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、硫元素的常见价态
问题1:初中学过,硫元素有哪些常见价态
-2、0、+4、+6
问题2:为什么硫元素存在这些价态
提示:思考硫在周期表中的位置
元素的价态由最外层电子决定,通过分析最外层电子,可以推断元素可能存在哪些价态,但具体是否存在相应的物质,要尊重客观事实
二、硫单质
1.物理性质
活动1:阅读教材P2,找出硫的物理性质
颜色、在不同溶剂中的溶解度
活动2:写出二硫化碳的化学式、结构式、电子式
活动3:你觉得为什么易溶于CS2
相似相溶(组成相似)
活动4:阅读教材P7,说说自然界中是否存在硫单质
游离态——单质;化合态——化合物
2.化学性质
活动1:用双线桥表示教材P2四个反应的电子转移和方向,指出氧化剂和还原剂
问题1:上述反应体现了S具有哪些性质?
氧化性、还原性
问题2:除了从反应事实,还有哪个角度可以判断S既有氧化性又有还原性
化合价为0,可升可降
2.化学性质
活动2:写出氯气与Fe、Cu、H2反应的方程式
问题3:对比两种物质的反应,说说硫与氯气的差别,依据是什么?
氧化性:Cl2>S
问题4:上述差别能否从周期律的角度进行分析
电子层数相同,Cl核电荷数大,半径小,
得电子能力强,氧化性强
三、硫化氢和硫化物
1.硫化氢
问题1:观察H2S的组成,应该属于哪类物质?
弱酸
问题2:写出H2S的电离方程式
问题3:从价态上分析,H2S应该有哪些性质?
主要是还原性
问题4:H2S具有还原性,能够和哪些物质反应
Cl2、O2、
Fe3+、Br2、I2、
KMnO4
问题5:-2价S和-1价Cl还原性哪个强?
-2价S(S2—、H2S)还原性强
S2—核电荷数小,半径大,容易失电子,还原性强
FeS
Cu2S
FeS2
-1
+2
+1
-2
+2-2
四、二氧化硫
1.物理性质
活动1:阅读教材P2,找出物理性质
颜色、状态、气味
问题1:实验过程中,如果有SO2产生,应如何处理
在通风橱中进行实验,进行尾气吸收
问题2:如何判断实验产生SO2
有刺激性气味
问题3:用NaOH吸收SO2是否需要防倒吸
可防可不防,防更好,不防也没错
活动2:阅读教材P4第一段,SO2可用于杀菌消毒,你对此有什么看法?
-2
0
+4
+6
氢
化
物
单
质
酸
氧
化
物
盐
类别
价态
请在右侧价类二维图中填写相应物质
问题1:从组成上看,SO2是哪一类物质?应该具有哪些性质?
酸性氧化物,能够与水、碱、碱性氧化物、盐反应
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
SO2
CO2
与水反应
与少量NaOH溶液反应
与过量NaOH溶液反应
与CaO反应
与正盐反应
钙盐分解
常见的可逆反应
①弱电解质电离
②CO2、SO2、Cl2与水反应
问题2:如何制备SO2,要用到哪些药品和仪器
提示:类比CO2
(2)氧化性和还原性
问题1:从价态的角度看,SO2应该有哪些性质?
氧化性和还原性
活动1:观看视频,描述实验现象,写出方程式
SO2有氧化性
活动2:SO2具有还原性,应该能和那些物质反应
Cl2、O2、Fe3+、Br2、I2、KMnO4
写出方程式 →_→
活动3:阅读教材P3(方程式)和P4(图)的反应,说说SO3的性质
酸性氧化物
处于中间价态的通常既有氧化性又有还原性,但具体到某个物质有没有相应的性质,或者性质是否强烈,要根据实验事实进行判断;同理虽然SO3是+6价最高价,但没有典型氧化性。
活动4:阅读教材P4第一段,说说你对SO2用作食品添加剂的看法
(3)漂白性
活动1:观看实验,该实验说明SO2具有什么性质?
SO2具有漂白性,化合漂白,不稳定漂白
问题1:漂白的类型有哪些?
吸附漂白(活性炭)
氧化漂白(氯气)稳定漂白,漂白多数物质
化合漂白(SO2)漂白品红
问题2:下列哪些现象说明SO2具有漂白性
(1)SO2使品红褪色
(2)SO2使酸性高锰酸钾褪色
(3)Fe2+使酸性高锰酸钾褪色
问题3:将SO2和Cl2按1:1混合通入水中,能否产生更强的漂白性?
