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硫和二氧化硫
第五章 化工生产中的重要非金属元素
1.认识二氧化硫的性质
2.验证二氧化硫性质实验方案设计
3. 基于思维模型分析、解决实际问题的能力。让学生感受化学物质及其转化在社会生产、生活中的应用，认识化学的价值，发展学生科学探究与创新意识等核心素养
H2S
CaSO4 2H2O
FeS2
SO3
SO2
H2SO3
H2SO4
CuFeS2
NaSO4 10H2O
自然界中硫元素的存在示意图
火山喷口附近或地壳的岩层里
主要以硫化物和硫酸盐的形式存在
硫元素的存在
游离态
化合态
①硫化物形式 黄铁矿：FeS2；黄铜矿：CuFeS2。
②硫酸盐形式 芒硝：Na2SO4·10H2O 石膏：CaSO4·2H2O。
③存在于某些蛋白质中。
中国很早就将硫列为重要的药材，中国第一部药物学专著《神农本草经》中记载了46种矿物药品，其中就有硫。
除了在医药方面的应用，其他领域也有硫的身影。例如黑火药由硝酸钾、硫和木炭组成，黑火药的制造促进了硫的提取和精制技术的发展。
2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑
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？
位置
第三周期、第VIA族
化合价
硫原子最外层有6个电子，在化学反应中易得2个电子，形成－2价硫的化合物
硫原子比氧原子多一个电子层，得电子能力相对较弱，含硫化合物中，硫常为+4价或+6价
S
O
自然硫
硫粉
俗称 颜色状态 硬度 溶解性 水 酒精 CS2
硫黄
黄色晶体
质脆，
易研成粉末
难溶
微溶
易溶
【思考】若试管内壁附着有单质硫，如何洗涤除去
可用二硫化碳作为洗涤剂清洗附着在试管壁上的硫
硫的物理性质
根据所学知识，硫有哪些化学性质呢？
从元素周期律的角度
从物质类别的角度
从化合价氧化还原的角度
《神农本草经》记载 “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。
请你想一想：
硫元素和氧元素，谁的非金属性更强呢？
金属性增强
非金属性增强
非金属性: S < O
S + O2 SO2
点燃
还原剂
氧化剂
氧化性: S < Cl2
非金属性: S < Cl
(1)具有还原性
S + O2 SO2
点燃
2Cu + S Cu2S
Fe + S FeS
硫与变价金属反应时，只能把金属氧化到低价态
△
△
(2)具有氧化性
氯气与变价金属反应时，生成高价金属氯化物
△
Cu + Cl2 CuCl2
2Fe + 3Cl2 2FeCl3
△
联想回忆
水银温度计打破了怎么办？
水银需要收集起来
水银泄露房间保持良好的通风
Hg + S HgS
塑料手套/硬一点的纸、胶带/塑料袋
我们可以从化合价的角度推测硫的化学性质
NaOH溶液
Cl2
S
Cl2 + 2NaOH=NaClO + NaCl + H2O
3S + 6NaOH=2Na2S + Na2SO3 + 3H2O
无色、有刺激性气味的有毒气体；密度比空气大；
二氧化硫的物理性质
易溶于水，通常情况下，
1体积水可溶解约40体积SO2
刚才的实验中，SO2仅仅只是溶于水吗？
有没有发生化学反应呢？
请你思考
①与H2O反应:
SO2 + H2O H2SO3（亚硫酸）
二氧化硫的化学性质
H2SO3是弱酸，酸性：H2SO3>H2CO3 ！
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。
以前学过的反应中，还有哪些反应是可逆反应呢？
联想回忆
SO2 + H2O H2SO3
Cl2 + H2O HCl + HClO
CO2 + H2O H2CO3
SO2(过) + NaOH===NaHSO3
从物质类别的角度判断，SO2属于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。
能和水反应；能和碱性氧化物反应；能和碱反应
①与H2O反应
(1)具有酸性氧化物的通性
②与碱性氧化物反应
③与碱反应
