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人教版(2019版) 化学
必修(第二册)
第五章 化学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
自然界的硫单质
火山口附近的硫
印尼东爪哇外南梦,卡瓦伊真火山喷出的气体通过火山口内的喷气孔形成硫磺,当地很多青壮年男子冒险去火山口采硫磺矿谋生。这些硫矿被运到当地工厂加工,在硫化橡胶、漂白糖等工业步骤中使用。
学习任务一:硫的物理性质
物理性质:硫(俗称硫黄),黄色晶体,质脆,易研成粉末,难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。
问题1:试管内壁附着的硫怎样洗掉?
【提示】试管内壁附着的硫可用二硫化碳洗掉。
思考与讨论:写出硫的结构示意图及回顾硫在元素周期表中的位置,猜测硫的性质
原子结构
+16
2
8
6
O
S
学习任务二:硫的化学性质
+6
+4
0
-2
硫元素化合价
物质的类别
氢化物
单质
氧化物
酸
盐
H2S
S
SO2
SO3
H2SO3
H2SO4
Na2SO4
Na2SO3
思考1:从硫的化合价分析硫的性质?
硫的化合价为0价,中间价,既有氧化性又有还原性!
硫作还原剂,具有还原性。
H2 + S ==== H2S
△
0
-2
S + O2 ==== SO2
点燃
0
+4
硫作为氧化剂,具有氧化性。
硫的化学性质比较活泼,能与许多金属单质及非金属单质发生化学反应。
Fe+S====FeS
△
学习任务二:硫的化学性质
空气:淡蓝色火焰
纯氧:明亮的蓝紫色火焰
1. 为什么硫与铁、铜反应生成的化合物中硫化合价为-2价,而与氧气反应生成二氧化硫中硫的化合价为+2价?
2.能不能根据Fe、Cu与S、Cl2反应的产物判断S和Cl2的氧化性的强弱
深度思考
(1)硫元素在自然界中只存在化合态,没有游离态( )
(2)硫是一种非金属单质,与其他单质反应,只能作氧化剂( )
(3)要洗涤试管壁上附着的硫单质,不能用水洗,可以用酒精洗涤( )
(4)硫和铁、铜在加热条件下生成Fe2S3和CuS( )
(5)单质硫在过量氧气中燃烧,其氧化产物为SO3( )
判断正误
1.实验室洗涤试管壁上附着的硫单质,常用两种方法。
(1)物理方法:用CS2洗涤,利用单质硫的性质为____________。
(2)化学方法:用热的NaOH溶液洗涤,该反应原理为 3S+6NaOH
2Na2S+Na2SO3+3H2O,在该反应中,硫单质表现____性和_____性,氧化剂和还原剂的物质的量之比为______,写出上述反应的离子方程式:________________________________。
(3)向上述反应的溶液中再加入适量的稀H2SO4,会产生淡黄色沉淀,写出该反应的离子方程式:______________________________。
易溶于CS2
氧化
还原
2∶1
应用体验
2.(2020.衡水中学校月考)下列化合物能用相应的单质直接化合制得的是_______________ (填序号)。
①CuS ②FeS ③HCl ④SO2 ⑤SO3 ⑥FeCl2 ⑦CuCl2 ⑧Cu2S ⑨HgS ⑩Ag2S
②③④⑦⑧⑨⑩
无色
气态
刺激性
气味
密度大于空气
有毒
颜色
状态
气味
密度
毒性
溶解性
学习任务二:二氧化硫的性质
物理性质
探究结论1:SO2易溶于水,水溶液呈酸性
实验探究一:将集满SO2的试管倒扣在水中,振荡,观察现象并分析。
探究现象:试管内液面上升
○
实验内容
实验现象
结论或方程式
石蕊和SO2
氢氧化钡和SO2
石蕊试纸变红
有酸生成
H2O +SO2 H2SO3
溶液变浑浊
Ba(OH)2+SO2 = BaSO3 ↓+ H2O
探究结论2:SO2具有酸性氧化物的通性
实验探究二:将二氧化硫通入品红溶液、酸性KMnO4溶液、紫色石蕊试液、氢硫酸、 Ba(OH)2溶液中 ,观察现象
实验内容
实验现象
结论或方程式
品红溶液褪色
加热,恢复红色
SO2具有漂白性
品红溶液和SO2
探究结论3:SO2具有漂白性
小结:漂白原理
1.氧化型(化学变化),不可逆,如:HClO、次氯酸盐、过氧化物
2.化合型(化学变化),可逆,如:SO2
3.吸附型(物理变化),可重复试验,如:活性炭
SO2+Br2+ 2H2O=H2SO+ HBr
2SO2+O2 2SO3
催化剂
△
小结:SO2具有较强的还原性,可以被O2、Cl2、Br2、酸性KMnO4、
H2O2等氧化
思考与讨论:SO2能使酸性KMnO4褪色,实验表明SO2也能使溴水褪色体现SO2哪方面性质?
