高中化学人教版（2019）必修第二册5.1硫及其化合物（共28张ppt）

(共28张PPT)
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
硫的性质及用途
硫的氧化物和氢化物
硫酸
不同价态含硫物质的转化
考法解读
高考考向
1、结合生产生活考查SO2的性质和用途，理解二氧化硫漂白性的机理。
2、用对比的方法研究浓硫酸和稀硫酸的性质异同。
3、含硫化合物之间的相互转化与综合推断。
1、考查内容：硫及其化合物的性质，几种硫酸盐的用途，不同价态的含硫物质之间的转化。
2、考察题型：选择题、非选择题
3、分值情况：选择题4~8分，非选择题8~10分
硫的性质和用途
1、硫的原子结构
硫是 元素，位于元素周期表的 周期 族，易 电子，形成 价硫的化合物，与氧元素相比，硫的得电子能力 ，所以含硫化合物常以 ，而氧为 价。
2、硫的存在形态
3、硫的物理性质
自然硫
颜色 状态 脆性 溶解性
黄色 固体 粉末 很脆 难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳
【想一想】如何清洗附在试管壁上的硫粉？
硫粉
俗称： ，主要存在火山喷口附近或地壳的岩层里
主要以 和 的形式存在，如硫铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）、石膏（CuSO4·2H2O）、芒硝（Na2SO4·10H2O）
游离态
形态
化合态
非金属
三
ⅥA
得
弱
+4、+6
-2
-2
硫黄
硫的氧化物
硫酸盐
黄铁矿(FeS2)
石膏(CaSO4·2H2O)
芒硝
Na2SO4·10H2O
绿矾
FeSO4·7H2O
4、硫的化学性质
（1）氧化性
①与金属反应
2Na + S Na2S （剧烈反应，轻微爆炸）
2Al + 3S Al2S3
Fe + S FeS （黑色）
2Cu + S Cu2S （黑色）
与变价金属反应生成低价的硫化物
②与非金属反应
H2 + S H2S
（2）还原性
S + O2 SO2 （在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，在纯氧中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰，均产生刺激性气味。）
S + 2H2SO4（浓） 3SO2↑ + 2H2O
硫与氧气反应只能生成SO2,不能生成SO3
（3）既有氧化性又有还原性
3S + 6NaOH 2Na2S + Na2SO3 +3H2O
5、硫的用途
（1） 制农药：石硫合剂用于杀死果树害虫。
（2）制黑火药：S + 2KNO3 +3C K2S + N2↑ +3CO2↑
（3）消除汞：不慎洒落水银，可撒上硫粉。
（4）工业制造硫酸、硫化天然橡胶。
黑火药
天然橡胶硫化机
硫的氧化物和氢化物
1、二氧化硫
（1）物理性质
颜色 状态 气味 密度 溶解性 沸点 毒性
无色 气态 刺激性 比空气大 易溶于水 低，易液化 有毒
（2）化学性质
酸性氧化物的通性（NaOH）
SO2 +NaOH ＝ Na2SO3 + H2O
SO2 + NaOH ＝ NaHSO3
氧化性（H2S）
SO2 +2H2S＝ 3S +2H2O
还原性
氯水
2SO2 + O2 2SO3
SO2 + Cl2 + 2H2O ＝ 2HCl + H2SO4
O2
SO2
漂白性
使品红溶液褪色，加热后恢复颜色
▲SO2与水反应
【实验1-1】把充满SO2、塞有橡胶塞的试管倒立在水中，在水面下打廾橡胶塞，观察试管内液面的上升。待液面高度不再明显変化时，在水下用橡胶塞塞紧试管ロ,取出试管，用pH试纸测定试管中溶液的酸碱度。
现象：pH试纸测定试管中溶液显酸性。
原理：
SO2 + H2O H2SO3
而 SO3 + H2O ＝ H2SO4
可逆反应：在用一条件下，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
