资源简介

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3.1 硫及其重要化合物
第二章 海洋中的卤素资源
授课人：
学习要点
一、
黑火药中的硫黄
二、
硫的氧化物
三、
三、
硫酸和硫酸盐
课堂导入
硫在古代中国被列为重要的药材，在中国古代第一部药物学专著《神农本草经》中所记载的46种矿物药品中，就有石硫黄（即硫磺）。在这部著作里还指出：“石硫黄能化金银铜铁，奇物”。这说明当时已经知晓硫能与铜、铁等金属直接作用而生成金属硫化物。
在东晋炼丹家葛洪的《抱朴子内篇》中也有“丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂”的记载。
中国对火药的研究，大概始于公元七世纪。当时的火药是黑火药，它是由硝酸钾、硫磺和木炭三者组成。
知识梳理
地壳岩层里的硫单质
火山喷口附近的硫单质
硫及其单质
硫在自然界中既能以单质的形式存在又能以化合物的形式存在。
存在形态
●黑火药中的硫黄
硫及其单质
存在形态
硫在自然界中既能以单质的形式存在又能以化合物的形式存在。
石膏CaSO4 2H2O
黄铁矿FeS2
黄铜矿CuFeS2
辉铜矿Cu2S
在岩层深处和海底的无氧环境下，硫元素通常以硫化物的形式存在；地表附近，由于受氧气和水的长期作用，硫化物会转化为硫酸盐。
●黑火药中的硫黄
硫的性质——物理性质
硫及其单质
实验室的硫
俗名：硫黄
硫的密度比水大，为2.06g cm-3
常温下，黄色晶体，质脆，易研成粉末
难溶于水、微溶于酒精、易溶于二硫化碳(CS2)
熔点为113°C，沸点445°C
●黑火药中的硫黄
硫粒子结构示意图
硫及其单质
硫原子得失电子情况
S
+16
2
8
6
S2-
+16
2
8
8
+2e-
-6e-
S
+4
+6
S
-4e-
表现还原性
表现氧化性
既有氧化性又有还原性
还原剂
既可做氧化剂又可做还原剂
氧化剂
●黑火药中的硫黄
硫及其单质
硫的性质——化学性质
化学性质二：氧化性
硫的氧化性比较弱，与变价金属反应时往往生成低价态的金属硫化物。
与Fe反应：_________________；
与Cu反应：__________________；
Fe＋S FeS
2Cu＋S Cu2S
S与某些变价金属反应时，一般生成低价金属硫化物
●黑火药中的硫黄
硫及其单质
硫的性质——化学性质
化学性质二：氧化性
硫的氧化性比较弱，与变价金属反应时往往生成低价态的金属硫化物。
与H2反应：_________________；
H2＋S H2S
标准状况下是一种无色易燃的酸性气体，剧毒
低浓度时有臭鸡蛋气味，浓度极低时有硫磺味，浓度高时反而没有气味(可以麻痹嗅觉神经)
20℃时1体积水能溶解2.6体积的硫化氢，水溶液为氢硫酸，酸性较弱，比碳酸弱
●黑火药中的硫黄
硫及其单质
硫的性质——化学性质
化学性质二：氧化性
特性：Hg、Ag在常温下不跟氧气反应，但易跟S反应，生成高价化合物。
与Hg反应：__________________；
S＋Hg HgS
与Ag反应：__________________；
S＋2Ag Ag2S
此反应用于消除室内洒落的汞！
利用此反应可以鉴别出真假银
●黑火药中的硫黄
硫的氧化物——二氧化硫
观察实验桌上的二氧化硫气体，总结二氧化硫的物理性质
探究一
二氧化硫
●硫的氧化物
二氧化硫的性质及应用
二氧化硫
二氧化硫的物理性质
颜色
状态
密度
气味
无色
气体
密度比空气大
刺激性气味
硫的氧化物——二氧化硫
二氧化硫有毒！可不要多闻气体呐！
●硫的氧化物
通过之前的学习，我们知道：通常情况下，二氧化碳能溶于水(体积比1:0.759) ，那么，二氧化硫是否易溶于水？请设计一个实验来证明。
●硫的氧化物
实验步骤 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，观察试管内液面的变化情况。
探究二
二氧化硫的溶解性
硫的氧化物——二氧化硫
●硫的氧化物
SO2 溶于水
易
探究二
二氧化硫的溶解性
实验现象
液面迅速 ，最后充满试管。
实验结论
——体积比1:40
上升
硫的氧化物——二氧化硫
●硫的氧化物
探究三
二氧化硫水溶性实验所得溶液的性质
实验步骤 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。
