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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
蓝色火焰
酸性最强的湖
火山岩浆
黄色硫矿
旅游胜地vs“人间炼狱”
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:硫铁矿(FeS2),黄铜矿(CuFeS2)
硫酸盐:石膏(CaSO4·2H2O),芒硝(Na2SO4·10H2O)
有机物:石油、天然气、煤、蛋白质等
一 硫元素在自然界的存在
石膏(CaSO4 2H2O)
芒硝(Na2SO4 10H2O)
硫元素位置 原子结构示意图 非金属性 主要化合价
第____周期 ______族 比氧____
三
ⅥA
弱
-2、0、
+4、+6
1. 硫的物理性质
一, 硫单质的性质
俗称 色态 溶解性
硫黄 ______晶体,质脆 难溶于水,微溶于酒精,
易溶于二硫化碳(CS2)
黄色
2. 化学性质
硫(S)
思考:以上反应体现了硫的什么性?
回顾Fe和Cu与Cl2的反应,对比S与Cl2?
硫的氧化性较弱,与变价金属反应,生成低价态的金属硫化物。
硫粉可处理水银
微弱的淡蓝色
明亮的蓝紫色
注意:硫与氧气反应,无论氧气是否过量,只生成SO2。
2. 化学性质(还原性)
思考:可用热碱液除去试管内壁的硫,写出该化学反应
3S+6NaOH==2Na2S+Na2SO3+3H2O
0 -2 +4
3. 用途
制造硫酸,硫化橡胶
农药(石灰硫黄合剂)
黑火药,火 柴
医药(硫黄软膏)
火药:S+2KNO3+3C=K2S+3CO2↑+N2↑
(简单记为:一硫二硝三木炭)
1.物理性质
颜色 气味 状态 密度 毒性 水溶性
比空气____ ____溶于水,1∶40
无色
刺激性
气态
大
有毒
易
二氧化硫
如何收集SO2?
向上排空气法
SO2溶于水发生怎样的变化呢?
实验现象 实验结论
试管内液面上升 SO2易溶于水
pH试纸变为红色 SO2水溶液显酸性
SO2 + H2O H2SO3(亚硫酸)
可逆反应: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。
特点:正反应和逆反应均不彻底,反应物和生成物共存。
2、化学性质:
(1)SO2是一种酸性氧化物
①与水反应:
②与碱反应:
H2SO3
SO2+H2O
SO2(少量)+ 2NaOH = Na2SO3 + H2O
SO2(过量)+ NaOH = NaHSO3
不能,SO2+ Ca(OH)2= CaSO3 ↓ +H2O
---SO2尾气处理
思考:能否用澄清石灰水Ca(OH)2鉴别SO2和CO2
③与碱性氧化物反应:
SO2+CaO=CaSO3
思考:从氧化还原角度的角度分析SO2具有什么性质?
SO2中硫元素为+4价,处于中间价态,因此SO2既有氧化性又有还原性。
(2)强还原性:
能被O2、氯水、KMnO4(H+)、Fe3+、H2O2、HNO3等氧化剂氧化。
2SO2 + O2 2SO3
催化剂
SO3 + H2O = H2SO4
(工业制硫酸)
注意:能使酸性KMnO4溶液、氯水、溴水、碘水褪色。
SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX(X2=Cl2、Br2、I2)
(3)弱氧化性:
SO2 + 2H2S = 3S ↓ + 2H2O
SO2
H2S
现象: 振荡后 ,再加热溶液_________ 原因:________________________________________
溶液红色褪去
恢复红色
SO2具有漂白性,但生成的无色物质不稳定
(4)SO2的漂白性:
SO2的漂白特点:1.化合漂白(非氧还反应)
2.暂时性,加热可复原
3.选择性,不能使酸碱指示剂褪色!
应用:漂白某些有色物质如纸浆、毛、丝
各物质漂白性比较
氧化型 化合型 吸附型
物质
原理
效 果
实 质
将有色物质氧化成无色物质
生成不稳定的无色物质
较大表面积,吸附有色物质
永久
暂时
永久
氧化还原反应
非氧化还原反应
物理性质
HClO、Ca(ClO)2
Na2O2、H2O2
SO2
活性炭
3.二氧化硫的用途
制造硫酸:
漂白纸浆、毛编制品等
葡萄酒中有杀菌、抗氧化防腐作用
1、下列可以用来鉴别SO2 和CO2 的方法是( )
A、通入紫色石蕊试液 B、闻气味
C、通入澄清石灰水 D、通入品红溶液中
B D
2.下列能说明SO2具有漂白作用的是( )
A.SO2能使酸性高锰酸钾褪色
B.SO2能使品红溶液褪色
C.SO2能溴水褪色
D.SO2难使品红试液变红
B
1.下列说法不正确的是( )A.硫是一种黄色的难溶于水的晶体
B.硫的化合物常存在于火山喷出的气体中
C.硫易燃烧,其燃烧产物是大气污染物之一
D.硫在空气中的燃烧产物是SO2,在纯氧中的燃烧产物是SO3
2.下列有关硫的说法中,不正确的是( ) A.S与Cu反应生成CuSB.硫在自然界中只有化合态
C.氯的非金属性比硫弱
D.硫有多种同素异形体
问题探究:SO2具有漂白性,氯水也有漂白性,如果将SO2 和Cl2混合漂白性会增强吗?
SO2 + Cl2 + 2H2O = 2HCl + H2SO4
问题探究:SO2能使溴水、KMnO4溶液褪色与SO2使品红褪色,实质相同吗
不同,前者缘于SO2的还原性,发生的是氧化还原反应。后者缘于其漂白性,发生的是非氧化还原反应。
四、三氧化硫
1、物理性质:
熔点为16.8℃,沸点为44.8℃,常温下为无色液体,标准状况下为固体。
2、化学性质:
酸性氧化物通性
H2SO4
SO3 + H2O =
SO3+CaO=CaSO4
SO3+Ca(OH)2=CaSO4↓+H2O