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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1 课时 硫和二氧化硫
【学习目标】
1.通过分析硫的原子结构，推断硫元素可能的化学性质并进行证实，理
解物质的微观结构与宏观性质之间的关系。
2.通过实验探究，了解二氧化硫的物理性质和化学性质，能说出二氧化
硫的主要用途。
3.能从物质类别和硫元素化合价的角度认识硫和二氧化硫的性质，强化“证据推理与模型认知”能力的发展。
【情景引入】
自然界的硫单质
印度尼西亚爪哇岛东部，卡瓦伊真火山喷出的气体通过火山口内的喷气孔形成硫黄，当地很多青壮年男子冒险去火山口采硫黄矿谋生。
请根据该视频总结硫元素在自然界的存在形态和单质硫的性质？
一、硫和二氧化硫
(1)硫在自然界的存在形式
①游离态：
火山喷口附近或地壳的岩层里
②化合态
硫化物
黄铁矿：FeS2；黄铜矿：CuFeS2
硫酸盐
芒硝：Na2SO4·10H2O 石膏：CaSO4·2H2O
存在于某些蛋白质中
1.单质硫
画出硫的原子结构示意图，并回答以下问题：
（1）硫在元素周期表中的位置如何？
（2）硫的常见化合价有哪些？
S
O
第三周期、第VIA族
位置
化合价
-2 0 +4 +6
化合价
-2
0
+4
+6
氢化物
物质类别
单质
氧化物
酸
盐
H2S
Na2S
S
SO2
H2SO3
Na2SO3
SO3
H2SO4
Na2SO4
【小组讨论】根据火山喷发过程中产生的含硫物质以及你知道的含硫物质，
建立硫及其化合物的价类二维图？
黄色晶体，俗称硫黄，质脆，易研成粉末，不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2。
试管内壁附着的硫怎样洗掉？
可用二硫化碳清洗
(3)物理性质
【想一想】
氧化性
(4)硫单质的化学性质
硫单质
Fe
Cu
H2
O2
与碱溶液反应
与金属反应
与非金属反应
（还原性）
3S+6NaOH Na2SO3+2Na2S+3H2O
(氧化性、还原性）
硫的氧化性较弱，与变价金属反应，生成低价态的金属硫化物。
硫与氧气反应，无论氧气是否过量，只生成SO2。
S
＋氧化剂
＋还原剂
－２
+4
０
既有氧化性又有还原性
【注意】也可用热的强碱溶液洗涤附着在试管内壁上的硫
(5)硫的用途
硫主要用于制造硫酸、化肥、火柴及杀虫剂等，还用于制造
黑火药、烟花爆竹、硫化橡胶等。
2、二氧化硫
(1)SO2的物理性质
【思考】请设计一个实验来证明SO2易溶于水？
色、态、味 密度 溶解性 毒性
比空气____ ________________________________________________________ _____
无色有刺激性气味的气体
大
易溶于水，通常状况下，1体积水溶解约40体积SO2
有毒
【实验5-1】如图5-2所示，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，观察试管内液面的上升。待液面高度不再明显变化时，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。
图5-2 SO2溶于水
实验现象 实验结论
试管内液面上升
pH试纸测得溶液的pH小于7
SO2易溶于水
SO2水溶液显酸性
SO2 + H2O H2SO3 （亚硫酸）
H2SO3 SO2 + H2O
亚硫酸不稳定，易分解
SO2 + H2O H2SO3
可逆反应符号
属于中强酸
可逆反应：在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：
① 双向性 可逆反应分为两个方向相反的反应；
② 双同性 正、逆反应在同一条件下同时进行；
③ 共存性 在可逆反应中，反应物与生成物共存。
【想一想】我们以前学过的哪些反应是可逆反应
CO2 + H2O H2CO3
Cl2 + H2O HCl + HClO
【思考】氢气与氧气反应可以生成水,电解水可以得到氢气与氧气,
该反应是可逆反应吗？
反应条件不同，
不是可逆反应。
不是
【思考】SO2有什么化学性质？请根据SO2的物质类别和价态进行预测。
（1）物质类别：酸性氧化物
（2）化合价：
SO2
＋还原剂
S
H2S
＋氧化剂
SO3
+4
+6
0
-2
化学性质：酸性氧化物通性, 既具有氧化性又具有还原性。
a.SO2+水→酸
SO2 + H2O H2SO3
①具有酸性氧化物的通性(类似CO2)
(2)化学性质
b.SO2+碱→盐+水
SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O (SO2少量)
SO2 + NaOH = NaHSO3 (SO2足量)
SO2 + Ca(OH)2= CaSO3 ↓+ H2O
c. SO2+碱性氧化物→盐
SO2+CaO=CaSO3
d. SO2+盐→新盐
SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3
SO2+NaHCO3 =NaHSO3 +CO2
燃煤脱硫
②还原性
SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX (X=Cl、Br、I)
5SO2+2MnO4 -+2H2O=5SO42- +2Mn2+ +4H+
SO2＋H2O2=H2SO4
SO2+2H2O+2Fe3+=4H++2Fe2++SO42-
③氧化性
SO2+2H2S=3S↓+2H2O
与O2、X2、酸性KMnO4、H2O2、Fe3+等反应
【思考交流】
1.怎样除去CO2中的SO2
2.二氧化硫通入CaCl2溶液中是否能生成沉淀？若不能请想出生成沉淀的方法？
可向其中加入氨水或NaOH等碱性溶液
②通过盛有酸性高锰酸钾溶液洗气瓶。
①通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶
不能
SO2+NaHCO3 =NaHSO3 +CO2
5SO2+2MnO4 -+2H2O=5SO42- +2Mn2+ +4H+
实验探究------探究SO2的漂白性
【实验5-2】用试管取2mL在实验5-1中的得到的溶液，向其中滴入1~2滴
品红溶液，振荡，观察溶液的颜色变化。然后加热试管，注意通风，再
观察溶液的变化。
实验操作 实验现象
向品红溶液中滴加SO2水溶液
给试管加热
品红溶液褪色
无色溶液又恢复原来的红色
④漂白性
原理：
SO2与某些有色物质生成不稳定的无色物质
SO2 + 有色物质 = 不稳定的无色物质
暂时性，加热可恢复。
特点：
注意：不能使酸碱指示剂褪色
还有活性炭、HClO 、Na2O2 、H2O2 等
【思考】我们还知道哪些物质具有漂白性？它们的漂白原理相同吗？
漂白类型 实例 漂白原理 特点
氧化型 HClO、NaClO、 Na2O2、H2O2等 将有色物质氧化使其 失去原有的颜色 不可逆
加合型 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 物理吸附
可重复使用
漂白类型 实例 漂白原理 特点
氧化型 HClO、NaClO、 Na2O2、H2O2等
加合型 SO2
物理吸附型 活性炭、 Al(OH)3胶体、 Fe(OH)3胶体
将大多数有色物质氧化使其失去原有的颜色
与某些有色物质结合，生成不稳定的无色物质
疏松多孔，表面积较大，可以吸附一些有色物质
不可逆
可逆
可重复使用
【思考】我们还知道哪些物质具有漂白性？它们的漂白原理相同吗？
还有活性炭、HClO 、Na2O2 、H2O2 等
（3）SO2的用途
①制取硫酸：
②可以漂白纸浆、毛、丝、草编制品等。
③杀菌消毒。
④作食物和干果的防腐剂。
例如：SO2在葡萄酒果汁中可以杀菌、抗氧化防腐的作用。
有毒(共17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2 课时 硫酸
【学习目标】
1、通过实验了解硫酸的物理性质和浓硫酸的三大特性。
2、能运用氧化还原反应知识理解浓硫酸的氧化性。
硫酸是重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。
【情景引入】
工业制硫酸的原理示意图
反应原理
①制备SO2：_____________________
或______________________________;
②制备SO3：______________________;
③吸收SO3：______________________;
S+O2
SO2
4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2
2SO2+O2
2SO3
SO3+H2O=H2SO4
【思考】工业制备硫酸工艺中为什么用98.3%的浓硫酸吸收SO3，而不直接用水吸收
SO3遇水生成硫酸的同时会释放出大量的热，易形成酸雾，影响SO3的吸收。
二、硫酸
1、硫酸的物理性质
无色油状液体，沸点约338℃，高沸点难挥发酸。密度1.84g/cm3，与水以任意比混合，并放出大量的热。
将浓硫酸沿着容器内壁缓慢地注入水中，并用玻璃棒不断搅拌
【思考】稀释浓硫酸时应该如何操作
用于制易挥发性酸，如盐酸。
2、稀硫酸的化学性质——酸的通性