【实验1-2】用试管取2mL在实验1-1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，再观察溶液的变化。
▲SO2漂白性
现象：通入SO2后，品红溶液褪色。加热后恢复颜色。
原理：与品红反应生成不稳定的无色物质，加热后无色物质容易分解而恢复颜色。
（3）用途
①漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等
②杀菌消毒，可做食品添加剂
③工业制备三氧化硫
在酿制过程中，某些细菌会影响到发酵，添加适量二氧化硫可以起到杀菌的作用
【思考 讨论】有两瓶经过CI2和SO2漂白的品红溶液，如何通过简单实验鉴别？将等量Cl2与SO2通入品红溶液，漂白性是否增强？
提示：加热， 恢复红色的是经过SO2漂白的品红溶液，否则是Cl2漂白过的品红溶液。将等量Cl2与SO2通入品红溶液，漂白性会消失，因为两者发生反应生成了H2SO4和 HCl。
目前我国对于红酒中总二氧化硫的最大残留量不得超过50mg/kg
2、三氧化硫
（2）化学性质
常温常压下，SO3是无色液体，熔点16.8℃、沸点44.8℃。
标准状况下，SO3为固体。
（1）物理性质
酸性氧化物，是硫酸的酸酐。
①能与水反应，使紫色石蕊试液变红
②与碱性氧化物反应：如CaO , CaO + SO3 ＝ CaSO4
③能与碱反应：如Ca(OH)2 , Ca(OH)2 + SO3 ＝ CaSO4 +H2O
（3）工业制法
2SO2 + O2 2SO3
3、硫化氢
（1）物理性质
硫化氢是一种无色、臭鸡蛋气味的气体，有剧毒，是一种大气污染物。
（2）化学性质
①能与碱反应：H2S + OH-（过量） ＝S2- + 2H2O；
H2S + OH- （少量） ＝ HS- + H2O
② 强还原性：2FeCl3 + H2S ＝ 2FeCl2 + S ↓ + 2HCl
③可燃性： 2H2S + 3O2 2SO2 + 2H2O
2H2S + O2 2S + 2H2O
（3）用途
1、制备高纯度的硫磺
2、化学鉴定分子金属离子。
3、含有硫化氢的温泉对皮肤病有一定疗效。
4、酸雨
（1）形成酸雨的物质为 氮的氧化物 、 硫的氧化物 。
（2）大气中SO2主要来自 煤、石油 等燃料的燃烧， 金属 的冶炼、 硫酸 工业排放的废气。
（3）酸雨的防治措施：对燃烧生产的 酸性 物质加以控制，改变含硫矿石 结构，开发和利用 清洁能源 。
3NO2+2H2O ＝ 2HNO3+NO
2SO2+O2 (加热) ＝ 2SO3 SO3+H2O ＝ H2SO4
练习
1．下列说法正确的是( )
A．SO2能使酸性KMnO4溶液迅速褪色 B．可以用澄清石灰水鉴别SO2和CO2
C．硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3
D．少量SO2通过浓的CaCl2溶液能生成白色沉淀
2．下列溶液能够区别SO2和CO2气体的是( )
①澄清石灰水 ②H2S溶液 ③酸性KMnO4溶液④氯水 ⑤品红溶液
A．①②③ B．②③④ C．除①以外 D．全部
3. 将一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L－1浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液的pH＝1，则下列叙述中错误的是( )
A．气体A为SO2和H2的混合物 B．反应中共消耗Zn 97.5 g
C．气体A中SO2和H2的体积比为4∶1 D．反应中共转移3 mol电子
A
C
C
硫酸
H2SO4
工业制硫酸流程图：
硫黄或黄铁矿
SO2
SO3
H2SO4
空气
燃烧
400~500℃
V2O5
（催化剂）
98.3%的浓硫酸吸收
1、物理性质
难挥发；浓硫酸与水以任意比互溶，溶解时可放出 ；浓硫酸稀释方法： 。
2、化学性质
（1）酸的通性（稀硫酸）
①使紫色石蕊溶液变红，酚酞溶液不变色。
②与活泼金属反应，如 Mg + H2SO4 ＝ MgSO4 + H2↑
③与碱性氧化物反应，如 CuO + H2SO4 ＝ CuSO4 + H2O