二氧化硫通入KMnO4溶液中现象:KMnO4溶液的红色褪色
分析原因:SO2 + KMnO4 + H2O -- K2SO4 + MnSO4 + H2SO4
探究结论4:SO2具有还原性
现象:溶液变浑浊
分析原因:SO2 + H2S -- S ↓ + H2O
探究结论5:SO2具有氧化性
二氧化硫通入氢硫酸中
1.若将SO2、Cl2分别通入紫色石蕊溶液中,会观察到什么现象 原理是什么?
现象:SO2使紫色石蕊溶液变红色;Cl2使紫色石蕊溶液先变红色后褪色
深度思考
不是。原理:SO2 + Cl2 + 2H2O== 2HCl + H2 SO4。而HCl 和H2 SO4是没有漂白性的,因此漂白性可能消失
2. 将SO2、Cl2分别通入品红溶液中都褪色,如果将二者等物质的量混合,漂白性是不是更强?
3.SO2通入高锰酸钾溶液、溴水、I2和淀粉的混合溶液、品红、含酚酞的氢氧化钠溶液中均褪色,原理一样吗?
高锰酸钾溶液、溴水、I2和淀粉的混合溶液褪色, SO2 表现还原性;品红褪色, SO2 表现漂白性;含酚酞的氢氧化钠溶液褪色,SO2表现酸性氧化物的通性。
深度思考
4.如何鉴别SO2和CO2气体?
判断正误
(1)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( )
(2)SO2可使溴水褪色,是因为SO2有漂白性( )
(3)SO2中硫的化合价为+4价,是硫元素的中间价,所以SO2既有氧化性又有还原性( )
(4)SO2气体通入BaCl2溶液产生白色沉淀BaSO3( )
(5)某气体通入品红溶液后,品红溶液褪色,则该气体一定是SO2( )
(6)SO2通入紫色石蕊溶液中先变红色后褪色( )
×
√
×
×
√
×
1.将SO2分别通入下列五种溶液中:
深度思考
回答下列问题:
(1)试管①中的实验现象:KMnO4溶液____,证明SO2具有____性。
(2)试管②中的实验现象:溶液____,证明SO2具有____性。
(3)试管③中的实验现象:溶液____,证明SO2能中和NaOH,写出该反应的离子方程式:____________________________________________。
褪色
还原
褪色
漂白
褪色
(4)试管④中能产生____沉淀,该沉淀是______。
(5)试管⑤中能产生白色沉淀,该沉淀是______。
白色
BaSO3
BaSO4
4.(2020·陕西黄陵中学期中)下列变化可以说明SO2具有漂白性的是
A.SO2通入溴水中,溴水褪色
B.SO2通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液的紫红色褪去
C.SO2通入品红溶液中,溶液的红色褪去
D.SO2通入滴有酚酞的氢氧化钠溶液中,溶液的红色褪去
√
1
2
3
5
4
二氧化硫
分类观
(酸性氧化物
与CO2类似)
价态观
(还原性和
弱氧化性)
特性——漂白性:使品红溶液褪色
SO2+H2O H2SO3
SO2+NaOH === Na2SO3+H2O
SO2+Ca(OH)2 === CaSO3+H2O
2SO2+Ca(OH)2 === Ca(HSO3)2
2SO2+O2 2SO3
2H2SO3+O2 === 2H2SO4
SO2+Br2+2H2O === H2SO4+2HBr
H2O2+SO2 === H2SO4
2H2S+SO2 === 3S↓+2H2O
催化剂
△
知识小结
已知C +H2SO4(浓) ---CO2 ↑ + SO2 ↑ +H2O ↑
如果用图中的装置检验三种产物,写出下面标号所表示的仪器中应加 入的试剂的名称及其作用
人教版(2019版) 化学
必修(第二册)
第五章 化学生产中的重要非金属元素
第一节 硫及其化合物
第2课时——硫 酸
学习任务一:工业制硫酸
H2O+SO3=H2SO4
△
4FeS2 + 11O2 == 2Fe2O3 + 8SO2
△
思考与讨论1:根据上面关于工业制硫酸的介绍,能否写出相关的化学反应方程式。
问题1:根据标签信息求该硫酸的物质的量浓度?已知该硫酸的质量分数为98.08%
(一) 物理性质
无色
油状液体
338℃
难挥发
比水大
与水任意比混溶, 稀释时释放大量热
1.颜色:
2.状态:
3.沸点:
4.密度:
5.水溶性:
学习任务二:浓硫酸的性质
思考与讨论2:稀释浓硫酸时应该如何操作
稀硫酸
完全电离
H2SO4=2H++SO42-
酸的通性
浓度增大
浓硫酸
主要以
分子形式存在
H2SO4
自身特性
蓝色晶体变为白色粉末
现象:
原理:
(二) 化学性质
实验1:
① 2支试管各加入2 mL浓硫酸, 其一敞开久置, 另一密封保存, 观察;
② 向试管中加入少量的胆矾, 再加入2 mL浓硫酸, 观察.
