(共65张PPT)
第2节 硫的转化
第1课时 自然界中的硫 二氧化硫
第3章 物质的性质与转化
[素养发展目标]
1.能从物质类别和元素化合价的角度预测硫、二氧化硫的性质及转化,培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。
2.能根据教材中给出的有关硫、二氧化硫的性质,设计简单的实验方案,完成实验操作,观察现象,对实验现象做出解释,发展科学探究与创新意识的学科核心素养。
3.能主动关注环境保护、资源综合利用等社会热点问题,形成与环境和谐共处、合理利用自然资源的观念。
01
知识点一 自然界中不同价态硫元素之间的转化
1.自然界中硫元素的存在形态
2.自然界中不同价态硫元素之间的转化
3.不同价态硫元素的性质及转化
(1)硫及其化合物的“价—类”二维图
(2)从化合价角度分析硫及其化合物的性质及转化
1.多数含硫化合物具有强还原性,下列含硫化合物能在空气中稳定存在的是( )
A.硫化钠 B.亚硫酸钠
C.亚硫酸 D.硫酸钠
解析:硫化钠、亚硫酸钠及亚硫酸中硫元素的化合价均非最高价态,它们在空气中能被氧气氧化。
√
解析:S与O2生成SO2,SO2再与H2O生成H2SO3,H2SO3可以与NaOH生成Na2SO3,B项正确。
A项氯气与氧气不能直接化合,C项中Al2O3、D项中Fe2O3或Fe3O4均不与H2O反应生成对应碱。
√
3.如图为火山喷发时硫元素的转化示意图,其中甲为气体,丁为固体单质。下列关于甲、乙、丙、丁的判断不正确的是( )
A.甲只具有还原性
B.乙、丙均为酸性氧化物
C.乙既有氧化性,又有还原性
D.丁→硫化物发生还原反应
√
解析:甲、乙、丙、丁分别为H2S、SO2、SO3、S。H2S中-2价的S只有还原性,但其中的H为+1价,具有氧化性,如H2S与活泼金属反应可表现出氧化性,A项错误;
SO2、SO3均为酸性氧化物,B项正确;
SO2中的S为+4价,处于S的中间价态,C项正确;
丁→硫化物,硫元素化合价降低,发生还原反应,D项正确。
02
知识点二 认识硫单质
1.实验探究
实验编号 实验操作 实验现象
① 取少量硫粉放入试管中,观察它的颜色、状态;在酒精灯上加热 硫粉是黄色(或淡黄色)固体,加热一会儿便熔化成液体
实验编号 实验操作 实验现象
② 把研细的硫粉和铁粉按照一定比例混合均匀,放在石棉网上堆成条状或堆成“FeS”的形状。用灼热的玻璃棒触及一端,当混合物呈红热状态时移开玻璃棒 混合物一端红热,直到整个混合物红热,结成黑色块状“FeS”
实验编号 实验操作 实验现象
③ 取少量硫粉放入燃烧匙中,将燃烧匙放在酒精灯上加热至硫粉熔化并燃烧,迅速伸入盛满氧气的集气瓶(底部有少量水)中 发出明亮的______色火焰,放出大量的热,生成一种有______气味的气体
蓝紫
刺激性
2.物理性质
俗称 色、态 熔、沸点 硬度 溶解性 水 酒精 CS2
硫黄 _______________ 固体 都不高 很脆 ______ 微溶 _______
黄色(或
淡黄色)
易溶
不溶
3.同素异形体
4.化学性质
5.用途:主要用于制造硫酸、化肥、火柴及杀虫剂等。
[名师点拨]
(1)硫与大多数金属反应均需要加热,但反应开始后,不需要加热便可继续进行。
(2)硫单质与氧气反应,无论氧气是否足量,其一步反应都只能生成SO2,不能生成SO3。
1.我国晋代炼丹家、医学家葛洪所著《抱朴子》一书中记载有:“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”。
你能用化学方程式表示上述记载所表达的含义吗?
