(共57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
第1课时 硫和二氧化硫
学习目标:1.了解硫的性质和用途。2.掌握SO2的化学性质及检验方法。学会设计实 验验证SO2的还原性及漂白性。3.了解SO3的主要性质。
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研习任务一 硫
教材 认知
1. 硫元素
(1)“位——构——性”
硫元素位置 原子结构
示意图 得电子
能力 主要化合价
第 三 周期
第 ⅥA 族 比氧弱 。 -2、+4、+6
(2)存在形式:以游离态和化合态形式存在。
三
ⅥA
弱
2. 硫单质
(1)物理性质
俗称 颜色状态 溶解性
水 酒精 CS2
硫黄 黄色 晶体 难溶 微溶 易溶
硫黄
黄色
微溶
易溶
(2)从化合价的角度认识硫单质的化学性质
①硫与金属的反应:
氧化
②硫与非金属的反应:
还原
[思考1] 从硫元素价态变化的角度分析,硫单质有哪些化学性质?
提示:硫单质中硫元素的化合价为0,处于中间价态,故硫单质既有氧化性又有 还原性。
[思考2] 硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫,在纯氧或者足量的氧气中燃烧的产物 是三氧化硫吗?
[思考3] 硫可以与热的KOH溶液反应生成K2S、K2SO3和水,用此反应可以清洗试管 内壁上附着的硫黄,请写出反应的离子方程式。
归纳总结
(1)硫在自然界中既有游离态又有化合态,在火山喷口处或地壳的岩层里有游 离态的硫单质。硫有S2、S4、S6、S8等多种同素异形体。
(2)硫单质燃烧时,产物只能是SO2,无论O2是否充足,均不会生成SO3。
(4)实验室中,残留在试管内壁上的硫可用CS2溶解除去,也可用热的NaOH溶 液除去。
(6)硫与变价金属反应时,生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS)。
应用 体验
1. 微判断
①CuS ②FeS ③HCl ④SO2 ⑤SO3 ⑥FeCl2 ⑦CuCl2 ⑧Cu2S ⑨HgS
⑩Ag2S
√
②③④⑦⑧⑨⑩
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研习任务二 二氧化硫
教材 认知
1. 二氧化硫物理性质
颜色 状态 气味/毒性 密度 溶解性
无色 气体 有刺激性 , 有 毒 比空
气 大 易 溶
于水
无色
气体
有刺激性
有
大
易
2. SO2的化学性质——多重性
(1)研究角度一:物质类别——酸性氧化物。
①与水反应
实验操作 实验现象
把充满SO2、塞有橡胶塞的试管倒立在水中,在水面下打开 橡胶塞;片刻后,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 试管内液面上升;pH 试纸变红,试管中溶 液显酸性
+H2O
CaSO3
(2)研究角度二:特殊性——漂白性。
SO2的漂白实验
褪色
恢复红色
不稳定
分解
[思考1] SO2、漂白粉、Na2O2都能使鲜花褪色,其原理相同吗?二氧化硫可广泛用 于食品的漂白吗?
提示:SO2与漂白粉、Na2O2的漂白原理不相同,SO2与有色物质发生化合反应生成不 稳定的无色物质,而漂白粉、Na2O2利用强氧化性漂白;二氧化硫不可以广泛用于食 品的漂白。
(3)研究角度三:化合价变化——氧化性与还原性。
①SO2的还原性
②SO2的氧化性
3. 可逆反应
同一
正反应
逆反应
[思考2] SO2在适当的温度并有催化剂存在的条件下,可以被氧气氧化生成 SO3。已知SO3的熔点为16.8 ℃,沸点为44.8 ℃,也是一种酸性氧化物。思考 并回答下列问题:
(1)标准状况下,22.4 L SO3所含O原子的数目是3NA吗?为什么?