SO2(少) + 2NaOH===Na2SO3 + H2O
（实验室尾气吸收SO2）
SO2 (少) + Ca(OH)2===CaSO3 ↓ + H2O
2SO2 (过) + Ca(OH)2===Ca(HSO3 )2
SO2 + H2O H2SO3
SO2 + CaO CaSO3
（燃煤烟气中含有SO2为了减少它的污染排放我们通常在燃煤中添加一定量的生石灰）
从氧化还原的角度推测SO2的化学性质
SO2(H2SO3)
H2S
S
SO3(H2SO4)
-2
硫元素化合价
物质
0
+4
+6
既有氧化性又有还原性
SO2 + 2H2S 3S + 2H2O
(2)具有氧化性
(3)具有还原性
2SO2 + O2 2SO3
催化剂
△
SO3 + H2O===H2SO4
工业制硫酸
H2SO3、Na2SO3长期在空气中将被O2氧化：
2H2SO3+ O2 = 2H2SO4 、2Na2SO3 + O2 = 2Na2SO4
(3)具有还原性
反应前
反应后
5SO2＋2MnO4-＋2H2O=2Mn2++5SO42-＋4H+
SO2＋Br2＋2H2O=4H++2Br-＋SO42-
SO2可被X2(卤素单质)、O2、KMnO4、HNO3、Fe3+、H2O2、Na2O2等许多氧化剂氧化。
还有哪些物质具有漂白性呢？二氧化硫的漂白原理和它们相同吗？
请你思考
具有漂白性的物质：
Na2O2、H2O2、O3、HClO、次氯酸盐、新制的氯水
活性炭
SO2
强氧化性
吸附性
(4)SO2具有漂白性
能与有色物质直接结合生成不稳定的无色物质，该物质受热易分解，使颜色恢复。
暂时性
只能使紫色石蕊溶液变红，不能使石蕊溶液褪色。
选择性
从氧化还原的角度
从物质类别的角度
具有酸性氧化物的通性
既有氧化性又有还原性
SO2的特性
具有漂白性
二氧化硫的化学性质
二氧化硫是一种空气污染物，当它进入大气，会形成酸雨。那么，二氧化硫是否还有应用的价值呢？
请你思考
金属冶炼时，会产生大量二氧化硫的废气
若直接排放到大气中，会形成酸雨
具有酸性氧化物的通性
既有氧化性又有还原性
具有漂白性
二氧化硫的用途
制备硫酸
SO3
H2SO4
SO2
漂白纸浆、毛、丝等
从氧化还原的角度
从物质类别的角度
SO2的特性
注意：SO2不能漂白食品！
杀菌消毒
细菌、霉菌
SO2不能用于杀灭新冠病毒！
葡萄汁中某些细菌的繁殖会影响发酵，添加适量的二氧化硫可以起到杀菌的作用。同时，二氧化硫还是一种抗氧化剂，能够防止葡萄酒变质。
①强还原性
二氧化硫
化合价角度
特性
①与水反应生成酸:SO2 + H2O H2SO3
②与强碱生成盐和水:SO2 + 2NaOH＝Na2SO3 + H2O
物质类别角度
②弱氧化性
漂白性：SO2 + 某些有色物质化合生成无色不稳定物质
③与碱性氧化物反应生成盐:SO2 + CaO ＝ CaSO3
5SO2＋2MnO4-＋2H2O=2Mn2++5SO42-＋4H+
3SO2+3Ba2++2NO3-+2H2O=3BaSO4↓+2NO↑+4H+
SO2＋Br2＋2H2O=2Br-＋+ SO42- + 4H+
2H2S＋SO2=3S＋2H2O
例1.能否用澄清石灰水鉴别CO2与SO2呢？
典型例题
二氧化碳、二氧化硫是否和澄清石灰水反应？
如果两个反应都发生，反应现象是否相同？
现象相同，不能鉴别
只有一个物质发生反应，且有明显现象，则能鉴别
现象不同，能鉴别
将CO2与SO2分别通入澄清石灰水，现象都是先出现白色浑浊，继续通入气体，石灰水又变澄清。因此，不能用澄清石灰水鉴别CO2与SO2。
SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 + H2O
CaSO3 + SO2 + H2O Ca(HSO3)2
CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
例1.能否用澄清石灰水鉴别CO2与SO2呢？
典型例题
物理性质的差异
SO2的漂白性
SO2的氧化还原性
SO2具有刺激性气味鉴别
SO2使品红溶液褪色鉴别
SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色鉴别