硫的氧化物——二氧化硫
●硫的氧化物
pH试纸_____
探究三
二氧化硫水溶性实验所得溶液的性质
实验现象
变红
硫的氧化物——二氧化硫
实验结论
SO2的水溶液显酸性
●硫的氧化物
探究三
二氧化硫水溶性实验所得溶液的性质
实验分析
硫的氧化物——二氧化硫
二氧化硫溶于水时可与水反应生成亚硫酸
H2SO3
SO2
+
H2O
可逆反应
(中强酸)
向生成物方向进行的反应——正反应
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
向反应物方向进行的反应——逆反应
可逆反应
亚硫酸电离
H2SO3
HSO3-
H+
+
SO32-
H+
+
HSO3-
●硫的氧化物
探究三
二氧化硫水溶性实验所得溶液的性质
硫的氧化物——二氧化硫
实验步骤 用试管取2 mL上述实验中得到的溶液，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。
二氧化硫的水溶液
●硫的氧化物
探究三
二氧化硫水溶性实验所得溶液的性质
硫的氧化物——二氧化硫
加入品红后，溶液变成_______，振荡后_________________，再加热溶液_______________
溶液红色褪去
恢复红色
SO2具有漂白性，但生成的无色物质不稳定
实验现象
实验结论
红色
●硫的氧化物
探究三
二氧化硫水溶性实验所得溶液的性质
实验分析
硫的氧化物——二氧化硫
二氧化硫的漂白作用是由于它能与某些有色物质(如品红溶液)生成不稳定的无色物质。这些无色物质若加热，容易分解而使有色物质恢复原来的颜色。
(二氧化硫的特性)
漂白性
●硫的氧化物
通入SO2
通入Cl2
探究四
二氧化硫与氯水的漂白性比较
溶液很快变成红色，但不褪色
溶液立即变红，随后褪色
褪色
溶液恢复红色
溶液不恢复红色
品红
溶液
褪色
通入SO2
通入Cl2
加热
加热
紫色石
蕊溶液
硫的氧化物——二氧化硫
●硫的氧化物
氯气和二氧化硫都能使品红溶液褪色，原理是否相同？若将等物质的量的氯气和二氧化硫气体相混合后漂白能力是否会增强？
不同，氯气使品红溶液褪色是因为氯气与水反应生成的次氯酸具有强氧化性，可以将有色物质氧化成无色物质，此过程是不可逆的，而二氧化硫使品红溶液褪色是可逆的。
若将等物质的量的氯气和二氧化硫气体相混合后，在溶液中发生反应SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，从而失去漂白能力。
●硫的氧化物
用途
硫的氧化物——二氧化硫
漂白剂
食品添加剂
●硫的氧化物
探究六
从元素化合价变化角度分析SO2性质
硫的氧化物——二氧化硫
高价氧化，低价还原，中间价态两边转
SO2中的化合价是+4价，故SO2既有氧化性，又有还原性
S
-2
S
0
S
+4
S
+6
-2e
+2e
-4e
+4e
-2e
+2e
●硫的氧化物
探究六
从元素化合价变化角度分析SO2性质
硫的氧化物——二氧化硫
S
+4
S
+6
-2e
强还原性
与O2反应：
与卤素单质的反应：
与更强的氧化剂反应：
如KMnO4 ，K2Cr2O4 ，H2O2 ……
(可逆反应)
2SO2+O2 2SO3
催化剂
SO2+Cl2 +2H2O H2SO4 +2HCl
SO2+Br2 +2H2O H2SO4 +2HBr
●硫的氧化物
探究六
从元素化合价变化角度分析SO2性质
硫的氧化物——二氧化硫
S
0
S
+4
+4e
弱氧化性
说明：发生歧化反应，此时二氧化硫做氧化剂，硫化氢作还原剂说明二氧化硫的氧化性。
与H2S反应：
2H2S + SO2 3S+ 2H2O
现象：有黄色沉淀生成
●硫的氧化物
标准状况下为____体
常温下为____体
硫的氧化物——三氧化硫
熔沸点较低(16.8)、沸点(44.8)，具有强刺激性臭味。
三氧化硫的物理性质
固
液
●硫的氧化物
硫的氧化物——三氧化硫
三氧化硫的化学性质
三氧化硫具有酸性氧化物的通性，主要反应如下：
酸性
氧化物
和水反应
和碱反应(石灰乳)
和碱性氧化物(CaO)
SO3＋H2O H2SO4
通入氯化钡溶液
SO3＋Ca(OH)2 CaSO4＋H2O
SO3＋CaO CaSO4
SO3＋BaCl2＋H2O BaSO4↓＋2HCl
●硫的氧化物
