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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
第1课时 硫和二氧化硫
硫元素在元素周期表中的位置
硫是一种重要的非金属元素,位于元素周期表的第三周期,VIA族
O
S
原子结构
+16
2
8
6
与同主族的氧元素相比,硫元素的原子多一个电子层,得电子的能力
相对较弱,而失电子能力则相对较强。在富含氧气的地表附近找到含
硫化合物中硫常常为+4价或+6价,而氧为-2价
硫酸盐
游离态:
存在于火山喷口附近或地壳的岩层里
化合态:
硫化物
有机物
硫铁矿(FeS2),黄铜矿(CuFeS2)
石膏(CaSO4·2H2O)
芒硝(Na2SO4·10H2O)
石油、天然气、煤、蛋白质等
1、硫元素的存在形态
一、单质硫
2、硫单质的物理性质
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
3、 化学性质
①氧化性:
2Cu + S = Cu2S
△
H2 + S = H2S
△
与Na、Fe、Cu、Hg等金属及H2反应
单质硫的氧化性较弱,与变价金属反应时,一般只生成低价金属硫化物(如FeS、Cu2S)
Fe + S = FeS
△
2Na + S = Na2S
△
②还原性:
点燃
S + O2= SO2
【思考】若试管内壁附着有单质硫时,如何洗涤除去
③与氢氧化钠溶液反应
3S+6NaOH=2Na2S+Na2SO3+3H2O
4、 用途:
硫黄主要用于制造硫酸、化肥、火柴及杀虫剂等,还用于制造
黑火药、烟花爆竹等。
黑火药爆炸反应
S + 2KNO3 + 3C = K2S + 3CO2↑ + N2↑
二、二氧化硫
1、阅读教材,归纳总结二氧化硫的物理性
色、态、味 密度 溶解性 毒性
________________________ 比空气____ _______________________________________________ _____
无色有刺激性气味的气体
大
易溶于水,通常状况下,1体积水溶解约40体积SO2
有毒
2、化学性质
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5-1】
现象 结论
SO2易溶水
试管水位上升
试纸变红色
溶液呈酸性
SO2+H2O H2SO3
SO2+H2O H2SO3
a、同一条件
c、同时存在,各种反应物、生成物共存
b、同时进行:用可逆号 连接;
可逆反应的特点是什么?
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,叫做可逆反应
可逆反应
物质类别
元素价态
单质 氧化物 酸 盐
+6
+4
0
-2
S
H2S
SO2
SO3
H2SO3
H2SO4
硫酸盐
亚硫酸盐
含S2-盐
(1)从物质类别角度分析SO2的化学性质
① 酸性氧化物的通性
SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
SO2 +CaO===CaSO3
SO2+H2O H2SO3
SO2 + Ca(OH)2 == CaSO3 ↓+H2O
2SO2 + Ca(OH)2 = Ca(HSO3)2
SO2 + NaOH = NaHSO3
c.与碱性氧化物如:CaO反应
a. SO2与H2O 的反应:
b. SO2能与碱反应
物质类别
元素价态
单质 氧化物 酸 盐
+6
+4
0
-2
S
H2S
SO2
SO3
H2SO3
H2SO4
硫酸盐
亚硫酸盐
含S2-盐
(2)从元素化合价角度分析SO2的化学性质
SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr
5SO2+2KMnO4+2H2O===K2SO4 + 2MnSO4+2H2SO4
SO2+2H2S===3S+2H2O
② 还原性(+4 → +6)
SO2可使氯水、KMnO4溶液褪色,可用于吸收或鉴别SO2
③ 氧化性(+4 → 0)
S
H2S
氧化性
SO2
+4
还原性
SO3
2SO2+O2 2SO3
催化剂
鉴别
④漂白性【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,在观察溶液的变化。
现象:使品红溶液的红色褪去;加热后,溶液又恢复红色,可用于检验或鉴别SO2
漂白原理
SO2能与某些有色物质结合成不稳定的无色物质而具有漂白性---暂时性(当加热或久置后,恢复原来的颜色)
选择性:不能使紫色石蕊试液褪色,可变红
常见漂白剂的漂白原理及特点
类型 原理 特点 举例
氧化型 漂白剂本身是氧化剂,利用其氧化性氧化有色物质,使之失去原有的颜色 加热时不能恢复原有的颜色 Cl2、Ca(ClO)2、ClO2、H2O2、O3等
化合型 漂白剂与有色物质结合生成新的无色物质,使之失去原来的颜色 加热时能恢复原来的颜色 二氧化硫等
吸附型 有些固体物质疏松、多孔,具有较大的比表面积,可以吸附有色物质使之失去原来的颜色 部分吸附剂可以重复使用 活性炭、胶体等
二氧化硫与氯水的漂白性比较
【对比提升】
思考与讨论:
品红溶液不褪色
2.SO2与Cl2按1:1混合通入品红溶液会有什么变化?
3.CO2和SO2均为酸性氧化物,在性质上具有一定的相似性,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。
1.报纸放久了为什么会变黄?
SO2 漂白暂时性
SO3 + H2O == H2SO4
(2)可以漂白纸浆、毛、丝、草编制品等
(1)制造硫酸:
2SO2 + O2 2SO3
△
催化剂
3、二氧化硫的用途
(3)杀菌消毒、食品添加剂
三、SO2用途
SO2用途
防腐剂
漂白剂
抗氧化剂
添加剂
1.下列说法中正确的是( )
A.硫与金属或非金属反应均作氧化剂
B.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C.过量的硫与铁反应生成Fe2S3,表现了硫单质的氧化性
D.硫只以化合态形式存在于自然界中
B
2、银耳本身为淡黄色,某地出产一种雪耳,颜色洁白如雪,其制作过程为:将银耳堆放在密封状况良好的塑料棚内,在棚的一端支一口锅,锅内放硫黄,加热使硫黄熔化并燃烧,两天左右雪耳就制成了。雪耳炖不烂,且对人体有害,制作雪耳利用的是( )
A.硫的还原性 B.二氧化硫的漂白性
C.二氧化硫的还原性 D.硫的漂白性
B
3、如图所示是一套检验气体性质的实验装置。向装置中缓慢通入气体X,若关闭活塞,则品红溶液无变化而澄清的石灰水变浑浊;若打开活塞,则品红溶液褪色。据此判断气体X和洗气瓶内溶液Y分别可能为( )
A.①④ B.①② C.②③ D.③④
A
1、物理性质
注意:不能说在标准状态下1molSO3所占的体积约为22.4L
三、三氧化硫(SO3)
常温下为液态(l),加热条件下为气态(g),标准状况下为固态(s)
(1)与水的反应
SO3+H2O == H2SO4
SO3 + CaO == CaSO4
SO3 + Ca(OH)2 == CaSO4+H2O
SO3是酸性氧化物
(2)与碱性氧化物的反应
(3)与碱的反应
2、化学性质
巩固练习:硫及其化合物第一课时
(硫与二氧化硫)