(共21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.了解硫单质的物理性质和化学性质。
2.掌握二氧化硫的物理性质和化学性质,了解可逆反应。
3.理解二氧化硫的漂白作用与次氯酸的漂白作用的区别。
学习探究
一、硫
1.物理性质
硫俗称 ,是一种 色 ,质 ,易研成 。
硫 溶于水, 于酒精, 溶于CS2。
硫磺
黄
晶体
脆
粉末
难
微溶
易
2.化学性质
(1)与Fe的反应
化学方程式:
Fe + S === FeS
△
氧化剂
还原剂
(2)与Cu的反应
2Cu + S === Cu2S
△
氧化剂
还原剂
化学方程式:
(3)与H2的反应
H2 + S === H2S
△
氧化剂
还原剂
化学方程式:
(4)与O2的反应
O2 + S === SO2
△
氧化剂
还原剂
化学方程式:
二、二氧化硫
1.物理性质
颜色
状态
气味
密度
毒性
溶解性
无色
气态
刺激性气味
大于空气
有毒
?
实验探究
实验1
把充满SO2塞有胶塞的试管倒扣在水中,观察试管内液面的上升。待液面高度不再发生明显变化时,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。
实验结论:
SO2易溶于水。
2.化学性质
(1)SO2具有酸性氧化物通性
SO2+H2O H2SO3
SO2与水的反应:
亚硫酸
可逆反应:
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,反应物与生成物共存。
思考探究
根据SO2中S元素的化合价推断它具有的化学性质还有哪些?
SO2 (H2SO3)
S
H2S
SO3 (H2SO4)
-2
0
+4
+6
作氧化剂
作还原剂
加氧化剂
如H2S
如O2、Cl2、Br2、HNO3、KMnO4
加还原剂
(2)SO2的还原性
(3)SO2的氧化性
SO3+H2O===H2SO4
2SO2+O2 2SO3
△
催化剂
工业制硫酸
SO2+2H2S===3S↓+2H2O
SO2既有氧化性,又具备还原性,以还原性为主,可以被很多氧化剂氧化成+6价的硫酸或硫酸盐。
(4)SO2的漂白性
实验2
用试管取2 mL实验1中得到的溶液,向其中滴加1~2滴品红溶液,振荡,观察溶液中的颜色变化。然后加热试管(注意通风),观察溶液的变化。
实验结论:
SO2具有漂白性,漂白是暂时的,加热可以再次变成红色。
应用:
检验SO2。
二氧化硫与氯水漂白性的比较
名称 二氧化硫 氯水
原理 二氧化硫溶于水产生的亚硫酸与有色物质直接结合生成不稳定的无色物质 氯水中的次氯酸将有色物质氧化成无色物质
实质
程度
范围 漂白某些有色物质,不能使紫色石蕊试液褪色 漂白大多数有色物质,能使紫色石蕊试液褪色
化合作用
暂时性,加热可复原
氧化作用
永久性
3.用途
制硫酸、作漂白剂(漂白纸浆、毛、丝等)、杀菌消毒、作食品添加剂。
硫与二氧化硫
S
SO2
氧化性
还原性
酸性氧化物
氧化性
还原性
漂白性
学习小结
随堂演练
1.若试管内壁附着有单质硫,应如何洗涤?
用CS2洗涤。
2.下列能证明SO2具有漂白性的是( )。
A.酸性KMnO4溶液中通入SO2气体后紫红色消失
B.滴有酚酞的NaOH溶液中通入SO2气体后红色消失
C.品红溶液中通入SO2气体后红色消失
D.溴水中通入SO2气体后橙色消失
C
3.实验室可用如图装置(略去部分夹持仪器)制取SO2并验证其性质。
(1)盛装70%H2SO4溶液的仪器名称为 。仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱,若 ,则整个装置气密性良好。
(2)装置B的作用之一是通过观察产生气泡的多少判断SO2生成的快慢,其中的液体最好选择 (填代号)。
a.蒸馏水 b.饱和NaCO3溶液
c.饱和NaHSO3溶液 d.饱和NaOH溶液
(3)C试管中的试剂可以验证二氧化硫的氧化性,现象为 。
分液漏斗
液柱高度保持不变
c
有浅黄色沉淀生成
(4)为验证SO2的还原性,充分反应后,取D试管中的溶液分成三份,分别进行如下实验:
方案Ⅰ:向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成;
方案Ⅱ:向第二份溶液中加入品红溶液,红色褪去;
方案Ⅲ:向第三份溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。
上述方案合理的是方案 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”);试管D中发生反应的离子方程式为 。
(5)装置E的作用是 。装置F中为 溶液。
Ⅲ
SO2+Cl2+2H2O===4H++SO42-+2Cl-
防止倒吸
NaOH
谢谢!
