
SO2易溶于水
橡皮塞在水里打开。
振荡后,水迅速进入试管。
pH试纸变红色, pH < 7。
SO2的水溶液呈酸性
P3 实验5-1 SO2的溶解性及水反应
①与H2O反应:
SO2 + H2O H2SO3(亚硫酸)(弱酸,酸性:亚硫酸>醋酸>碳酸),
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叫可逆反应,用 表示。把向生成物方向进行(→)的反应叫做正反应,向反应物方向(←)进行的反应为逆反应。
三、二氧化硫的性质
(1)SO2酸性氧化物的通性
可逆反应的特征:正逆反应条件相同,反应不彻底,反应物不能彻底反应完
判断正误:1、1mol SO2与足量水反应生成1mol H2SO3 ( )
2、氢气燃烧生成水和水电解生成氢气是可逆反应( )
②与碱反应:
SO2少量 + 2NaOH =
SO2过量 + NaOH =
应用:实验室制取SO2时,可选择用碱液吸收尾气,防止污染空气
Na2SO3(亚硫酸钠)+ H2O
NaHSO3
三、二氧化硫的性质
(1)SO2酸性氧化物的通性
思考与交流:SO2通入澄清石灰水,随着SO2的增加会产生什么现象?把
涉及的化学方程式写出来。
三、二氧化硫的性质
③与碱性氧化物反应(了解):
应用:石灰法脱硫
SO2 + Na2O = Na2SO3(亚硫酸钠)
SO2 + CaO = CaSO3(亚硫酸钙)
正误判断:1、可用澄清石灰水鉴别SO2和CO2。( )
2、SO2的水溶液中存在SO2、H2SO3的原因是SO2与H2O的反应为可逆反应。
三、二氧化硫的性质
(2)SO2的强还原性
弱氧化性
①强还原性
2SO2 + O2 2SO3
催化剂
Δ
能被酸性KMnO4、Cl2 、Br2 、I2 、Fe3+、HNO3、H2O2、等氧化剂氧化为SO42-。SO2能使酸性溶液、氯(溴、碘)水褪色
②弱氧化性
SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O
往H2S溶液中通入SO2看到的现象是
可逆反应
三氧化硫
返回
SO3是无色易挥发的晶体,熔点为16.8℃,沸点为44.8℃。
⑴物理性质
⑵化学性质
酸性氧化物的性质
SO3 + H2O = H2SO4(放出大量热)
思考:常温下是什么状态,标准状况下是什么状态?
你能写出酸性氧化物分别与H20、NaOH溶液、CaO反应的化学方程式吗?
SO3 + 2NaOH =Na2SO4(硫酸钙)+ H2O
SO3 + CaO = CaSO4(硫酸钙)
SO3常温下是液体,标况下是固体
标准状况下1mol SO3 的体积为22.4L
三、二氧化硫的性质
(3)SO2的漂白性
三、二氧化硫的性质
(3)SO2的漂白性——常用品红溶液检验SO2
现象:
品红溶液褪色,
加热后溶液恢复红色,在实验过程中,有强烈的刺激性气味伴随着。
SO2漂白的原理(化合、可逆)
SO2能与某些有色物质化合生成不稳定的无色物质,这些无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色。
能品红溶液褪色,但是不能使酸碱指示剂(如紫色石蕊溶液)褪色
氯水 二 氧 化 硫
原理 氯水中HClO将有色物质氧化成无色物质 SO2溶于水与有色物质直接结合生成不稳定的无色物质
实质 氧化还原反应 非氧化还原反应
效果 永久性,加热颜色不恢复 暂时性,加热颜色恢复
范围 漂白大多数有色物质,能使紫色石蕊溶液先变红后褪色 漂白某些有色物质,不能使紫色石蕊溶液褪色(石蕊变红)
氯水和二氧化硫漂白性的比较
活性炭—将有色物质的分子通过物理吸附吸附在其表面
交
与
考
思
流
氯水和SO2都具有漂白作用,将等物质的量的氯水和SO2混合,所得溶液的漂白作用会增强吗?
Cl2 + SO2 + 2H2O = 2HCl + H2SO4
不会增强
SO2的用途
①制造硫酸
②用于漂白
③用于杀菌消毒,还是一种食品添加剂,视频中添加适量的可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用
SO2
品红溶液褪色
酸性KMnO4溶液、溴水褪色
漂白性
还原性
还原性
O2
H2
氧化性
FeS CuS
H2S
碱性氧化物通性
H2O
H2SO3
Fe Cu
碱
SO2少量
SO2过量
亚硫酸氢盐
亚硫酸盐
课堂小结
巩固练习
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气体不一定是SO2
C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同
D.SO2通入BaCl2溶液中会产生白色沉淀
二氧化硫与二氧化碳的鉴别、净化及检验
问题引领
SO2与CO2性质的异同:
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
二氧化硫与二氧化碳的鉴别、净化及检验
如何检验某混合气体中含有SO2和CO2?
SO2、CO2
每一个试管应该放什么试剂,现象与作用分别是什么?