硫酸
浓硫酸的物理性质
无色、黏稠的油状液体
密度大(ρ=1.84g/cm3，ω=98.3%，c=18.4mol/L)
高沸点(338℃ )——难挥发
极易溶于水，能与水以任意比混溶
(溶解时放出大量的热)
酸入水、沿器壁、缓慢倒、不断搅
稀释时，操作要领：
杯壁下流
色态：
密度：
沸点：
溶解性：
(高沸制低沸)
●硫酸和硫酸盐
硫酸
稀硫酸的化学性质
硫酸是强酸，电离方程式：________________________
H2SO4
2H+ + SO42-
稀硫酸具有酸的通性
和指示剂(石蕊)
溶液变_____
和活泼金属(Zn)
稀硫酸的通性
红
和碱性氧化物(CuO)
和碱(Mg(OH)2)
和某些盐(Na2CO3)
Zn+2H+ Zn2++H2↑
CuO+2H+ Cu2++H2O
Mg(OH)2+2H+ Mg2++2H2O
CO32- +2H+ CO2↑+H2O
(二元强酸)
●硫酸和硫酸盐
浓盐酸具有挥发性需要密封保存，那浓硫酸为什么也要密封保存呢？
●硫酸和硫酸盐
硫酸
浓硫酸的特性
——吸水性
故浓硫酸要密封保存！
●硫酸和硫酸盐
硫酸
浓硫酸的特性
——脱水性
原理：
浓硫酸将蔗糖中的氢、氧元素按水的组成比脱去，同时生成大量的碳单质和二氧化碳等气体
黑面包实验
●硫酸和硫酸盐
吸水性 脱水性
原理 浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水 浓硫酸能把有机物中氢、氧元素按水的组成比脱去，剩余黑色的炭
区别 物质中含有H2O 物质中不含有H2O，只含有氢元素和氧元素
应用 作干燥剂
硫酸
浓硫酸的特性——归纳总结
●硫酸和硫酸盐
浓硫酸还具有很强的氧化性，能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。
●硫酸和硫酸盐
实验探究
浓硫酸与铜的反应
硫酸
实验步骤 在带导管的橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。在试管中加入2 mL浓硫酸，塞好橡胶塞，使铜丝与浓硫酸接触。加热，将产生的气体通入品红溶液和石蕊溶液中，观察实验现象。向外拉铜丝，终止反应。冷却后，将试管里的物质慢慢倒入盛有少量水的另一支试管里，观察溶液的颜色。
a
b
c
浓硫酸的强氧化性
●硫酸和硫酸盐
铜丝表面__________
有气泡产生
紫色石蕊溶液变为____
溶液显蓝色
实验探究
浓硫酸与铜的反应
硫酸
实验现象
溶液__________
将a试管里的溶液慢慢倒入水中
a试管
b试管
c试管
变为无色
红色
浓硫酸的强氧化性
●硫酸和硫酸盐
实验探究
浓硫酸与铜的反应
硫酸
实验结论
铜和浓硫酸反应的化学方程式：
Cu＋2H2SO4(浓)
CuSO4＋SO2↑＋2H2O
氧化剂和酸性
还原剂
失去2e-
得到2e-
0
+6
+2
+4
浓硫酸的强氧化性
●硫酸和硫酸盐
浓硫酸能够与大多数金属反应，为什么工业运输浓硫酸使用的是铁罐车？
介质：硫酸
常温下，铁遇到浓硫酸会发生钝化。在表面形成一层致密的氧化膜，从而阻止进一步的反应，不会腐蚀。
注意：常温下，与浓硫酸接触发生钝化的金属还有：铝！
化学反应方程式如下：3Fe+4H2SO4(浓) Fe3O4+4SO2↑+4H2O
●硫酸和硫酸盐
硫酸
浓硫酸的强氧化性
黑面包实验
涉及的化学方程式
H2SO4+xH2O H2SO4·xH2O
(水合放热)
C12H22O11 12C+11H2O
浓硫酸
C+2H2SO4(浓) CO2↑+SO2↑+2H2O
●硫酸和硫酸盐
1．实验探究
在三支试管中分别加入少量稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液,然后各滴入几滴BaCl2溶液,观察现象。再分别加入少量稀盐酸,振荡,观察现象。
项目 稀硫酸 Na2SO4溶液 Na2CO3溶液
滴入几滴BaCl2溶液 有白色沉淀生成 有白色沉淀生成 有白色沉淀生成
加入少量稀盐酸 并振荡 白色沉淀不溶解　 白色沉淀不溶解　 白色沉淀溶解　
●硫酸和硫酸盐
硫酸根离子的检验
2．实验结论
在溶液中,SO42－可与Ba2+反应,生成不溶于稀盐酸的
白色BaSO4沉淀。
反应的离子方程式为Ba2++SO42－=== BaSO4↓。
3．检验SO42－的正确操作方法：