2.能不能根据Fe、Cu与S、Cl2反应的产物判断S和Cl2的氧化性强弱?
提示:能。Fe、Cu与S反应生成低价态化合物,Fe、Cu与Cl2反应生成高价态化合物,故Cl2的氧化性大于S。
提示:反应中S的化合价降低,发生还原反应,表现氧化性。
(2)燃放爆竹时会闻到强烈的刺激性气味,你知道其中的原因吗?
提示:燃放爆竹时S与空气中的氧气反应生成有刺激性气味的SO2气体。
1.下列说法不正确的是( )
A.硫单质易溶于CS2
B.正交硫和单斜硫互为同素异形体,二者的物理性质有差异
C.硫单质既有氧化性又有还原性
D.硫单质与铁反应吸热
解析:硫单质与铁反应开始后,不需要加热便可继续进行,说明反应放热。
√
2.下列关于单质硫的说法中,不正确的是( )
A.硫是一种难溶于水的黄色固体
B.硫与非金属单质的反应中一定被还原
C.硫跟铁反应生成硫化亚铁
D.硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫
解析:硫与H2的反应中,硫是氧化剂,被还原;硫与O2的反应中,硫是还原剂,被氧化,B项不正确。
√
3.在一定条件下,下列物质能与硫发生反应,且硫是还原剂的是( )
A.Cu B.H2
C.Fe D.O2
解析:硫既有氧化性又有还原性,当与氢气、金属单质等强还原剂反应时,硫是氧化剂;而与氧气等强氧化剂反应时,硫是还原剂。
√
03
知识点三 二氧化硫
1.实验探究
SO2易溶于水
SO2的水溶液显
酸性
SO2能与碱反应
SO2具有还原性
SO2具有还原性
SO2具有漂白性,但生成的无色物
质不稳定
2.物理性质
颜色 气味 状态 毒性 密度 溶解性
无色 __________ 气体 有毒 比空气大 __________于水
刺激性
易溶
3.化学性质
1.葡萄酒是由葡萄汁发酵而成的。在酿制葡萄酒的过程中面临两大问题:一是葡萄汁发酵过程中产生的细菌会影响葡萄酒的酿制和保存;二是葡萄酒中含有的还原性物质一旦被氧化,葡萄酒的果香味会消失,影响口感。在酿酒实践中发现,添加适量的二氧化硫能完美解决这两大问题。
为什么二氧化硫能够解决这两大难题呢?
提示:二氧化硫可以用作防腐剂和抗氧化剂。二氧化硫具有杀菌作用,能够杀灭葡萄汁发酵过程中产生的细菌;二氧化硫具有较强的还原性,能够防止葡萄酒中的还原性物质被氧化,起到保质作用,并有助于保持葡萄酒的天然果香味。
2.CO2和SO2均为酸性氧化物,在性质上具有一定的相似性,结合已有的知识分析能否用澄清石灰水鉴别CO2和SO2,并解释原因。
提示: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,都是先变浑浊后变澄清。
3.某同学发现夏天爷爷买的白草帽用了一段时间后变黄了,通过询问身边的人了解到草帽是用“硫黄熏”过的,你是否认可该说法?白草帽变黄的原因是什么?
