第一节 硫及其化合物 课件(共53张PPT) 高中化学人教版（2019）必修第二册

(共53张PPT)
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）
高中化学人教版（2019）必修第二册
第一节 硫及其化合物（一）
硫的存在：
硫元素是一种重要的非金属元素，广泛存于自然界中，是植物生长不可缺少的元素。硫在自然界中既有游离态（单质），又有化合态（化合物）。
游离态硫
硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层中。
化合态硫
一、硫（俗称硫黄）
1.物理性质：黄色晶体，质脆，易研成粉末。
硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳（CS2）。
硫的晶体
硫粉
硫的原子结构示意图：
最外层有6个电子，易得2个电子
硫元素的非金属性比氧元素弱
硫单质既有氧化性又有还原性
2.化学性质
（1）氧化性
S + Fe FeS（硫化亚铁）
S + 2Cu Cu2S（硫化亚铜）
S + H2 H2S
与金属反应的反应规律：硫单质的氧化性较弱，表现在与变价金属反应时，
一般只能生成低价态金属硫化物。
小常识：Hg与S常温下即可反应得到HgS。因此，实验室中若不小心打破水银
温度计，洒落的Hg可用硫粉来处理，防止汞蒸气中毒
【实验】硫和铁反应：将硫粉和铁粉混合，用灼热的玻璃棒加热粉末的一端。
现象：整个混合物都会保持红热状态。
（2）还原性
S + O2 SO2
硫在空气中安静地燃烧，发出淡蓝色火焰；在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，燃烧得到的氧化产物均为SO2，即硫与氧气反应，不论氧气是否足量、浓度如何，其一步反应都只能生成SO2，不能生成SO3.
点燃
（3）即表现氧化性又表现还原性
3S + 6NaOH Na2SO3 + 2Na2S + 3H2O
应用：用热的烧碱溶液清洗试管内壁残留的硫单质
B
例1.下列说法正确的是（ ）
A.硫与金属或非金属反应均作氧化剂
B.试管内壁的硫可用热的烧碱溶液洗涤
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
二、SO2
1．SO2的物理性质
SO2是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，
密度比空气的大，易溶于水。
在通常情况下，1体积的水可以溶解约40体积的SO2。
【实验5-1 】把充有SO2、塞有橡胶塞的试管倒立于水中，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
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
【实验5-1 】把充有SO2、塞有橡胶塞的试管倒立于水中，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
二、SO2
2．SO2的化学性质
SO2是一种酸性氧化物
SO2既有氧化性，又有还原性
SO2有漂白性
（1）酸性氧化物的通性
a．SO2与水反应
SO2 + H2O H2SO3
同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应，
叫做可逆反应。
SO2的水溶液显酸性，能使紫色石蕊溶液变红
b．与碱反应
少量SO2通入NaOH溶液： SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O
SO2 + 2OH- = SO32- + H2O
足量SO2通入NaOH溶液： SO2 + NaOH = NaHSO3
SO2 + OH- = HSO3-
少量SO2通入澄清石灰水： SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3 ↓ + H2O
c．与碱性氧化物反应： SO2 + CaO = CaSO3
可用于燃煤固硫
可以用NaOH溶液吸收SO2尾气
【思考】1.实验室里，如何对SO2进行尾气处理呢？
2.设计实验方案，依次检验混合气体中的SO2、CO2？
（2）SO2的还原性：
a.催化氧化
2SO2 + O2 2SO3
b.与氯水反应
SO2 + Cl2 + 2H2O = H2SO4 + 2HCl
SO2 + Cl2 + 2H2O = 4H+ + SO42-+ 2Cl-
c.与酸性高锰酸钾溶液反应
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
5SO2 + 2MnO4- + 2H2O = 5SO42-+ 2Mn2+ + 4H+