提示:(1)不是,因为标准状况下SO3是固态,22.4 L SO3不是1 mol。
(2)分别写出SO3与H2O、CaO、Ca(OH)2反应的化学方程式。
4. SO2的用途
(2)漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等。
(4)食品添加剂:加入适量二氧化硫起到漂白、防腐和抗氧化等作用。
杀菌消毒
归纳总结
(1)SO2不能漂白酸碱指示剂,能使紫色石蕊溶液变红,但不能使之褪色。
(2)SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性,而不是 漂白性。
(4)SO2、CO2通入BaCl2溶液中都不会产生沉淀。
应用 体验
1. 微判断
(3)某气体通入品红溶液后,品红溶液褪色,则该气体一定是SO2。
√
B
选项 试剂 现象 结论
A 酸性KMnO4
溶液 溶液褪色 SO2有氧化性
B 品红溶液 溶液褪色 SO2有漂白性
C NaOH溶液 无明显现象 SO2与NaOH
溶液不反应
D 硫化氢水溶液 溶液变浑浊 SO2有还原性
3. 写出下列反应的离子方程式。
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课堂强研习 合作学习 精研重难
课后提素养
A. 硫 B. 铜 C. 铁 D. 金
A
A. 可用硫黄熏蒸处理馒头、银耳等食品以防腐
B. 硫在足量空气中燃烧生成大量SO3
C. 二氧化硫可在葡萄酒中微量添加
D. 向SO2水溶液中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成
解析:SO2是一种食品添加剂,由于SO2有毒,要严格控制其使用量,不能用硫黄熏 蒸处理馒头、银耳等食品,A错误;硫在足量空气中燃烧只能生成SO2,不能直接生 成SO3,B错误;微量SO2添加到葡萄酒中,可起到杀菌、抗氧化的作用,C正确;由 于H2SO3的酸性比HCl的酸性弱,向SO2水溶液中滴加BaCl2溶液,不能生成白色沉 淀,D错误。
C
解析:A项中元素化合价没改变,为非氧化还原反应;B和D项,SO2中S元素化合价 都升高,SO2为还原剂,表现还原性;C项中,SO2中S元素化合价降低,SO2为氧化 剂,表现氧化性,故选C。
C
A. 0.213 g·L-1 B. 0.04 g·L-1
C. 0.24 g·L-1 D. 0.076 8 g·L-1
A
5. 将SO2分别通入下列五种溶液中:
回答下列问题:
褪色
还原
褪色
漂白
褪色
白色
BaSO3
BaSO4
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课时作业
[基础训练]
A. 硫单质通常是黄色或淡黄色的固体
B. 硫在空气中燃烧时生成三氧化硫
C. 硫难溶于水,易溶于CS2
D. “丹砂烧之成水银”中发生了氧化还原反应
解析:硫单质通常是黄色或淡黄色的固体,A正确;硫在空气中燃烧时生成二氧化 硫,B错误;硫难溶于水,易溶于CS2,C正确;“丹砂烧之成水银”:硫化汞受热分 解生成汞和硫,发生了氧化还原反应,D正确。
B
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A. 硫在自然界中只有化合态,没有游离态
B. 煤中含有硫元素.燃煤时加入生石灰可脱硫
C. 硫具有弱氧化性,和变价金属反应,通常将金属氧化成 低价态
D. H2S的水溶液叫作氢硫酸,氢硫酸是典型的弱酸
解析:硫在自然界中主要以化合态形式存在,在火山喷发口或地壳的岩层中有游离态 的单质硫存在,A项错误;煤中含有硫元素,燃煤时生成SO2,加入生石灰后,SO2与 CaO反应生成CaSO3,再被O2氧化生成CaSO4,可减少SO2的排放,起到脱硫的作用, B项正确;硫具有弱氧化性,与变价金属(如Fe、Cu等)反应生成低价态金属硫化 物,如FeS、Cu2S等,C项正确;氢硫酸是弱酸,D项正确。
A
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A. 因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、溴水、KMnO4(H+)、石蕊溶液褪 色
B. 能使品红溶液褪色的不一定是SO2
C. SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同
D. SO2和Cl2等物质的量混合后同时通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,漂白效果 更好
B
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4. (2024·苏州高一期末)实验室通过下列实验探究SO2的性质。
序号 实验操作和现象
Ⅰ 用充有80 mL SO2的针筒吸入10 mL蒸馏水,用橡皮塞堵住针筒前端,充分振 荡,针筒内几乎没有气体剩余
Ⅱ 取实验Ⅰ中的溶液,滴加几滴紫色石蕊试液,溶液显红色
Ⅲ 取实验Ⅰ中的溶液,滴加含有酚酞的氨水溶液,红色褪去
Ⅳ 取实验Ⅰ中的溶液,滴加BaCl2溶液,无明显现象,再加入5 mL 3%的H2O2溶 液,出现白色沉淀,向沉淀中加稀盐酸,沉淀未溶解
C
A. 实验Ⅰ说明SO2的水溶性较好
B. 实验Ⅱ说明SO2的水溶液显酸性
D. 实验Ⅳ中的白色沉淀为BaSO4
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A. 将CO2通入①酸性高锰酸钾溶液中会出现类似的现象
C. 将CO2或SO2通入氯化钡溶液都有白色沉淀生成
B
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实验
