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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
第一课时 硫 二氧化硫
5.1.1 硫 二氧化硫
在印度尼西亚东部有一座著名的活火山——卡哇伊真火山,火山口以富含硫磺而著称,为著名的旅游胜地,每年都吸引大量游客慕名前来参观。
然而,这些硫磺被称为“恶魔的黄金”。
一、硫
3.1.1 铁的单质
1. 硫元素的存在形式
5.1.1 硫 二氧化硫
硫元素
游离态
硫化物:黄铜矿(CuFeS2)、黄铁矿(FeS2)等
硫酸盐:石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)
其他:蛋白质、化石燃料(石油、煤、天然气)等
化合态
火山喷口附近或地壳的岩层中
一、硫
3.1.1 铁的单质
2. 硫单质的物理性质
5.1.1 硫 二氧化硫
CS2
俗名 颜色状态 溶解性
硫黄 ____色晶体,易研成粉末 难溶于水,微溶于酒精,易溶于______
黄
什么是CS2(二硫化碳)?
二硫化碳是一种无机物,化学式为CS ,常见溶剂,无色液体,可溶解硫单质。二硫化碳用于制造人造丝、杀虫剂、促进剂等,也用作溶剂。
资料卡片——二硫化碳
一、硫
3.1.1 铁的单质
3. 硫元素的“位——构——性”
5.1.1 硫 二氧化硫
<
元素位置 原子结构 元素性质
容易得到2个电子,非金属性:S ___ O
主要化合价:_______________________
-2、0、+4、+6
第三周期
第VIA族
硫单质的化学性质如何体现呢?
-2
0
+4
+6
氧化性
还原性
一、硫
3.1.1 铁的单质
4. 硫单质的化学性质
5.1.1 硫 二氧化硫
硫
与金属单质反应
与非金属单质反应
Hg:
Fe: __________________
Cu:__________________
O2: __________________
H2:
Hg + S HgS
S + H2 H2S
△
氧化性:Cl2 ____ S
不小心打碎水银温度计,如何处理?
Fe + S FeS
△
2Cu + S Cu2S
△
对比Fe 、Cu 在氯气中的燃烧,可得出什么结论?
>
S + O2 SO2
点燃
Ag:
2Ag + S Ag2S
硫和金属/非金属单质反应,表现什么性质?
注意:因为硫的氧化性较弱,所以硫与金属反应通常不能反应到最高价
(氧化性)
(氧化性)
(还原性)
一、硫
3.1.1 铁的单质
4. 硫单质的化学性质
5.1.1 硫 二氧化硫
类比 Cl2 与 NaOH 溶液的反应,试写出 S 与 NaOH 溶液加热时的反应
从氧化还原的角度,试着写出 S 和浓硫酸在加热时的反应。
3S + 6NaOH 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O
S + 2H2SO4 (浓) 3SO2↑ + 2H2O
一、硫
3.1.1 铁的单质
5.1.1 硫 二氧化硫
①CS2 ②热的NaOH溶液
可以。Fe、Cu与S反应生成低价的化合物,
Fe、Cu与Cl2反应生成高价的化合物,
故Cl2的氧化性大于S。
【思考1】若试管内壁附着有单质硫时,如何洗涤除去
【思考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
思考交流
一、硫
3.1.1 铁的单质
5.1.1 硫 二氧化硫
(1)在自然界中有游离态的硫存在( )
(2)试管内壁的硫粉可以用热碱液或 CS2 除去( )
(3)硫与金属反应,生成金属的低价态化合物( )
(4)硫的氧化性比氯气强( )
(5)硫是一种黄色的能溶于水的晶体( )
(6)硫的化合物常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里( )