H2SO4 = 2H+ + SO42-
①使酸碱指示剂变色
②与活泼金属反应
③与碱反应
④与碱性氧化物反应
⑤与盐反应
使紫色石蕊试液变红
Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
OH- + H+ = H2O
CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O
CO32- + 2H+ = CO2↑ + H2O
SO42- + Ba2+ = BaSO4↓
3、浓硫酸的性质
(1)吸水性：
浓硫酸能吸收周围环境中的水分或含结晶水化合物中的结晶水
可用来干燥中性气体和酸性气体：
如 H2、O2、N2、Cl2、CO2、CH4、 SO2、NO2、HCl
注意：浓硫酸不能干燥NH3(碱性)、H2S、HBr、HI等还原性气体
①作干燥剂
物理变化
②除去结晶水
化学变化
CuSO4·5H2O（胆矾）蓝色晶体逐渐变白色
(2)脱水性：浓硫酸能将有机物中的氧、氢元素按2：1的比例脱去水。
现象：蔗糖变黑，体积膨胀，放出大量热，产生刺激性气味气体。
C12H22O11
浓硫酸
12C + 11H2O
蔗糖
2H2SO4 (浓) + C = CO2 + 2SO2+ 2H2O
“黑面包实验”
【想一想】浓硫酸的吸水性与脱水性有什么区别？
吸水性是指浓硫酸直接与水分子结合。
吸收现成的水
脱水性是指浓硫酸将许多有机物中的氢、氧元素按H2O的比例脱去。
本身没有水分子，反应生成水
(3)强氧化性： H2SO4→SO2
①与金属单质反应
2H2SO4(浓)+Cu==CuSO4+2H2O+SO2↑
现象：试管中铜丝表面有气泡产生,品红溶液逐渐变为无色,紫色石蕊溶
液逐渐变为红色,将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为蓝色。
【总结】加热时，浓硫酸能与大多数金属反应(Au、Pt除外)生成SO2气体。
问题1:可抽动的铜丝有什么作用？
控制反应的发生与停止
问题2：铜丝为何螺旋状？
增大接触面积，加快反应速率
问题3：浸有碱液的棉花团有什么作用？
吸收SO2，防止大气污染
问题4：浓硫酸表现了什么性质？
氧化性和酸性
【思考】浓硫酸能和金属反应，为什么可用铝罐车和铁罐车来运输浓硫酸？
常温下，浓硫酸能让Fe、Al钝化
常温下，Fe、Al与浓H2SO4 或浓HNO3反应，生成了致密的氧化膜，阻止酸与内层金属进一步反应从而保护了金属，这个过程叫做“钝化”。故可用铁罐车或铝槽车运输冷的浓硫酸、浓硝酸。
6H2SO4(浓)+2Fe==Fe2(SO4)3+6H2O+3SO2
钝化是化学变化
②与非金属单质反应
如何检验该反应的产物？
白色变为蓝色
检验H2O的存在
品红溶液褪色
检验SO2的存在
KMnO4颜色变浅
除去SO2气体
不褪色
检验SO2是否除尽
澄清石灰水浑浊
检验CO2
③与还原性化合物，如H2S、HBr等反应
H2S+3H2SO4 (浓)= 4SO2↑+4H2O
2HBr+H2SO4 (浓)= Br2+SO2↑+2H2O
4. 硫酸的用途:
① 重要的化工原料,可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
② 用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。
硫酸是世界上用量最大、用途最广的化工基本原料之一，故素有“化学工业之母”之称。
物 理 性 质 纯净的硫酸是无色油状液体,沸点高,难挥发,密度比水的大(98%的浓H2SO4密度为1.84 g·cm-3),溶于水放出大量的热
吸水性 常用作 干燥剂 能干燥 H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等
不能干燥 碱性气体,如 NH3等
还原性气体,如 H2S、HBr、HI 等
化 学 性 质 脱水性 将有机物中的氢、氧元素按原子个数 2∶1的比例脱去,如蔗糖脱水炭化
强氧 化性 与活泼金属反应 2Fe+6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3+ 3SO2↑+6H2O,
常温下浓硫酸使Fe、Al钝化
与不活泼金属反应 Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
与非金属反应 C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O
课堂小结

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