④与碱反应，如 2NaOH + H2SO4 ＝ Na2SO4 + 2H2O
⑤与某些盐反应，如Na2CO3 + H2SO4 ＝ Na2SO4 + CO2 + H2O
大量热
将浓硫酸缓慢倒入水中，边倒边搅拌
（2）浓硫酸的特性
①吸水性（常用作干燥剂）
可干燥的气体有：H2 、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4、 C2H2 、 C2H4等。
不可干燥的气体：碱性气体，如NH3；还原性气体，如H2S、HI等。
②脱水性
按水的组成比脱去某些有机物中的氢、氧元素，使有机物脱水。如使纸张、棉花、木材、蔗糖等有机物脱水炭化（变黑）。
③强氧化性
ⅰ.与绝大多数金属反应 （以铜为例）
『 实验原理』金属 + H2SO4（浓） 高价态金属硫酸盐 + SO2 + H2O
『 实验装置』
『 实验现象』铜丝表面有气泡产生；试管中品红溶液褪色；试管中紫色石蕊溶液变为红色；将A试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为蓝色。
『 实验结论』Cu + 2H2SO4（浓） CuSO4 + SO2 +2H2O
注意：Fe、Al 遇到冷的浓硫酸或浓硝酸会产生钝化反应。
应用：用铁罐来贮运浓硫酸，用铝槽车盛装浓硝酸。
ⅱ.与非金属反应
C + 2H2SO4（浓） CO2 ↑+ 2SO2 ↑+ 2H2O
S + 2H2SO4（浓） 3SO2↑ + 2H2O
2P + 5H2SO4（浓） 2H3PO4 + 5SO2 ↑+ 2H2O
ⅲ.与还原性物质反应
H2S + H2SO4（浓）＝ S↓ + SO2 + 2H2O
2HI + H2SO4（浓）＝ I2 + SO2 +2H2O
这就是为什么不能用浓硫酸制取或干燥H2S、HI、HBr等气体。
ⅳ.难挥发性
由于浓硫酸是高沸点、难挥发性酸，所以能够制取易挥发性酸，如HCl、HNO3等。
H2SO4（浓）+ NaCl（s） NaHSO4 + HCl ↑
3、用途
①硫酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药和染料。
②也可用于石油精炼、金属加工前的酸洗及制备易挥发性酸。
4、SO42-的检验
实验操作 实验现象 实验结论
在试管中加入少量稀硫酸，滴入几滴BaCl2溶液，再滴入少量稀盐酸，振荡，观察现象。 先生成白色沉淀 ，加入盐酸后 沉淀不溶解 。 SO42- 与Ba2+反应生成不溶于盐酸的白色沉淀。
Ba2+ +SO42- ＝BaSO4↓
在试管中加入少量Na2SO4溶液，滴入几滴BaCl2溶液，再滴入少量稀盐酸，振荡，观察现象。 先 生成白色沉淀 ，加入盐酸后 沉淀不溶解 。 在试管中加入少量Na2CO3，滴入几滴BaCl2溶液，再滴入少量稀盐酸，振荡，观察现象。 先 生成白色沉淀 ，加入盐酸后 沉淀溶解且有气泡产生 。 CO32- 与Ba2+反应生成白色沉淀BaCO3，可溶于盐酸。
检验SO42-的操作：待测液经盐酸酸化，取上清液滴入BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则有SO42-存在。
目的：排除CO32-、SO32-、Ag+等离子干扰。
5、粗盐提纯
除去粗盐中可溶性杂质
①粗盐中主要有Mg2+ 、Ca2+ 、SO42-杂质离子。
②原理：
SO42- BaSO4 剩余 Ba2+
Ca2+ 、 Mg2+ 、 Ba2+ Mg(OH)2 剩余OH-、Ca2+ 、Ba2+
Ba2+ 、 OH- 、Ca2+ BaCO3 、 CaCO3 剩余OH- 、CO32-
OH- 、CO32- H2O 、CO2
加入试剂的顺序还可以改变吗？
1．向5 mL 18 mol·L－1的硫酸中加入足量铜片并加热使其充分反应，下列说法正确的是（ ）
A．有0.09 mol的硫酸被还原 B．有0.045 mol的硫酸被还原
C．充分反应后体系无硫酸剩余 D．消耗铜的质量一定小于2.88 g
2.．(2009年汕头模拟)下列各组气体中，在通常状况下能共存，并且都能用浓硫酸干燥的是( )
A．SO2、H2S、Cl2 B．NO、O2、HBr
