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第三章 自然界中的元素
第3节 硫的转化
一、自然界中的硫(一课时)
[课标要求]
1.了解硫元素在自然界中的转化、含硫物质在自然界中的存在形式以及它们的主要来源。
2.认识硫的物理性质、硫和铁、氧气反应的实验,知道硫既有氧化性又有还原性。
3.了解硫在生产、生活中的应用。
[考纲要求]
1.了解硫元素的单质的性质。
2.了解常见非金属元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
[教材内容展现]
1.自然界中不同价态硫元素间的转化
2.硫单质的物理性质
3.硫单质的化学性质
[教学建议]
1.教学中可以让学生谈谈已知的含有硫元素的物质有哪些、这些物质存在于哪里、是如何形成的等等。
2.课堂上采用多媒体教学,播放火山喷发的录像,让学生说出含有硫元素的物质,以及这些物质在自然界中的大体转化过程。
3.引导学生学习硫单质的性质时,要从硫单质所属的物质类别的通性和硫单质是否具有氧化性或还原性(分析化合价)两个角度进行分析。
4.在教学过程中,从氧化性和还原性的角度把硫单质的性质与氯气的性质进行比较分析。
5.关于硫磺的应用,教师可以多介绍一些与生活有关的实例。
[学案设计]
一、自然界中的硫
1.自然界中不同价态硫元素间的转化
【阅读】:教材85页和86页图3-3-2
问题:
1).硫元素常见的化合价有哪些?
2).火山爆发后地表中不同价态的硫是如何转化的?(画出转化关系图)
3).火山爆发后地下不同价态的硫是如何转化的?(画出转化关系图)
2.单质硫
⑴ 物理性质
观察实验完成下表,认识硫的物理性质。
颜色 状态 硬度 熔沸点 溶解性
水中 酒精中 CS2中
⑵ 化学性质:
预测:
1、S元素常见的化合价有-2,0,+4,+6,从氧化还原角度预测硫的性质: 。
2、硫是一种非金属单质,从物质分类的角度预测硫可以与哪些类别的物质反应? 。
【实验探究】实验记录:
实验 实验现象 化学方程式 结论
加热硫粉
与Fe反应
与O2反应
【问题】:
1.Fe与S反应实验中,只加热混合物一端就能继续反应,这是为什么?
2.铁与硫的生成物中铁是 (+2价还是+3价)如何验证?(生成物不溶于水而溶于稀盐酸)
。
3.写出Fe与氯气、氧气反应方程式, 、
。比较硫、氧气、氯气氧化性强弱 ,理由 。
[小结]:
1、硫能与绝大多数的金属反应,写出下列反应的化学方程式:
硫与铜反应
硫与铝反应
硫与汞反应
2、硫是一种非金属,加热条件下能与氢气反应,写出反应的化学方程式
。
[3] 用途:自读课本了解硫用途
。
黑火药爆炸所发生的主要反应得化学方程式为:
S+2KNO3+3C==K2S+3CO2↑+N2↑,在此反应中硫表现什么性质?
。
【小结】:
硫的物理性质:
硫的化学性质:
①还原性反应方程式:
②氧化性反应方程式:
。
因硫不如氯气氧化性强, 硫与变价金属反应,一般生成 (填高或低)价金属化合物。
【巩固练习】
1.下列关于硫的叙述正确的是( )
A.硫单质为淡黄色的晶体,不溶于水,易溶于酒精
B.硫单质质脆易粉碎,易溶二硫化碳,加热易熔化
C.只能以化合态存在于自然界中 D.硫是生物生长所需要的一种元素
2.下列化合物中,不能由单质直接化合而成的是( )
A.FeS B.FeCl2 C.SO2 D.NO
3.Cl2的氧化性比S的氧化性强,最主要的事实是( )
A.通常情况下硫为浅黄色固体,而氯气为黄绿色气体
B.硫不溶于水,而氯气能溶于水
C.与金属或氯气反应时,硫被还原为—2价而氯被还原成—1价
D.与同一种金属反应时,金属被硫氧化成低价态,被氯气氧化成高价态
4.实验室常用热的NaOH溶液洗去试管口的沾有的S,其反应如下
6NaOH+3S=2Na2S+Na2SO3+3H2O 在此反应中硫表现的是( )
A.氧化性 B.还原性.