先加稀盐酸的目的是排除CO32－、SO32－、Ag＋干扰
●硫酸和硫酸盐
硫酸根离子的检验
课堂精练
1. 除去试管壁上的附着的硫，可采用的方法是(　　 )
A．通入氢气后加热 B．伸入灼热的铁丝
C．用水洗涤 D．用二硫化碳洗涤后再用水洗
【答案】D
【解析】硫与氢气反应需要加热，实验操作复杂，且产物硫化氢有毒；硫与铁反应需要加热，其产物硫化亚铁固体会附着在试管壁上；硫不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，试管壁上的硫可用二硫化碳溶解而除去。
●课堂精练
2.下列说法不正确的是(　　 )
A.硫是一种难溶于水的黄色固体
B.硫与铁反应生成硫化亚铁
C.单质硫既有氧化性，又有还原性
D.硫在过量纯氧中的燃烧产物是三氧化硫
【答案】D
【解析】硫单质或含硫物质在空气中燃烧时应生成SO2，而不能直接生成SO3。
●课堂精练
3.下列物质中，不能由单质直接化合生成的是(　　 )
①CuS　②FeS　③SO3　④H2S　⑤FeCl2
A.①③⑤ B.①②③⑤ C.①②④⑤ D.全部
【答案】A
【解析】
①硫的氧化性较弱，和变价金属反应生成低价态金属化合物，硫和铜反应生成Cu2S；
②硫和铁反应能生成FeS；
③硫和氧气反应生成SO2而不是SO3；
④硫和氢气反应生成H2S；
⑤氯气的氧化性较强，和变价金属反应生成高价态金属化合物，氯气和铁反应生成FeCl3。
●课堂精练
4.下列变化可以说明SO2具有漂白性的是( )
A.SO2通入溴水中，溴水褪色
B.SO2通入酸性高锰酸钾溶液中，溶液的紫红色褪去
C.SO2通入品红溶液中，溶液的红色褪去
D.SO2通入滴有酚酞的氢氧化钠溶液中，溶液的红色褪去
C
5.下列有关SO3的说法中正确的是( )
A．SO3极易溶于水，且与水反应生成H2SO4
B．标准状况下，1 mol SO3的体积约为22.4 L
C．硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3
D．SO2、SO3均具有漂白性，均能使紫色石蕊溶液褪色
A
●课堂精练
6.向盛有下列溶液的试管中分别通入SO2气体：①紫色石蕊溶液；②NaOH溶液(滴有酚酞溶液)；③品红溶液；④溴水。请回答下列问题：
(1)试管①中的现象是_________________，发生反应的化学方程式：____________________。
紫色石蕊溶液变红
SO2+H2O H2SO3
(2)试管②中的现象是__________，发生反应的化学方程式为______________
________________，若继续通入过量的SO2，则发生反应的化学方程式为_____________________________。
红色变浅
Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3
SO2＋2NaOH
===Na2SO3＋H2O
(3)试管③中的现象是______________，若将吸收SO2的溶液加热，现象是_____________。
品红溶液褪色
溶液恢复红色
(4)试管④中的现象是__________。
溴水褪色
(5)上述实验，SO2表现出酸性氧化物性质的是_____(填序号，下同)，SO2表现出漂白性的是____，SO2表现出还原性的是____。
①②
③
④
●课堂精练
7.下列检验试样中有无SO42-的操作及结论正确的是( )
A.滴加BaCl2有白色沉淀生成，一定有SO42-
B.加盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成，一定有SO42-
C.滴加硝酸酸化的AgNO3溶液没有白色沉淀生成，一定没有SO42-
D.先加盐酸无明显现象，再加BaCl2溶液有白色沉淀生成，一定有SO42-
D
8.下列现象与用途和浓硫酸的脱水性有关的是( )
A.浓硫酸可作氯气的干燥剂
B.浓硫酸加到蔗糖中，蔗糖变黑
C.浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变成白色粉末
D.浓硫酸与铜反应制取二氧化硫
B
●课堂精练

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