提示:“硫黄熏”这个说法不准确,草帽被漂白的原理是利用硫黄在加热条件下与氧气反应生成SO2,SO2具有漂白性,将草帽漂白,并非硫黄直接作用;SO2与有色物质结合生成的无色物质不稳定,在受热(太阳光照射)条件下分解放出SO2,会使白草帽变黄。
1.SO2与CO2性质的比较
SO2 CO2
物理 性质 气味 有刺激性气味 无味
毒性 有毒 无毒
溶解 性(常 温常压) 易溶于水(体积比为1∶40) 可溶于水(体积
比为1∶1)
2.SO2和CO2的鉴别和检验
(1)SO2和CO2的鉴别方法
试剂 现象及结论 原理
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 —
试剂 现象及结论 原理
酸性KMnO4溶液 使紫红色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2 2KMnO4+5SO2+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
溴水 使橙色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2 Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4
不能用澄清石灰水鉴别SO2和CO2,原因是二者都能使澄清石灰水变浑浊。
(2)CO2和SO2混合气体的检验方法
3.常见的漂白剂及漂白原理
类型 吸附型 氧化型 化合型
物质 活性炭 氯水、漂白粉(84消毒液) 二氧化硫
漂白原理 吸附漂白 利用次氯酸的强氧化性进行漂白 与有色物质化合生成不稳定的无色物质
类型 吸附型 氧化型 化合型
变化类别 物理变化 化学变化(氧化还原反应) 化学变化
漂白特点 不可逆 可逆,加热恢复原色
能漂白的物质 一般用于溶液漂白 可漂白绝大部分有机色质 具有选择性,如品红、棉、麻、草等
1.(2022·长沙高一检测)检验SO2气体中是否混有CO2气体,可采用的方法是( )
A.通过品红溶液
B.通过澄清石灰水
C.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水
D.先通过酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水
√
解析:A项检验的是SO2而不是CO2;
B项中不管是否混有CO2,均有白色沉淀生成;
C项中不管是否混有CO2,均无白色沉淀生成;
D项在通过酸性KMnO4 溶液时混合气体中仅SO2被吸收,再通过澄清石灰水,若有白色沉淀生成,说明混有CO2;若无白色沉淀生成,说明没有CO2。综上分析,D正确。
2.(2022·三明高一检测)下列溶液中能够区别SO2和CO2气体的是( )
①Ba(OH)2溶液 ②H2S溶液 ③酸性KMnO4溶液
④氯水 ⑤品红溶液
A.①②③ B.②③④
C.②③④⑤ D.①②③④⑤
解析:SO2、CO2都能与Ba(OH)2溶液反应生成沉淀,现象相同,①不能区别;SO2可与H2S溶液反应:2H2S+SO2===3S↓+2H2O,CO2不能与H2S溶液反应,②可以区别;SO2具有还原性,可使③④褪色,而CO2不能,③④可以区别;SO2具有漂白性,可使品红溶液褪色,CO2不能,⑤可以区别。
√
3.(2022·周口高一检测)下列说法正确的是( )
A.SO2具有漂白性,可大量用于食品的漂白
B.活性炭、H2O2、O3等都能用于漂白有色物质
C.氯气具有漂白性
D.Na2O2具有漂白性,其漂白原理和SO2相似
解析:SO2作为食品的漂白剂时要按规定使用,A错误;
活性炭具有吸附性,能吸附色素,H2O2、O3、Na2O2等具有强氧化性,能氧化色素,SO2能与有色物质化合生成无色物质,B正确,D错误;
氯气没有漂白性,C错误。
√
4.(双选)(2022·东营高一检测)下列关于SO2的叙述中正确的是( )
A.SO2在有的反应中显示氧化性,在有的反应中显示还原性
B.SO2是酸性氧化物,溶于水得到亚硫酸
C.SO2气体通入NaOH溶液中,一定得到Na2SO3
D.SO2气体通入BaCl2溶液中,能生成白色沉淀
解析:SO2和NaOH反应还可能生成NaHSO3,C项错;
SO2和BaCl2溶液不反应,D项错。
√
√
04
随堂练 学以致用
1.下列关于硫的叙述中,正确的是( )
A.附着有硫的试管可以用酒精进行洗涤
B.硫与铜在加热条件下生成CuS
C.硫与氢气的反应中,硫是氧化剂
D.硫在纯氧中燃烧生成三氧化硫
解析:硫微溶于酒精,因此附着有硫的试管不能用酒精洗涤,应该用CS2洗涤,A错;硫与铜在加热条件下生成Cu2S,B错;硫在纯氧中燃烧生成二氧化硫,D错。
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2.下列各组物质属于同素异形体的是( )
A.冰与水 B.铁丝与铁块
C.金刚石与石墨 D.CO2与CO
解析:同素异形体指由同一种元素组成的性质不同的几种单质。
A、D项均是化合物,B项中铁丝与铁块是同一种单质,故选C。
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3.(2022·银川高一月考)要除去混在CO2气体中少量的SO2,最好让气体通过( )
A.Na2CO3溶液 B.溴水
C.NaOH溶液 D.饱和NaHCO3溶液