C．SO2、CO2、O2 D．HCl、HBr、HI
3. 在BaCl2溶液中通入SO2气体，溶液仍澄清；若将BaCl2溶液分盛两支试管中，一支加硝酸，另一支加烧碱溶液，然后再通入SO2气体，结果两支试管都有白色沉淀。由此得出下列结论合理的是( )
A．氯化钡显两性 B．两支试管的沉淀均是亚硫酸钡
C．SO2有还原性和酸酐的性质 D．升高pH使SO2水溶液中SO32-浓度增大
练习
D
C
C
不同价态含硫物质的转化
阳光 O2
氧化
H2SO3
H2SO4
微生物
还原
S
H2S
火山爆发
大气
地表
地下
与砷铁汞锑
等元素化合
含硫
矿物
雄黄
雌黄
辉锑矿
黄铁矿
辰砂
石膏(CaSO4·2H2O)
芒硝(Na2SO4·10H2O)
受空气中氧气、水等作用
H2S
部分硫
1、硫元素不同化合价之间的相互转化
-2
0
+4
+6
只有还原性
既有还原性，又有氧化性
只有氧化性
2、含硫物质之间的转化关系
H2S
SO2
SO3
H2SO3
H2SO4
S
Na2SO3
Na2SO4
BaSO4
HgS
1.标准状况下，某同学向100 mL H2S饱和溶液中通入SO2，所得溶液pH变化如图所示，下列分析中，正确的是( )
A．ab段反应是：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O B．亚硫酸是比氢硫酸更弱的酸
C．原H2S溶液的物质的量浓度为0.05 mol·L－1 D．b点对应的溶液导电性最强
2.对某酸性溶液(可能含有Br－、SO42-、H2SO3、NH4＋)分别进行如下实验：
①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色；
②加碱调至碱性后，加热时放出的气体可以使润湿的红色石蕊试纸变蓝；
③加入氯水时，溶液显黄色，再加入BaCl2溶液，产生的白色沉淀不溶于稀硝酸。
对于下列物质不能确认其在原溶液中是否存在的是( )
A．Br－ B． SO42- C．H2SO3 D． NH4＋
练习
A
B
1.标准状况下，某同学向100 mL H2S饱和溶液中通入SO2，所得溶液pH变化如图所示，下列分析中，正确的是( )
A．ab段反应是：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O B．亚硫酸是比氢硫酸更弱的酸
C．原H2S溶液的物质的量浓度为0.05 mol·L－1 D．b点对应的溶液导电性最强
2.对某酸性溶液(可能含有Br－、SO42-、H2SO3、NH4＋)分别进行如下实验：
①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色；
②加碱调至碱性后，加热时放出的气体可以使润湿的红色石蕊试纸变蓝；
③加入氯水时，溶液显黄色，再加入BaCl2溶液，产生的白色沉淀不溶于稀硝酸。
对于下列物质不能确认其在原溶液中是否存在的是( )
A．Br－ B． SO42- C．H2SO3 D． NH4＋
3.欲测定在干燥空气中已部分氧化的Na2SO3样品中Na2SO3的质量分数，甲、乙两组分别设计并完成实验如下：甲组：称取a g样品，利用如图所示装置(B、C之间导管先充满水)，测出A中加入足量较浓硫酸反应后，量筒C中水的体积VmL。
(1)B、C之间导管先充满水的目的是 。
(2)你认为本组实验的Na2SO3测定值将偏________(填“高”或“低”)，主要原因是_______________ 。
(3)简述改进实验的最简单方法 。
乙组：称取a g样品，利用下图所示装置，测出A中加入足量较浓硫酸反应后装置C中足量碱石灰增重为b g。
(4)B装置的作用是 。
(5)你认为本组实验的Na2SO3测定值将偏________(填“高”或“低”)，主要原因是 ；改进方法是 。
排出B、C之间导管中的空气，减少测量误差
低
部分SO2溶于B中的水
B装置中的水面加一层植物油
干燥气体，减少测量误差
低
SO2比空气重，部分残留在A、B中
在A中塞子上加一个导管，将已除去CO2的空气从该导管通入，赶出残留在A、B中的SO2