C.既有氧化性又有还原性 D.既无氧化性又无还原性
5.炼丹家在炼丹时意外发现硫单质能处理汞,这是为什么?写出有关化学方程式,说明了硫单质具有什么性质?
6.硫通常是一种淡黄色的晶体,有橙色、有无色、红棕色三种颜色的硫蒸气,它们都是硫的单质,但每个分子中硫原子的个数不同,可用Sx表示。对三种蒸气的测定结果是:①橙色的蒸气密度折算到标准状况下是11.42g/L,则它的化学式 。
②红棕色蒸气的质量是同体积空气的6.62倍,则它的化学式是 。
③无色蒸气对氢气的相对密度是64,则它的化学式是 。
此事实说明,硫有 。
二、实验室里研究不同价态硫元素间的转化(第一课时)
——含硫化合物的相互转化
[课标要求]
1.运用氧化还原反应规律探究不同价态硫之间的转化
2.掌握二氧化硫的化学性质(酸性氧化物的通性,氧化性、还原性、漂白性)
[考纲要求]
1. 了解硫元素的单质及某些氧化物、氢化物的性质。
2. 了解常见非金属元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
[教材内容展现]:
1. 由工业生产入手,首先认识硫元素。
2. 分析硫的价态,以及常见物质——加深感性认识
3. 通过硫的物质转化关系对硫的相应内容作复习
4. 生产及科研中的应用。
[教学建议]
1. 由STS入手,揭示物质的研究规律
(1)物质的类别——金属与非金属的研究方向。
(2)物质的价态链——氧化还原反应的探究方向。
2. 由具体元素的性质及价态探讨为理论依据展开讨论——同时也复习硫及其化合物的基本知识。
3. 归纳总结出硫元素的价态转化关系——复习、巩固氧化还原反应的相关知识。
4. 为以后认识了解元素化合物指明基本思路——为知识体系的建立创建基础
[学案设计]
二、实验室里研究不同价态硫元素间的转化
1、预测不同价态硫元素的性质
价态 性质
-2价的S
0价的S
+4价的S
+6价的S
2、完成下列转化关系的反应方程式
(1) (2)
(3) (4)
(5) (6)
(7) (8)
(9) (10)
(11) (12)
(13) (14)
(15)
3、物质类别链
氢化物 ——单质——氧化物——含氧酸 —— 含氧酸盐
H2S —— S —— SO2 —— H2SO3 —— Na2SO3
SO3 —— H2SO4 —— CuSO4
[学生整理] 写出上述物质之间相互转化的有关化学方程式
4、元素价态变化链
(1)分别写出对应价态的主要化合物的化学式:
—2 —————— 0 —————— +4 —————— +6
S S S S
(2)指出1的(1)--(15)中
①非氧化还原反应有哪些:
②硫元素发生氧化反应的有哪些:
③硫元素发生还原反应的有哪些:
5、二氧化硫性质实验的探究
学生自主进行试验探究,完成实验[实验1] [实验2[实验3]以及二氧化硫和碘水的试验并填写试验记录
试验现象 试验结论(尽量用方程式解释)
试验1
试验2
试验3
试验4
[问题思考]
(1) 雪白的草帽久置会泛黄,什么原因?二氧化硫的漂白特点是什么?如何检验之
(2) 对比二氧化硫和氯水的漂白原理有何不同,有人认为两者等比例混合能增强漂白性,请从化学原理角度进行分析。
[知识小结]
二氧化硫的性质
1.二氧化硫的物理性质:无色有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化,溶于水(1:40),是大气主要污染物,来源于含硫燃料(如煤)的燃烧。
2.二氧化硫的化学性质
①酸性氧化物通性
SO2+H2O=H2SO3 SO2+CaO=CaSO3
SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O SO2+Na2CO3= Na2SO3+H2O+CO2↑
②二氧化硫氧化性:
SO2+2H2S=3S↓+ 2H2O
③二氧化硫还原性:
2SO2+ O2=2SO3 SO2+ X2+2H2O==H2SO4+2HX(X=Cl、Br、I)
④二氧化硫的漂白性
SO2与某些有色物质(如品红)结合生成不稳定的无色化合物,加热又恢复原来的颜色。
【巩固练习】