现象：SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色
资料卡片
亚硫酸和亚硫酸盐也具有较强的还原性。
例如：Na2SO3溶液在空气中敞口放置，
容易被空气中的氧气氧化生成Na2SO4。
（3）SO2的氧化性：
SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O
现象：若将SO2和H2S两种气体混合，可观察到仪器内壁有黄色固体生成
若将SO2通入氢硫酸中，可观察到黄色沉淀生成
（4）SO2的漂白性：
【实验5-2】用试管取2mL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，再观察溶液的变化
实现现象 实验结论
SO2水溶液滴入品红溶液后，溶液变红，振荡后褪色； 加热后，溶液又变为红色 SO2能漂白品红溶液；
无色物质容易分解，加热恢复原来的颜色
（4）SO2的漂白性：
【实验5-2】用试管取2mL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，再观察溶液的变化
（4）SO2的漂白性
原理：SO2的漂白作用是由于它能与某些有色物质（如品红溶液）
化合生成不稳定的无色物质，这些无色物质容易分解而使有色物质
恢复原来的颜色
应用：检验SO2
注意：SO2不能使指示剂褪色
3.SO2的应用
（1）漂白纸浆、毛、丝等
SO2有毒，若残留量超标，会对人体健康有害。
要严格按照国家标准规定合理使用。
3.SO2的应用
（2）食品添加剂（漂白、防腐、抗氧化）
小结：漂白剂的漂白原理
类型 漂白原理 漂白特点 反应类型 举例
氧化型 漂白剂具有强氧化性，因与有色物质发生氧化还原反应而使有色物质褪色 不可逆，加热时不能恢复原来的颜色 氧化还原反应 Na2O2、H2O2、HClO、NaClO、Ca(ClO)2
化合型 漂白剂与有些有色物质发生化合反应而使有色物质褪色 可逆，加热时，又恢复原来的颜色 化合反应 SO2
将气体分别通入品红溶液中，溶液褪色，再将其分别加热，
若溶液恢复红色，则通入的气体是SO2；
若溶液仍为无色，则是通入的气体是Cl2
思考题
1.如何利用品红溶液鉴别SO2和Cl2 ？
回答：不能。因为等物质的量的SO2和Cl2混合后，在水溶液中会发生反应：SO2 + Cl2 + 2H2O = H2SO4 + 2HCl，漂白效果减弱
思考题
2.SO2和Cl2都能用于漂白，若将SO2和Cl2等物质的量混合通入品红溶液中，能达到“强强联合”的漂白效果么？
→除去SO2
→检验SO2是否除尽
→检验CO2
检验SO2
品红溶液→酸性KMnO4溶液→品红溶液→澄清石灰水
A B C D
证明有SO2的现象：
A中品红溶液褪色
证明有CO2的现象：
C中品红溶液不褪色，D中石灰水变浑浊
设计实验方案，依次检验混合气体中的SO2、CO2？
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（二）
高中化学人教版（2019）必修第二册
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（二）
三、SO3、浓硫酸及硫酸盐
1．SO3
物理性质：易溶于水
化学性质：酸性氧化物
SO3+ H2O = H2SO4
SO3+ CaO = CaSO4
SO3 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O
2.硫酸
（1）硫酸的工业制备
第一步： 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2
或S + O2 SO2
第二步： 2SO2 + O2 2SO3
第三步： SO3+ H2O H2SO4
高温
点燃
接触法制硫酸工业流程图
（2）硫酸的物理性质
纯净的硫酸是无色、黏稠、难挥发的油状液体；
硫酸的密度比水大；
易溶于水，浓硫酸溶于水放出大量的热；
浓硫酸的稀释方法：将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入水中，
并用玻璃棒不断搅拌
（3）稀硫酸的化学性质
稀硫酸具有酸的通性
a. 能使指示剂变色：能使紫色石蕊试液变红
b. 与活泼金属反应： Zn + H2SO 4 = ZnSO4 + H2↑
c. 与碱性氧化物反应： CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
d. 与碱反应： 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O