敞口试管溶液体积较密封增大
学习任务二:浓硫酸的性质
指浓硫酸具有吸收游离水的性质
(1) 游离水包括: 结晶水、水蒸气;
(2) 吸水本质: nH2O+H2SO4= H2SO4 nH2O;
(3) 吸水放热;
(4) 作某些气体干燥剂。
1、浓硫酸的吸水性:
(二) 化学性质
学习任务二:浓硫酸的性质
实验2: 取2g蔗糖放入烧杯中, 滴加几滴水, 搅拌均匀, 然后加入适量浓硫酸, 搅拌, 观察现象。
“黑面包”实验
1.烧杯壁为什么是热的?
3.为什么体积会膨胀?
5.这一过程表现了浓硫酸的什么性质?
4.刺激性气味气体可能含什么?
2.为什么蔗糖会变黑?
浓硫酸吸水放热
蔗糖炭化
有气体生成
脱水性、强氧化性
SO2、CO2
原理:
指浓硫酸能将某些有机物中的H、O原子的组成比(2:1)脱去, 使其炭化的性质。
2.浓硫酸的脱水性:
滴加几滴水的作用
(二) 化学性质
学习任务二:浓硫酸的性质
变黑
pH试纸先变红后变黑
思考与讨论3:把少量浓硫酸滴在纸片或火柴梗上,有什么现象?把少量浓硫酸滴在pH试纸上,有什么现象?
蔗糖变黑
放出热量
现象:
产生气体
本质:
脱水性
吸水性
强氧化性
(1) 与非金属单质反应
(例如与C反应)
3. 浓硫酸的强氧化性
(二) 化学性质
学习任务二:浓硫酸的性质
产生气体, 品红褪色;溶液无色色变成蓝色。试管底部有白色固体生成。
现象:
原理:
说明:
①反应条件:
②浓硫酸显:
(2) 与金属单质反应
浓硫酸, 加热
酸性和强氧化性
(例如与Cu反应)
学习任务二:浓硫酸的性质
(二) 化学性质
3、浓硫酸的强氧化性
(1)通过可抽动的铜丝来控制反应的发生或停止。
(2)浸有碱液的棉花团可以吸收多余的SO2,以防止污染环境。
思考与讨论4:回顾刚才的实验,可抽动的铜丝有什么作用?浸有碱液的棉花团有什么作用?
思考与讨论5:
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+
SO2↑+2H2O
(1) 上述方程式中,谁是氧化剂,谁是还原剂?
(2) 浓硫酸在这个反应中体现了什么性质?
(3) 实验室用金属和酸反应制取氢气时,往往用稀硫酸、而不用浓硫酸,这是为什么?
(4)浓硫酸能和金属反应,为什么可用铝罐车和铁罐车来运输浓硫酸?