1. 区别二氧化硫气体和二氧化碳气体的方法是( )
A、通入澄清的石灰水 B、根据有无毒性
C、用湿润的蓝色石蕊试纸 D、用品红溶液
1. 酸雨形成的最主要原因是( )
A、森林受到了乱砍滥伐,破坏了生态平衡 B、工业上燃烧了大量含硫的燃料
C、大气中二氧化碳的含量增多 D、汽车排放出大量尾气
1. 已知SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,若将等物质的量的这两种气体同时作用于潮湿的有色物质,可观察到有色物质( )
A、立即褪色 B、慢慢褪色 C、先褪色后复原 D、颜色不褪
1. 下列反应中SO2被氧化的是( )
A、SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O B、2H2S+SO2=3S↓+2H2O
C、SO2+H2O+Na2SO3=2NaHSO3 D、Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl
1. 下列气体既具有氧化性又有还原性的是( )
A.SO2 B、SO3 C、O2 D、CO2
二、实验室里研究不同价态硫元素间的转化(第二课时)
——硫酸的制备和性质
[课标要求]
1、通过实验了解浓硫酸的特性和硫酸的应用
2、知道工业上生产硫酸的基本原理
[考纲要求]
1、掌握硫酸的化学性质。
2、以硫酸为例,了解化工生产化学反应原理的确定。初步了解原料与能源的合理利用、“三废处理”与环境保护以及生产过程中的综合经济效益问题。
[教材内容展现]
1、通过阅读课本及观看模型,了解硫酸的工业制法
2、通过实验掌握浓硫酸的特性
3、复习稀硫酸的通性
4、建议增加浓硫酸的钝化实验,并探究钝化的条件
[教学建议]
1、 运用试验比较分析等方法进行教学,让学生学会用科学的方法学习元素化合物知识。
2、 将浓硫酸与铁、铜的反应与稀硫酸跟铁、铜的反应进行比较。
[学案设计]
一、硫酸
1、稀硫酸的通性
用方程式表示稀硫酸的通性
2、浓硫酸的特性:
[实验探究]
[实验1]分别将盛有浓盐酸、浓硝酸、浓硫酸的试剂瓶盖打开,并用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近瓶口。注意观察现象。
[问题思考]
(1)通过以上现象分析浓盐酸、浓硝酸与浓硫酸为何现象不同?
(2)说明浓硫酸具有什么性质?
[实验2]在一只洁净的试管中加入少量CuSO4·5H2O粉末,在向试管中加入约3ml浓硫酸,充分震荡,观察实验现象。
[问题思考]
(1)固体的颜色为何变化?
(2)上述实验说明浓硫酸具有什么性质?
(3)根据浓硫酸的以上性质,在实验室中浓硫酸有何应用?
(4)将盛有浓盐酸和浓硫酸的试剂瓶敞口放置,质量有何变化?为什么?
[实验3]将木条插入浓硫酸中,取出木条后观察有什么变化?[提示:木条的主要成分是(C6H10O5)n]。
[问题思考]
(1)木条有何变化?
(2)黑色物质是什么?
(3)体现浓硫酸的什么性质?
(4)浓硫酸在[实验2]和[实验3]中表现的性质有什么区别?
[实验4]取4g蔗糖(C12H22O11)放入大试管里,假如约6mL浓硫酸,搅拌至变黑色,然后塞上带玻璃导管的橡皮塞,将玻璃导管的另一端插入盛有品红溶液的试管中,观察实验现象。
[问题思考]
(1)描述实验现象:
(2)硫酸表现出什么性质?
(3)试写出上述反应的化学方程式
[实验5] 将一小块铜片放入试管中,然后加入2mL浓硫酸,用铁架台固定,给试管加热,进行实验,观察实验现象。
(1)描述实验现象 ;
(2)待加热后的试管冷却后,将其中的物质倒入盛有少量水的试管中,观察溶液的颜色
[问题思考]
(1)铜片与稀硫酸能反应么?为什么? ;
(2)铜与浓硫酸在什么条件下可发生反应? ;
(3)根据实验现象推测反应后生成的物质是 ;
(4)试写出上述反应的化学方程式,观察价态变化,指出氧化剂、还原剂;
上述反应说明浓硫酸具有 性
[实验6]取4毫升浓硫酸将铝条和铁条分别深入其中,取出然后再分别深入硫酸铜溶液和稀硫酸溶液中观察试验现象
(1)描述实验现象:
(2)硫酸表现出什么性质?