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解析:A.碳酸钠溶液能与二氧化碳发生反应,故A错误;
B.二氧化硫与溴水发生氧化还原反应,但溴在水中的溶解度较小,溴水中Br2的含量较少,不是最好的除去二氧化硫的方法,故B错误;
C.二氧化碳、二氧化硫都能与氢氧化钠溶液发生反应,故C错误;
D.二氧化硫与饱和碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳,二氧化碳与碳酸氢钠溶液不反应,且在饱和碳酸氢钠溶液中溶解度不大,所以可以除去二氧化硫,故D正确。
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4.大约4 000年前,埃及人已经用硫燃烧所形成的二氧化硫漂白布匹。在古罗马著名诗人荷马的著作里也讲到硫燃烧有消毒和漂白作用。下列物质漂白原理相同的是( )
①潮湿的氯气 ②二氧化硫 ③活性炭 ④84消毒液
A.①③ B.②③
C.①④ D.②④
解析:潮湿的氯气和84消毒液属于氧化型漂白,二氧化硫是化合型漂白,活性炭是吸附型漂白,故选C。
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5.(双选)(2022·洋浦高一月考)下列关于SO2的叙述不正确的是( )
A.SO2是无色、有刺激性气味、有毒的气体
B.SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO4
C.SO2能使紫红色的KMnO4溶液褪色
D.SO2有毒,不能用作食品添加剂
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解析:A.SO2是无色、有刺激性气味、有毒的气体,故A正确;
B.SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO3或NaHSO3,故B错误;
C.SO2具有还原性,能使紫红色的KMnO4溶液褪色,故C正确;
D.SO2 具有还原性和杀菌作用,能用作食品添加剂以达到抗氧化和防腐的目的,但要按照国家规定严格控制用量,故D错误。
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6.物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度。下图为硫及其化合物的“价—类”二维图,根据图示回答下列问题:
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(1)图中A、B、C、D四种物质中,属于非电解质的是__________(用化学式表示)。
解析:参照题图所给的硫元素的化合价与物质的类别的对应关系,可以确定A、B、C、D四种物质分别为H2S、SO2、Na2SO3、H2SO4。
(1)A、B、C、D四种物质中,属于非电解质的是SO2,属于电解质的是H2S、Na2SO3、H2SO4;通常非金属氧化物属于非电解质,酸、碱、盐属于电解质。
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SO2
(2)足量B通入紫色石蕊溶液中的现象是_________________________。
解析:SO2通入紫色石蕊溶液中,SO2和水反应生成H2SO3,H2SO3电离出H+使石蕊显红色。
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溶液变成红色
(3)C在反应中既可作为氧化剂,又可作为还原剂。当它作为氧化剂时,理论上其可被还原为__________(填字母)。
A.Na2S B.S C.H2SO3 D.Na2SO4 E.H2SO4
解析:C为Na2SO3,其中S元素的化合价为+4价,当它作为氧化剂被还原时,S元素的化合价将降低,所给选项中只有Na2S和S中的S元素的化合价低于+4价,故选A项和B项。
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√
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(4)从硫元素化合价分析,硫单质具有氧化性和还原性。请举一例说明其具有氧化性:___________________________________________________(用化学方程式表示)。
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(5)将SO2通入A的水溶液中,可生成淡黄色沉淀。该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为________。
解析:H2S与SO2发生反应:2H2S+SO2===3S↓+2H2O,其氧化产物和还原产物均为S,其中每生成1 mol还原产物,有2 mol氧化产物生成,所以氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1,其质量之比也为2∶1。
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