小结:浓硫酸的强氧化性
③与还原性化合物反应,如H2S、HBr等(浓硫酸不能干燥H2S、HBr)
判断正误
(1)可以用稀硫酸洗涤金属表面的氧化物( )
(2)浓硫酸有脱水性,因此可以用于干燥H2、CO2等气体( )
(3)浓硫酸能使蓝矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末,体现了浓硫酸的脱水性( )
(4)金属铜在常温下放入浓硫酸无现象,是浓硫酸把铜钝化了( )
(5)100 mL 18.0 mol·L-1的浓硫酸和足量铜反应生成SO2的分子数目为0.9NA( )
×
√
×
×
×
(6)浓硫酸有强烈的吸水性,因此可以干燥SO2、H2S、HI、NH3等气体( )
(7)蔗糖和浓硫酸的“黑面包”实验中,主要体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性( )
√
×
(6)不能用浓硫酸干燥溴化氢、碘化氢和硫化氢等气体____。
应用体验
1.下列各过程主要表现了浓硫酸的哪些性质?请将答案的序号分别填在横线上。
①强酸性 ②强氧化性 ③高沸点、难挥发性 ④脱水性 ⑤吸水性
(1)用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下制氯化氢气体___。
③
(2)用磷矿物(主要成分是磷酸钙)和硫酸反应制磷酸_____。
①
(3)浓硫酸干燥氢气、氧气、氯气、二氧化硫等气体_______。
(4)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸______。
⑤
②
(5)胆矾放在盛浓硫酸的干燥器中变成白色粉末_____。
⑤
(7)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑______。
②
①④
2.(1)50 mL物质的量浓度为18 mol·L-1的硫酸中加入足量铜片并加热,充分反应,被还原的硫酸_______0.9 mol(填“大于”“等于”或“小于”,下同),消耗铜的物质的量_____0.45 mol。原因是___________________
______________________________。
小于
小于
随着反应的进行,
浓硫酸变稀,稀硫酸不与铜反应
(2)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c(H+)=0.1 mol·L-1,则下列叙述正确的是_____(填字母)。
A.气体A为SO2和H2的混合物 B.气体A中SO2和H2的体积比为4∶1
C.反应中共消耗Zn 97.5 g D.反应中共转移3 mol电子
ACD
(2)理论解释
白色
①先加稀盐酸的目的是排除 、 、 等离子的干扰。
②再加入BaCl2溶液,若存在 ,发生反应的离子方程式为
。
Ag+
SO42-检验的正确操作及理解
判断正误
(1)取少量试样溶液,加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则溶液中一定含有 ( )
(2)取少量试样溶液,先加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,再加稀HNO3,沉淀不溶解,则溶液中一定含有 ( )
(3)取少量试样溶液,先加入稀硫酸,无现象,再加入BaCl2,有白色沉淀生成,则溶液中一定含有 ( )
×
×
×
(4)为除去粗盐水中少量的 ,可向溶液中加入过量的K2CO3溶液,然后过滤( )
(5)为除去粗盐中的Mg2+、Ca2+、 ,可依次加入稍过量的NaOH、BaCl2、Na2CO3溶液,过滤后加入稀盐酸调节溶液为中性( )
×
√
深度思考
1.为检验某种阳离子为Na+的溶液中含有的阴离子是 还是OH-、Cl-,下列设计的方案合理的是________________。
方案一:检验 :向待测液中加入足量的稀盐酸产生气泡,将气体通入澄清石灰水中有白色沉淀生成
方案二:检验 :先向待测液中加入稀盐酸至溶液呈酸性,未见沉淀或气体生成,再加入BaCl2溶液出现白色沉淀
方案三:检验OH-:向待测液中加入石蕊溶液,溶液变蓝色
方案四:检验Cl-:向待测溶液中依次加入稀盐酸和AgNO3溶液,有白色沉淀生成
方案二、方案三
2.如何设计实验证明在空气中放置的Na2SO3晶体部分被氧化?
提示 取适量晶体于洁净的试管中,加入足量的稀盐酸溶解,产生刺激性气味的气体,再向所得溶液中滴加氯化钡溶液有白色沉淀产生,证明Na2SO3晶体部分被氧化。
2.关于浓H2SO4与Cu反应的叙述正确的是
A.在反应中,浓H2SO4只表现出氧化性
B.此反应属于复分解反应
C.在反应中,浓H2SO4既表现出氧化性,又表现出酸性
D.每1 mol铜参加反应就有2 mol H2SO4被还原,同时生成2 mol SO2
√
4.如图所示的实验装置中,从实验开始到过一段时间后,对观察到的实验现象叙述不正确的是
A.甲中苹果块会变干瘪
B.乙中胆矾晶体表面有“白斑”
C.丙中小试管内有晶体析出
D.丁中pH试纸变成红色
√
1.高沸点——制取挥发性酸
2.吸水性——做干燥剂
3.脱水性——做催化剂
4.酸性——去金属表面的氧化物、制取硫酸盐、制造化肥
5.强氧化性——制炸药
学习任务三:硫酸的用途——化学工业之母