[学生归纳]
1、 稀硫酸的性质:用简要文字或化学方程式表示出酸的通性。
2、 浓硫酸的特性:用简要文字或化学方程式表示。
3、硫酸的工业制法
接触法制硫酸的生产流程
过程一:
过程二:
过程三:
[课后练习]
1.长期放置在空气中,因发生氧化还原反应而变质的是( )
A.澄清石灰水 B.浓盐酸 C. 亚硫酸钠溶液 D. 浓H2SO4
2.下列变化中,能体现浓H2SO4中硫元素的氧化性的反应是( )
A.硫酸溶液与紫色石蕊试液反应变红色
B.锌与稀硫酸反应可制取氢气
C.浓H2SO4与NaCl固体反应可制取HCl气体
D.浓H2SO4与C加热反应可生成CO2、SO2和水
3.关于浓硫酸和稀硫酸的叙述中正确的是( )
A、常温时都能与铁发生反应,放出气体 B、加热时都能与铜发生反应,放出气体
C、都能作为气体的干燥剂 D、硫元素的化合价都是+6价
4.若用浓硫酸时不慎沾在皮肤上,清洗的方法是( )
A、用大量的水冲洗 B、干布擦后大量用水冲洗,再用NaHCO3溶液3%冲洗
C、用NaOH溶液中和 D、用沙布擦净后涂油
5.下列关于浓硫酸的叙述中,错误的是( )
A.浓硫酸可作为SO2、H2、NH3的干燥剂
B.浓硫酸可使蔗糖变黑,并可能产生SO2和CO2的混合气体
C.常温下可以用铁制或铝制的容器运输浓硫酸。
D.与金属铜加热下的反应, 浓硫酸既表现出氧化性又表现出酸性
6.把浓硫酸滴入浓盐酸中,会有氯化氢气体逸出,对此现象的合理解释是( )
A.氯化氢难溶于水 B.浓硫酸有脱水性
C.浓硫酸是一种高沸点的酸 D.浓硫酸溶于水放出大量的热,降低了氯化氢的溶解度
7.向50mL18mol/L的硫酸中加入足量的铜片并加热,被还原的硫酸的物质的量()
A.等于0.9mol B.大于0.45mol,0.9mol C.等于0.45mol D.小于0.45mol
8.用尽可能多的方法鉴别浓硫酸和稀硫酸
9.三位学生设计了下述三个方案,并都认为,如果观察到的现象和自己设计的方案一致,即可确证试液中的SO42-。
试评价上述各种方案是否严密,并分别说明理由。
10.过量的锌与一定量的浓硫酸反应,在反应过程中,除生成SO2气体外,还会有H2生成。
⑴产生H2的原因是 。
⑵如何检验反应过程中生成了SO2和H2? 。
⑶经完全反应后,测定产生的混合气体在标准状况下为22.4L,求反应消耗锌的质量。
三、酸雨及其防治(一课时)
[课标要求]
1、通过录像、图片展现酸雨的危害,查阅资料并讨论减少向大气中排放二氧化硫的措施
2、阅读课本P91,了解硫酸盐的有关知识
[考纲要求]
1、了解硫氧化物对大气的污染及其防治。
2、了解常见盐类的性质和用途。
[教材内容展现]
1、 通过各种信息途径了解酸雨的危害及其防治方法
2、 了解常见盐类的性质和用途。
[教学建议]
实验活动,说明硫酸型酸雨的形成
建议做[实验1],明确二氧化硫的水溶液是酸雨,酸雨的PH小于5.6
[学案设计]
【阅读】:自读课90页,完成下列各题。
1. 酸雨的形成与二氧化硫有何关系?写出有关化学方程式。
1. 结合实际谈一下酸雨给人类带来的危害。
1. 在防治和减少酸雨形成方面我们应做些什么?
1. 我国目前主要利用的能源是煤。假如你是一位工程师,火力发电厂燃烧废气中有二氧化硫,氧气,一氧化碳等。你将采取什么措施防止二氧化硫排放到大气中?
[问题思考1]:
(1)、正常雨水的PH约为5.6而不是7,这是为什么?