(7)硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫,硫在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫( )
(8)我国古代四大发明之一的黑火药是以硫黄等为原料配制而成的( )
√
明辨是非
√
√
×
×
√
×
√
黑火药的成分为“一硫二硝三木炭”(S + 2KNO3 + 3C == K2S + N2↑ + 3CO2↑ )
资料卡片——黑火药
5.1.1 硫 二氧化硫
二、二氧化硫
1. 二氧化硫的物理性质
颜色 气味 毒性 状态 密度 溶解性 沸点
无色 刺激性 有毒 气体 比空气大 易溶于水,1体积水能 溶解40体积SO2 较低
易液化
二、二氧化硫
3.1.1 铁的单质
5.1.1 硫 二氧化硫
2. 二氧化硫的化学性质
①与H2O反应生成酸
SO2 + H2O
H2SO3
(亚硫酸)
亚硫酸是一种弱酸,不稳定,容易分解成水和二氧化硫。
与碱性氧化物反应生成盐
与H2O反应生成酸
酸性氧化物
与碱反应生成盐和水
可逆反应:在相同条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的化学反应。
(1)SO2 具有酸性氧化物的通性(类比CO2)
二、二氧化硫
3.1.1 铁的单质
5.1.1 硫 二氧化硫
2. 二氧化硫的化学性质
(1)SO2 具有酸性氧化物的通性(类比CO2)
①与水反应(可逆反应):___________________________________________
②与碱性氧化物反应(如CaO):____________________________________
③与碱反应:a. 少量SO2 + 澄清石灰水:__________________________________
( 现象:__________________________________)
b. 过量SO2 + 澄清石灰水:____________________________________
( 现象:__________________________________)
CO2 通入澄清石灰水,现象是?如果通入过量CO2呢?
Ca(OH)2 + SO2 === CaSO3↓ + H2O
SO2 通入澄清石灰水至过量,现象是?
Ca(OH)2 + 2SO2 === Ca(HSO3)2
澄清石灰水变浑浊
先浑浊,后澄清
可用于燃煤“固硫”
二、二氧化硫
3.1.1 铁的单质
5.1.1 硫 二氧化硫
2. 二氧化硫的化学性质
(2)SO2的还原性与氧化性
SO2
还原性(强)
氧化性(弱)
____________________________________
+ O2
____________________________________
____________________________________
____________________________________
____________________________________
+ H2O2
+ KMnO4
+ X2 ( Cl、Br、I )
+ FeCl3
+ H2S
____________________________________
SO2 + H2O2 === H2SO4
SO2 + 2H2S === 3S + 2H2O
二、二氧化硫
3.1.1 铁的单质
5.1.1 硫 二氧化硫
2. 二氧化硫的化学性质
(3) SO2的漂白性
二、二氧化硫
3.1.1 铁的单质
5.1.1 硫 二氧化硫
2. 二氧化硫的化学性质
(3) SO2的漂白性
实验现象:
加热,又恢复原来的颜色。
品红溶液褪色
是SO2跟有色物质化合生成一种无色的不稳定化合物。
SO2的漂白原理:
特别注意:SO2不能漂白酸碱指示剂/试纸
应用:SO2可以用来漂白纸浆、毛、丝、草编制品等。
SO2 的漂白性特点:
1、暂时性、可逆的
2、选择性
属于非氧化还原反应.