例2.如何鉴别SO2和CO2两种气体？
典型例题
新制氯水
SO2
漂白性
氧化性
还原性
Cl2
Cl-
SO2
+ SO4
2-
例3. 若将等物质的量的Cl2和SO2这两种气体，同时作用于潮湿的有色物质，其漂白效果是否更好？
答案：有色物质不褪色，因为等物质的量的Cl2与SO2反应
SO2 + Cl2 + 2H2O 2HCl + H2SO4
答案：不对，因为Ca(ClO)2有强氧化性，而SO2有强还原性，二者之间发生氧化还原反应。
例4.已知：某同学根据CO2通入Ca(ClO)2溶液中的离子方程式为：
Ca2+ + 2ClO－+ CO2 + H2O = 2HClO + CaCO3↓，
写出了SO2通入Ca(ClO)2溶液中反应离子方程式 ：
Ca2+ + 2ClO－+ SO2 + H2O = 2HClO + CaSO3↓，
请问这样写对吗？为什么？
SO3的物理性质
在标况下，SO3是一种无色固体，熔沸点较低。
判断：标准状况下，22.4 L SO3含分子数为NA
×
1.如图是研究二氧化硫性质的微型实验装置。现用70%硫酸溶液和亚硫酸钠晶体反应制取SO2气体，实验现象很明显，且不易污染空气。下列说法中错误的是(　　)
A．紫色石蕊溶液褪色
B．品红溶液褪色
C．溴水橙色褪去
D．含酚酞的NaOH溶液红色变浅
Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O
A
2.下列说法正确的是(　　)
A．因为SO2具有漂白性，所以它能使品红溶液、溴水、 KMnO4溶液、石蕊溶液褪色
B．能使品红溶液褪色的不一定是SO2
C．SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其原理相同
D．等物质的量的SO2和Cl2相遇在溶液中具有更强的漂白能力
B
3.化学与生产、生活密切相关，下列说法不正确的是(　　)
A．游泳馆常用氯水作池水消毒剂
B．葡萄酒酿制过程中，添加适量的二氧化硫可以起到杀菌、抗氧化等作用
C．小苏打是制作馒头和面包等糕点的膨松剂，也是治疗胃酸过多的一种药剂
D．SO2可以用来漂白纸浆、毛、丝、草帽辫，增白食品等
D
4.下列说法正确的是(　　)
A．SO2能使KMnO4水溶液褪色
B．可以用澄清石灰水鉴别SO2和CO2
C．硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3
D．少量SO2通过浓的CaCl2溶液能生成白色沉淀
A
5.能正确表示下列反应的离子方程式是(　　)
A．向澄清的石灰水中通入SO2气体：Ca2＋＋SO2 = CaSO3↓
B．过量SO2气体通入氢氧化钠溶液中：SO2＋OH－ = HSO3-
C．SO2气体通入溴水中：SO2＋Br2＋H2O = 2H＋＋2Br－＋SO32-
D．氢硫酸中通入氯气：S2－＋Cl2 = S↓＋2Cl－
B
6.下列关于SO2的说法中，正确的是（ ）
A. SO2能使紫色石蕊溶液变红，说明二氧化硫水溶液呈酸性
B. SO2的水溶液能导电，说明SO2是电解质
C. SO2能使溴水褪色，说明SO2具有漂白性
D. SO2具有较强还原性，所以不能用浓硫酸干燥
A
7.将SO2通入到下列溶液中，有关现象及结论的说法正确的是（　　）
A．试管①中有溶液褪色，说明SO2有氧化性
B．试管②中溶液褪色，说明SO2有漂白性
C．试管③中能产生白色沉淀，说明SO2有酸性
D．试管④中溶液颜色变浅，说明SO2有还原性
D
2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + SO42- + 4H+
8.下列实验能证明某气体是SO2不是CO2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，能使溴水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生
A. 都能证明 B. ③⑤ C. ③④⑤ D. 无
B

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