硫的转化
【学习目标】
1.了解关于硫元素在自然界中的转化、含硫元素的物质在自然界中的存在以及含硫物质的主要的来源。
2.了解硫单质、二氧化硫和浓硫酸的主要性质。
3.了解酸雨的主要危害及其防治措施。
【学习重难点】
硫单质、二氧化硫和浓硫酸的性质。
【学习过程】
一、自然界中的硫
1.自然界中不同价态硫元素间的转化
(1)硫在自然界中的存在形式
游离态:主要存在于 附近
化合态:存在于
(2)自然界中不同价态硫元素间的转化
火山喷发时,部分硫转化成 ,部分硫转化成 和 。二氧化硫在大气中存在的时间较短。当有氧气、水蒸气、阳光等存在时,二氧化硫会被氧化成 。二氧化硫和三氧化硫溶解于水,分别生成 和 。一些微生物会把部分亚硫酸和硫酸转化成 或 。
火山喷发时还有部分硫进入地下水里。在地下裂缝中,熔融态的硫与含有 等元素的物质反应形成矿物。暴露于地球表面的多种含硫矿物,受到空气中氧气和水蒸气的作用,生成新的物质如 、 等。
(3)认识几种含硫化合物(写出化学式):
石膏: ;芒硝: ;黄铁矿: ;雄黄: ;
雌黄: ;辰砂: ;熟石膏: ;
重晶石:BaSO4; 胆矾(蓝矾):CuSO4·5H2O; 绿矾:FeSO4·7H2O;
皓矾:ZnSO4·7H2O;
2.认识硫单质
(1)物理性质:硫单质俗称 。通常状况下,它是一种 色的固体;很脆,易研成粉末;溶解性: , , 。熔沸都不高。
[思考]①古代的科学家发现某地区沙地是由硫黄和沙子组成的,于是想把沙子和硫黄分离开来,你知道他们是怎么做的吗?
②在实验室里,如何洗涤沾有硫的试管?
③硫有同素异形体吗?它们的性质一样吗?
(2)化学性质
[思考]前面的学习中,见过的含硫的物质有哪些?化合价分别是什么?从化合价角度分析,硫在化学反应中表现哪些性质?
与金属的反应,表现 性。
[思考]在铁粉和硫粉的混合物反应的实验中,用灼热的玻璃棒触及混合物呈红热状态,移开玻璃棒后,继续呈红热状态,说明该反应是 反应。
(3)用途
①制造硫酸、化肥、火柴及杀虫剂等。
②火药、烟花爆竹等。
③硫磺温泉医治皮肤病。
二、实验室里研究不同价态硫元素间的转化
1.硫元素的主要价态从低到高有: 、 、 、 。以H2S、S、SO2、浓H2SO4为例进行分析,其中只表现还原性的是 ;只表现氧化性的是 ;既表现氧化性又表现还原性的是 和 。(只从硫元素的价态分析)
2.二氧化硫(SO2)
(1)物理性质:无色,刺激性气味,有毒,易溶于水[1∶40],易液化。
[思考]根据所学知识,判断在相同条件下NH3、HCl、Cl2、CO2、SO2的溶解度由大到小的顺序是: 。
(2)化学性质:
①酸性氧化物:a.与水反应: 所以SO2是 的酸酐。
b.与碱的反应:
少量的SO2与NaOH溶液的反应:
足量的SO2与NaOH溶液的反应:
足量的SO2通入到氨水中:
c.与碱性氧化物的反应:SO2 +Na2O—
②SO2与某些盐溶液的反应
与Na2SO3溶液的反应:
与Na2CO3溶液的反应:
③弱氧化性:
SO2与H2S的反应:
④还原性
SO2的催化氧化: (工业上制硫酸的反应之一)
将SO2通入到氯水中:
[思考]能不能用浓H2SO4来干燥SO2气体?
⑤漂白性
原理:与有色物质结合成不稳定的无色物质,受热后又恢复为原来的颜色。
如:将SO2通入到品红溶液中,会发现 ;加热退色后的溶液, 溶液又 。
注意:SO2不能使指示剂退色。
[思考]①Cl2通入紫色石蕊试液中,现象: ,原因是: 。
②Cl2通入到品红溶液中,现象是: ,加热后溶液 (“恢复”“不恢复”)原来的红色。
③SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中,现象是: ,原因是: 。
④SO2通入紫色石蕊试液中,现象是 ,用方程式表示原因是: ;加热后现象是 ,用方程式表示原因是: ;
⑤活性炭是由于其 性而使溶液褪色的。
(3)SO2的实验室制法:
①实验室中用固体Na2SO3 和中等浓度的硫酸反应制取,写出化学方程式:
②收集方法:排饱和NaHSO3 溶液法或 。
③干燥: 。
[思考]在实验室中验证溶液中是否含有SO32-的方法是什么?
。
(4)SO2的用途
杀菌:消毒剂和防腐剂
漂白作用:漂白织物
3.浓硫酸
(1)吸水性:因此浓硫酸常用作干燥剂,用来干燥 性、 性的气体,不能用来干燥 性或 性气体。
(2)脱水性:将有机物中的H、O元素以2:1的比例脱下来变成水的性质。如蔗糖中加入 浓硫酸后碳化。
(3)强氧化性
①常温时,浓硫酸与 、 接触时,使金属表面生成一层致密的氧化物薄膜而 ,阻止了内部金属继续与硫酸发生反应。因此冷的浓硫酸可以用 或 容器储存。
[思考]“钝化”是物理变化还是化学变化?
②加热时:
与Cu反应:
与木炭反应:
[思考]①下列操作分别表现了浓硫酸的什么性质?
a.浓硫酸加入到硫酸铜晶体中由蓝色变为白色。
b.浓硫酸使蔗糖碳化。
c.将浓硫酸加入到甲酸(HCOOH)中制CO气体。
d.浓硫酸滴在蓝色石蕊试纸上先变红后变黑。
②在铜与浓硫酸的反应中,还原剂与氧化剂的物质的量之比为 ,浓硫酸表现了 性。
③如何证明木炭与浓硫酸反应的产物?
④如何稀释浓硫酸?浓硫酸不慎沾到皮肤上,应如何处理?
三、酸雨及其防治
1.形成酸雨的主要物质有: 和 。
2.硫的氧化物在形成酸雨时,发生的主要反应有:
、
、
3.防止或减少酸雨的形成,从两方面着手:
① 。
② 。