(共22张PPT)
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第一节 硫及化合物
第2课时 硫酸和硫酸根离子的检验
学习目标
1.知道硫酸是一种重要的化工原料,了解工业制硫酸的原理。
2.了解硫酸的主要性质和硫酸在生产生活中的作用。
3.掌握硫酸根离子的检验方法。
学习探究
一、硫酸的制备
工业制硫酸 的原理示意图
②
①
③
有关反应的化学方程式
①制备SO2
②制备SO3
③吸收SO3
FeS2 + 11O2 === 2Fe2O3 + 8SO2
高温
2SO2 + O2 2SO3
SO3+ HO2 === 2H2SO4
二、硫酸的性质
1.稀硫酸的性质
硫酸是强酸,具有酸的通性。
H2SO4 在水溶液中 电离成H+和 。
完全
2H2SO4 === 2H+ +
稀硫酸
使指示剂变色(如石蕊试液),溶液变红色
与活泼金属反应(如Fe、Zn),生成硫酸盐+H2
与碱性氧化物反应(如CuO),生成硫酸盐+H2O
与碱发生中和反应(如Ba(OH)2),生成硫酸盐+H2O
与弱酸盐反应(如Na2CO3),生成硫酸盐+弱酸
2.浓硫酸的特性
(1)吸水性
浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水,故常用作干燥剂。
吸水性属于物理变化。
思考:不能用浓硫酸干燥的气体有哪些?
①碱性气体:NH3
②还原性气体:H2S、HBr、HI等
(2)脱水性
浓硫酸能够将蔗糖、纸张、棉布和木材等有机物中的氢元素和氧元素按水的组成比脱去。
物质本身不含水
脱水性
蔗糖变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状的炭,并有刺激性气味产生。
强氧化性
(3)强氧化性
①与金属反应
常温时Fe、Al等少数金属遇浓硫酸发生钝化。
加热时,浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应。
浓硫酸与铜的反应
铜丝表面有气泡生成
溶液逐渐变为无色
逐渐变为红色
结论:Cu + 2H2SO4(浓)=== CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
△
②与非金属反应
③与还原性化合物(H2S、HBr)反应
C + 2H2SO4 (浓)=== CO2↑ + 2SO2 ↑+ 2H2O
△
结论:先加稀盐酸无明显现象,再加BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,即溶液中存在硫酸根离子。
三、硫酸根离子的检验
稀硫酸
Na2SO4溶液
Na2CO3溶液
BaCl2溶液
稀盐酸
稀盐酸
BaCl2溶液
稀盐酸
BaCl2溶液
检验硫酸根离子的正确操作方法
被检液
加足量盐酸酸化
取清液
滴加BaCl2溶液
有无白色沉淀产生
(判断有无硫酸根离子)
先加稀盐酸的目的是
排除 和Ag+干扰。
学习小节
硫酸
稀硫酸具有酸的通性
浓硫酸的特性:
吸水性
脱水性
强氧化性
硫酸根离子的检验
随堂演练
1.浓硫酸在下列物质的转化中,既表现出氧化性,又表现出酸性的是( )。
A.Cu→CuSO4
B.C→CO2
C.蔗糖→“黑面包”
D.Fe2O3→Fe(SO4)3
C
2.向某溶液中滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再滴入稀盐酸,沉淀不溶解,则该溶液中( )。
A.一定有硫酸根离子
B.可能有硫酸根离子或银离子
C.一定没有银离子
D.可能有碳酸根离子
B
3.根据如图所示装置,回答下列问题。
有气泡产生,溶液变蓝
纸条褪色
纸条由无色恢复为红色
Cu + 2H2SO4(浓)=== CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
△
吸收多余的SO2,防止污染环境
反应过程中浓硫酸被消耗,逐渐变稀,而铜不和稀硫酸反应
ad
谢谢!