提示:要充分考虑物质多方面的性质
问题4:请分析将SO2、Cl2分别通入石蕊,1:1混合通入石蕊的现象
(1)
漂白是指使有机物褪色,例如石蕊、酚酞、品红
判断:向某正盐加入盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,该正盐是碳酸盐
×
可能是碳酸盐或亚硫酸盐,如何判断是哪一种?
闻气味
通入品红
通入高锰酸钾溶液
通入H2S溶液
(不采纳)
五、硫酸
1.硫酸的合成
活动1:根据教材P4的流程,写出合成硫酸的方程式
问题:这个流程的设计思路是什么
根据价态变化合元素组成,添加合适的试剂
思考:酸雨是怎么形成的?
2.硫酸
(1)酸性:二元强酸
①电离方程式:H2SO4=2H++SO42-
②酸的通性:
与金属反应:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
与碱反应:2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
与碱性氧化物反应:Na2O+H2SO4=Na2SO4+H2O
与盐反应:Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O
使石蕊变红
(2)浓硫酸的物理性质
纯硫酸为无色油状液体、高沸点、难挥发、密度大(大于水),稀释时放出大量的热
(3)吸水性
活动1:观看实验视频,分析原理
浓硫酸具有吸水性
问题1:浓硫酸具有吸水性,在化学实验中,能起什么作用?
干燥气体
问题2:哪些气体可以被浓硫酸干燥?这些气体有什么特性?
酸性、中性
问题3:常见的干燥剂还有哪些?适用于哪些气体?
碱石灰、无水氯化钙、P2O5
(4)脱水性
活动1:观看黑面包实验(视频或演示),描述现象
问题1:已知蔗糖是C12H22O11,黑色物质是什么?
炭,蔗糖失去H和O之后产生的
问题2:这是不是浓硫酸吸水性的体现
脱水性
问题3:从刚才的分析,说说脱水性和吸水性的差别
取决于物质中原来有没有水分子
问题4:浓硫酸脱水是物理变化还是化学变化?吸水呢?
(5)强氧化性
问题1:稀硫酸能否和铜反应产生氢气?
问题2:浓硫酸能否和铜反应产生氢气?
活动1:观看浓硫酸和铜的反应,描述现象
品红褪色,石蕊变红
问题3:根据价态,铜是否发生氧化反应?根据组成,铜的产物应该是什么?
理论上应该是CuSO4
问题6:产物硫酸铜为什么不是蓝色溶液?(为什么有黑色固体)
没有水,不能观察到蓝色,黑色固体可能是CuO等
怎样才能观察到蓝色溶液?
把水加到溶液中还是把溶液加到水中?
问题7:为什么用铜丝不用铜片?
增大接触面积,加快反应速率
问题8:在该反应中,浓硫酸体现了哪些性质?
酸性、强氧化性
问题9:请分析将铁粉逐渐加入浓硫酸发生的反应
常温钝化(氧化性,化学变化)
加热则发生显著反应,注意量变引起质变
问题10:根据浓硫酸的性质,分析浓硫酸与碳的反应?
问题11:硫化氢能否和浓硫酸反应?方程式
六、硫酸盐
阅读教材P6,找出几种常见硫酸盐及其作用
CuSO4——检验水
BaSO4——钡餐
CaSO4——石膏,建筑材料
KAl(SO4)2·12H2O——明矾,净水
FeSO4·7H2O——绿矾
CuSO4·5H2O——蓝矾、胆矾
七、硫酸根的检验
活动1:回忆氯离子的检验方法
取少量溶液于试管中,先加硝酸酸化,再滴加AgNO3溶液,若……
活动2:阅读教材P6,归纳硫酸根的检验方法
取少量溶液于试管中,先加盐酸酸化,再滴加BaCl2溶液,若……
问题1:检验硫酸根的操作中,为什么加盐酸?
排除CO32-、SO32-、Ag+的干扰
八、粗盐提纯
思考:已知粗盐中含有Mg2+、Ca2+、SO42-,要除去这些杂质离子,应选用哪些试剂,加多少试剂(少量、过量),试剂添加的顺序是怎样的?
问题1:怎么判断溶液中SO42-已经除尽?
取少量溶液于试管中,先加盐酸酸化,再滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀,说明SO42-已经除尽
FeS S SO2 SO3 H2SO4 BaSO4
H2S H2SO3
Cu2S Na2SO3 Na2SO4
⑤
②
③
④
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