记
录 A 无色 无色 无现象 无色溶液
B 红色 无色 白色沉淀 白色沉淀
C 红色 无色 无色溶液 白色沉淀
D 无色 无色 无色溶液 无色溶液
B
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A. SO2排入大气易引起酸雨
B. 海水吸收二氧化硫时可能有CO2逸出
C. 处理后的海水pH增大
D. 海水脱硫工艺简单,投资及运行费用低
C
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8. 某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。
请回答下列问题。
解析:(1)常见烧瓶有圆底烧瓶、平底烧瓶 和蒸馏烧瓶,图示中带支管的为蒸馏烧瓶。
蒸馏烧瓶
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溶液由紫红色变为无色
无
色溶液中出现黄色浑浊
还原性
氧化
性
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解析:(3)SO2与品红溶液作用的可逆性指: SO2使品红溶液褪色,加热后又恢复红色,注 意实验操作中品红溶液褪色后要关闭分液漏斗 的旋塞。
品
红溶液褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,溶液恢复为红色
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解析:(4)SO2为酸性氧化物,一般用碱性溶 液吸收,也可用酸性高锰酸钾等强氧化性溶液 吸收。
NaOH
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[提升训练]
A. 向溴水中通入SO2,溶液褪色,说明SO2具有还原性
B. 向紫色石蕊溶液中通入SO2,溶液由紫色变为红色,说明SO2具有酸性
C. 向SO2水溶液中滴加Ba(NO3)2溶液,产生的白色沉淀是BaSO4
D. 向SO2水溶液中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明H2SO3的酸性强于H2CO3
B
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A. ①先检验SO2、CO2,再检水蒸气
B. ②先检水蒸气,再检CO2和SO2
C. ③验证了水蒸气和SO2的存在后,再检验CO2
D. ④吸收尾气,以防止污染空气
C
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解析:检验SO2和CO2均用的是溶液,会引入水,故先检验水蒸气,SO2也能使澄清石 灰水变浑浊,先用品红溶液检验SO2,后用澄清石灰水检验CO2。根据分析,先检验 H2O,再检验SO2,最后检验CO2,后检验的水蒸气可能是混合气体通过了含水的溶液 带出的水蒸气,A错误;验水后先通澄清石灰水,SO2溶于水形成的亚硫酸的酸性强 于碳酸,生成沉淀可能是CaSO3,若SO2过量还可能没有沉淀,不能检验CO2,B错 误;根据分析,先检验H2O,再检验SO2,用足量KMnO4吸收残余的SO2,最后检验 CO2,C正确;饱和食盐水不能吸收SO2,应选用氢氧化钠溶液,D错误。
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A. 酸性硫酸铁溶液吸收含SO2的废气后,溶液中c(H+)减小
B. 向酸性硫酸铁溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红
D. 该无害化处理过程可以实现原料的循环利用,降低处理成本
A
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12. (2024·无锡高一期中)某同学设计了如下装置用于制取SO2和验证SO2的漂白 性、酸性、还原性。
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解析:先通入氮气排出装置内的空气,再把硫酸滴入,亚硫酸钠固体和浓硫酸反应生 成硫酸钠、二氧化硫和水, C装置验证二氧化硫的漂白性,E装置验证二氧化硫的酸 性,酸性高锰酸钾、氯化钡和氯化铁的混合溶液都是验证二氧化硫的还原性,二氧化 硫有毒,会污染环境,用A装置进行尾气处理。
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+H2O
回答下列问题:
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(填装置字母,还原性设计两个装置)。
C→E→D→F→B或C→E→F→D→B
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2Mn2+
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解析:(4)实验前必须鼓入N2,目的是排出装置内的氧气,防止二氧化硫被空气中氧气氧化而干扰F中的实验。
排出装置内的氧气,防止二氧化硫被空气中氧气
氧化而干扰F中的实验
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BaSO4
二氧化硫和铁离子反应生成硫酸根和亚铁离子,硫酸根和钡离子反应生成
硫酸钡
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