(2)、由于空气受到污染,现在不少地区雨水的PH小于5.6,当雨水小于5.6时,我们就称它为酸雨。二氧化硫是酸雨的罪魁祸首,二氧化硫溶于水呈酸性的原因是什么?其酸性和碳酸比如何
(3)青岛禁止烧散煤,要求烧块煤(蜂窝煤),是因为生产块煤时要加入一种物质,这种物质是什么?原理是什么?由此可见二氧化硫属于那种类型的氧化物?用三个方程式表示
二、硫酸盐
1.通过阅读简单了解几种硫酸盐的组成及在生产、生活和医疗上的应用。
(1)石膏:化学式 熟石膏:化学式 应用:
(2)重晶石:化学式 应用:
(3)绿矾:化学式 应用:
(4)胆矾:化学式 (5)明矾:化学式
2.硫酸盐的鉴别
(1)鉴别试剂:
(2)试剂顺序及其现象:
[课后练习]
1.酸雨的形成主要是由于( )
A. 森林遭到乱砍滥伐,破坏了生态平衡 B.工业上大量燃烧含硫燃料
C.大气中CO2的含量增多 D.汽车排出大量尾气
2.下列说法正确的是( )
A.SO2能使溴水和KMnO4水溶液褪色 B.可以用澄清石灰水鉴别SO2和CO2
C.硫粉在纯氧中燃烧生成SO3 D.SO2通过CaCl2溶液能生成白色沉淀
3.下列化学反应中,SO2是还原剂的是( )
A.SO2+2H2S= 3S↓+2H2O B.SO2+2Mg2MgO+S
C.SO2+NaOH = NaHSO3 D.2SO2+O2 2SO3
4.下列五种有色溶液与SO2作用,均能褪色,其实质相同的是( )
①品红溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③溴水 ④滴有酚酞的NaOH溶液 ⑤淀粉碘溶液
A.①④ B.①②③ C.②③⑤ D.②③④
5.下列实验中能证明一种气体为SO2的是( )
①使澄清石灰水变浑浊
②使湿润的蓝色石蕊试纸变红
③使品红溶液褪色
④通入足量的NaOH溶液中,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,该沉淀溶于稀盐酸
⑤通入溴水中使溴水褪色,再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生
A.都能证明 B.都不能证明 C.③④⑤能证明 D.只有⑤能证明
6.潮湿的氯气和SO2都具有漂白作用,若将等体积的这两种气体混合后,通入品红和BaCl2的混合溶液,能观察到的现象是( )
①溶液很快褪色 ②溶液不褪色 ③有白色沉淀生成 ④没有白色沉淀生成
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
7.青岛冬季取暖早已禁用散煤,取而代之的是型煤。
(1)型煤的制作中往往向其中加入了少量生石灰,烧过的蜂窝煤中有一定量的硫酸钙,用化学方程式表示硫酸钙的形成过程 。
(2)现有酸雨样品1份,每隔一段时间测定该雨水样品的pH,所得数据如下:
测试时间/h 0 1 2 3 4
雨水的pH 4.73 4.62 4.56 4.55 4.55
分析数据,回答下列问题:
①雨水样品的pH变化的原因是(用化学方程式表示) ;
②如果将刚取样的上述雨水与用氯气消毒的自来水相混合,pH将变 ,离子反应方程式为 。
⑵你认为减少酸雨产生可采取的措施是(填序号) 。
①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源
A.①②③ B.②③④⑤ C.①③⑤ D.①③④⑤
(3)在英国进行的一项研究结果表明,高烟囱可以有效地降低地面SO2浓度。在20世纪的60年代~70年代的10年间,由发电厂排放出的SO2增加了35%,但由于建筑高烟囱的结果,SO2地面浓度降低了30%之多。请从全球环境保护的角度,分析这种方法是否可取?简述其理由 。
8.甲同学把Cl2 或SO2中的一种气体通入品红溶液,品红褪色。乙同学设计了一个实验方案验证了甲同学通入的气体,乙同学实验方案是:
9.已知Na2SO3和H2SO4反应生成SO2,如下图是实验室制SO2并验证SO2某些性质的装置图。试回答:
⑴A中发生反应的化学方程式 ;
⑵B中现象为 ,说明SO2水溶液有 性。。
⑶C中现象是 ,证明SO2有 性。
⑷D中现象是 ,证明SO2有 性。
⑸E中现象是 ,证明SO2有 性。
⑹F的作用是 ,反应的化学方程式是
10. 混合气体中可能有H2S、CO2、HBr、HCl、SO2中的一种或几种,将其通入氯水中,得无色透明溶液。把溶液分成两份,一份加入盐酸酸化的BaCl2溶液,出现白色沉淀;另一份加入用硝酸酸化的AgNO3溶液,也有白色沉淀生成。从实验可知原气体中:
1 肯定有_____ ,肯定没有 ____,
③不能肯定是否有_____ ______。
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