(共18张PPT)
第五章 化工生产中的重要非金属
第一节 硫及其化合物
第3课时 不同价态含硫物质的转化
学习目标
1.了解含硫物质在自然界的存在与转化,熟悉自然界中常见含硫物质的类别及硫元素的化合价。
2.能根据硫元素化合价分析含硫物质的性质设计实验,实现不同价态硫元素的相互转化。
学习探究
一、自然界中硫的存在与转化
1.硫元素广泛存在与自然界中,是 生长不可缺少的元素,组成生命体的 中含有硫元素。
植物
蛋白质
2.自然界中 态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层里,煤中也含有少量硫。
游离
3.自然界中 态的硫广泛存在于硫酸盐、硫化物、火山喷发时释放的气体中、地下水里、动植物体内。
化合
二、在实验室中研究不同价态含硫物质的转化
1.转化原理
(1)硫元素常见价态及其转化关系
(2)通过 反应实现不同价态含硫物质的互相转化。
(3)低价态的硫向高价态转化时需加入 剂,高价态的硫向低价态转化时需要加入 剂。
S S S S
-2 0 +4 +6
氧化还原
氧化
还原
只有氧化性
既有氧化性,又有还原性
只有还原性
2.实验设计
设计实验实现不同价态硫转化,遵循的原则是科学性、可行性、安全性和绿色化学。
S S S S
-2 0 +4 +6
H2S
S
S2O
H2SO4
氧化剂
氧化剂
氧化剂
还原剂
还原剂
还原剂
(1)
S S
-2 0
试剂:
二氧化硫、硫化氢、蒸馏水
实验及现象:
将硫化氢和二氧化硫通入水中,生成淡黄色沉淀(或溶液变浑浊)
结论:
二氧化硫与硫化氢反应生成单质硫
S S
0 +4
S S
+4 +6
(2)
实验及现象:
结论:
二氧化硫在水中能被强氧化剂氧化为硫酸根离子
试剂:
二氧化硫、新制氯水和氯化钡溶液
将二氧化硫通入新制氯水中,溶液浅黄色褪去;再向溶液中滴入氯化钡溶液,产生白色沉淀
S S
+6 +4
(3)
实验及现象:
结论:
试剂:
浓硫酸、铜片
加热铜片和浓硫酸的混合气体,有刺激性气味生成
浓硫酸被金属铜还原为二氧化硫
浓硫酸在一定条件下与金属或还原性盐反应时,既体现氧化性又体现酸性。
3.硫单质及其化合物之间的转化规律
(1)邻位价态原则
当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态,即台阶式升降。
(2)相邻价态的粒子不发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
(3)归中规律
当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态。如2H2S+SO2===3S+2H2O。
(4)含硫物质的连续氧化规律
S元素
H2S
SO2
SO3
H2SO4
SO2
SO3
H2SO4
足量O2
O2
H2O
O2
O2
H2O
S
学习小节
随堂演练
1.FeS2的结构类似于Na2O2,是一种过硫化物,与酸反应时首先生成H2S2,H2S2类似于H2O2,易分解:H2S2===H2S+S↓。实验室制取H2S时,某学生误将FeS2当作了FeS,反应完后,不可能生成的物质是( )。
A.H2S B.S
C.Fe2+ D.Fe3+
D
2.同价态硫(+4)化合物之间的相互转化关系如图所示。请写出图中序号所表示的化学方程式。
①Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O
②SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
③H2SO3===SO2↑+H2O
△
3.亚硫酸钠中+4价的硫既有氧化性又有还原性。(试剂:氯水、硫化钠溶液、亚硫酸钠溶液、稀硫酸、氢氧化钠溶液)
(1)要证明亚硫酸溶液具有还原性,应选用的试剂是 ,观察到的现象是 ,离子方程式为 。
(2)要证明亚硫酸钠溶液具有氧化性,应选用的试剂是 ,观察到的现象是 ,离子方程式为 。
6H++SO32-+2S2-===3S↓+3H2O
氯水褪色
H2SO3+Cl2+H2O===SO42-+2Cl-+4H+
硫化钠溶液、稀硫酸
有淡黄色沉淀生成
氯水
(3)请你设计一个实验,证明亚硫酸钠已被氧化。
取少量亚硫酸钠溶液于试管中,加入足量盐酸,无白色沉淀生成;再加入少量氯化钡溶液,若出现白色沉淀,则证明亚硫酸钠已被氧化。
谢谢!