e. 与某些盐反应： BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 ↓ + 2HCl
（4）浓硫酸的特性
①强氧化性
a.与金属反应： 与Cu反应实验探究
实验现象：生成的气体使品红溶液褪色，使石蕊溶液变红
将生成物倒入水中稀释，溶液变蓝。
实验原理： Cu + 2H2SO4（浓） CuSO4 + SO2↑+ 2H2O
浓硫酸体现酸性和强氧化性
注意： 常温下，Fe、Al遇浓硫酸时发生“钝化”反应
钝化是化学变化
常温下，可用铁、铝制容器盛装浓硫酸
b. 与非金属反应
C + 2H2SO4（浓） CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O
浓硫酸体现强氧化性
c．与其它还原性物质反应
H2SO4 （浓）+ H2S = SO2↑+ S↓ + 2H2O
还可以与HBr、HI反应
（4）浓硫酸的特性
②吸水性：吸收存在于周围环境中的水分
应用：作干燥剂
可干燥酸性气体（CO2、SO2、Cl2、HCl等）和中性气体（N2、O2、H2等）
不能干燥碱性气体（NH3）和某些还原性气体（H2S、HBr、HI）
浓硫酸不但能吸收空气中的水分，还能夺取结晶水合物中的结晶水。
③脱水性
浓硫酸能将蔗糖、纸张、棉布、木条等有机物中的氢、氧元素按水的组成比（2:1）脱去。
【实验】将适量的蔗糖放入烧杯中，加入浓硫酸搅拌
实验现象 实验原理
蔗糖逐渐变黑 浓硫酸具有脱水性，使蔗糖炭化。
体积膨胀， 并放出有刺激性气味的气体 浓硫酸具有强氧化性，与碳反应放出气体
C + 2H2SO4（浓） CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O
【实验】将浓硫酸倒入蔗糖中，边加边搅拌
吸水性与脱水性区别
吸水性与脱水性的本质区别在于物质本身是否含有水分子，若物质本身含有水分子（包括晶体中的结晶水），则表现为吸水性
（5）硫酸的用途
3．硫酸盐
（1）硫酸钙
石膏：CaSO4·2H2O 熟石膏：2CaSO4·H2O
用途：石膏绷带、调节水泥的硬化速率。
（2）硫酸钡
重晶石：BaSO4
用途： “钡餐”
（3）硫酸铜
CuSO4 白色粉末 CuSO4·5H2O 蓝色晶体（胆矾、蓝矾）
用途：检验水（不可用作干燥剂）
胆矾可以和石灰乳混合制成农药波尔多液
1.原理：Ba2+ + SO42- = BaSO4 ↓
2.试剂：盐酸、BaCl2溶液
3.操作方法：取少量待测液于试管中，先加入足量稀盐酸酸化，再加入BaCl2
溶液，若有白色沉淀生成，证明待测液中有SO42-
4.排除干扰：先加入盐酸酸化，可排除Ag+、CO32-、SO32-离子的干扰；
注意第一步不能用硝酸酸化，第二步也不能用Ba(NO3)2溶液，
否则无法排除SO32-、HSO3-的干扰
也不能先加入BaCl2溶液，再加入盐酸，否则无法排除Ag+的干扰
杂质 加入的试剂 离子方程式
硫酸盐 BaCl2溶液 Ba2+ +SO42- =BaSO4↓
CaCl2及过量的BaCl2 Na2CO3溶液 Ca2+ +CO32- =CaCO3↓
Ba2+ +CO32- =BaCO3↓
MgCl2 NaOH溶液 Mg2+ +2OH- =Mg(OH)2↓
为了保证完全除去杂质离子，每次所加的试剂都要略微过量。
思考：1.本实验加入试剂的顺序是什么？
2.按顺序加入足量的沉淀剂后，如何操作除去杂质离子？
Na2CO3溶液要在BaCl2溶液之后加，以除去引入的Ba2+
先过滤，在滤液中加入盐酸调节pH至7，除去过量的CO32-和OH-
思考与讨论：经溶解、过滤和蒸发操作得到的粗盐中还含有一些可溶性硫酸盐
及MgCl2、CaCl2等杂质，如何除去这些杂质？
五、不同价态含硫物质的转化
常见的氧化剂：O2、Cl2、浓硫酸、酸性KMnO4溶液等
常见的还原剂：金属单质、C、H2、H2S等
硫的转化
例．浓硫酸具有 A．酸性 B．强氧化性 C．脱水性 D．吸水性等性质。
以下过程主要表现了浓硫酸的哪些性质？请将答案的字母分别填入括号中。
(1) 热的浓硫酸与铜片等金属反应 （ ）
(2) 浓硫酸干燥H2、O2、Cl2、HCl和SO2等气体 （ ）
(3) 浓硫酸使白纸变黑 （ ）
A、B
D
C
例．下列关于浓硫酸的叙述中，正确的是 （ ）
A．浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化
B．浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体
C．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体
D．浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属形成氧化膜而钝化
D
谢谢