向SO2水溶液中滴加紫色石蕊试液,溶液 。
只变红不褪色
二、二氧化硫
3.1.1 铁的单质
5.1.1 硫 二氧化硫
思考交流
SO2能使溴水、KMnO4溶液褪色与SO2使品红褪色,实质相同吗
不同。前者体现SO2的还原性,发生的是氧化还原反应。后者体现其漂白性,发生的是非氧化还原反应。
二、二氧化硫
3.1.1 铁的单质
5.1.1 硫 二氧化硫
漂白类型 实例 漂白原理 特点
氧化型 HClO、NaClO、 Na2O2、H2O2 将有色物质氧化使其 失去原有的颜色 不可逆
化合型 SO2使品红 溶液褪色 与有色物质结合,生成 不稳定的无色物质 可逆
吸附型 活性炭、Al(OH)3、 Fe(OH)3胶体 疏松多孔,表面积较大, 可以吸附一些有色物质 物理变化
部分吸附剂可重复使用
归纳总结——常见物质的漂白原理
二、二氧化硫
3.1.1 铁的单质
5.1.1 硫 二氧化硫
2. 二氧化硫的化学性质
(4) SO2的实验室制法:
Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O
(5)SO2的用途
①工业上常用SO2来漂白纸浆、毛、丝等;
②SO2可用于杀菌消毒,还是一种食品添加剂。
SO2作为食品添加剂有多种用途,如在食糖制备过程中作漂白剂,葡萄酒、干果制作中添加适量SO2作防腐剂、抗氧化剂,但SO2作为食品添加剂应严格控制用量。
资料卡片——食品添加剂SO2
二、二氧化硫
3.1.1 铁的单质
5.1.1 硫 二氧化硫
2. 二氧化硫的化学性质
如何鉴别SO2与CO2?
SO2通入CaCl2/BaCl2溶液,能否产生白色沉淀?为什么?
利用SO2的漂白性/还原性,可通入品红/酸性高锰酸钾/溴水等溶液。
不能,因为弱酸不能制强酸。
二、二氧化硫
3.1.1 铁的单质
5.1.1 硫 二氧化硫
2. 二氧化硫的化学性质
归纳总结——SO2 的性质
漂白
还原
氧化
酸
三、三氧化硫
3.1.1 铁的单质
5.1.1 硫 二氧化硫
1. 三氧化硫的物理性质
常温下,SO3是一种无色液体,标准状况下,SO3为固体。
2. 三氧化硫的化学性质
SO3是酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性。
【例1】下列关于硫的叙述中不正确的是
A.硫是一种难溶于水的黄色固体
B.硫的化合物常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里
C.硫在自然界中只能以硫化物和硫酸盐的形态存在
D.硫的燃烧产物二氧化硫是大气污染物之一
C
题型一:硫的存在与性质
B
题型一:硫的存在与性质
【例2】硫在自然界中的循环过程如下图所示,下列说法不正确的是( )
A. 石油和煤等化石燃料中含有硫元素
B. 大气中的二氧化硫只来源于火山喷发产生的气体
C. 地壳中的硫元素常以硫化物和硫酸盐的形式存在
D. 动植物遗体被微生物分解后,可产生 SO42- 和 SO2
【例3】下列化合物能用相应的单质直接化合得到的是____________
①CuS ②FeS ③HCl ④SO2 ⑤SO3 ⑥FeCl2 ⑦CuCl2
②③④⑦
题型一:硫的存在与性质
【例4】下列物质能使品红溶液褪色,且褪色原理基本相同的是( )
①活性炭 ②新制氯水③二氧化硫 ④臭氧 ⑤过氧化钠 ⑥双氧水
A.①②④ B.②③⑤ C.②④⑤⑥ D.③④⑥
C
题型二:二氧化硫的漂白性
【例5】将SO2气体通入BaCl2溶液至饱和,未见有沉淀生成,继续通入另一种气体仍无沉淀产生,则通入的气体可能是
① O2 ②Cl2 ③NH3 ④H2S ⑤CO2
A.②③④ B.⑤ C.①⑤ D.①②⑤
B
题型三:二氧化硫的沉淀问题
【例6】下列有关SO2的说法错误的是
A.SO2能与NaOH溶液反应,说明SO2是酸性氧化物
B.SO2通入溴水,溴水褪色,说明SO2有还原性
C.SO2通入H2S溶液中有浅黄色沉淀生成,说明SO2有氧化性
D.SO2气体能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明SO2有漂白性
D
题型四:二氧化硫的性质综合
【例7】除去二氧化碳中混有的少量二氧化硫气体,不可选用的试剂是( )
A.饱和碳酸钠溶液 B.高锰酸钾溶液
C.溴水 D.饱和碳酸氢钠溶液
A
题型四:二氧化硫的性质综合
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