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5.1 课时1 硫和二氧化硫
【学习目标】 1.了解硫单质的主要性质和用途。 2.掌握二氧化硫的物理性质、化学性质及用途,了解二氧化硫和氯水漂白性的区别。 3.了解可逆反应的特点。
【自主预习】
一、硫
1.硫元素位于元素周期表中第三周期、第　　　　族。硫原子的最外电子层有　　　个电子,在化学反应中容易　　　　　　　,形成　　　　　硫的化合物。
2.物理性质
俗称 颜色 状态 硬度 溶解性
水 酒精 CS2
硫黄 　　　色晶体 质　　　,易研成粉末 　　　溶 　　　溶 　　　溶
3.化学性质
硫的化学性质比较活泼,能与许多金属单质及非金属单质发生化学反应。如:
二、二氧化硫的性质及应用
1.物理性质
颜色 气味 状态 密度 水溶性
　　　　 　　　　　 　　　　 比空气　　　 　　　溶于水
2.化学性质
(1)酸性氧化物的通性
①与水反应:　　　　　　　　　　　。
向生成物方向进行的反应叫　　　　　,向反应物方向进行的反应叫　　　　　,在相同条件下,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叫　　　　　　。
②使指示剂变色:SO2能使紫色石蕊溶液　　　　。
③与碱反应:SO2(少量)+2NaOH　　　　　　　　　,SO2(过量)+NaOH　　　　　　　。
④与碱性氧化物反应:SO2+CaOCaSO3。
(2)氧化性:2H2S+SO2　　　　　　　　。
(3)还原性
①与O2反应:　　　　　　　　　　　。
②与X2(Cl2、Br2、I2)的水溶液反应:SO2+X2+2H2O2HX+H2SO4。
(4)漂白性:SO2能漂白某些有色物质(如　　　　溶液),原因是SO2与某些有色物质生成不稳定的无色物质。
3.毒性:有毒。
4.主要应用:食品中添加适量的二氧化硫可起到漂白、防腐和抗氧化等作用。
5.三氧化硫
SO3具有酸性氧化物的通性,能溶于水形成硫酸:　　　　　　　　　　　。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)硫与金属或非金属反应时均作氧化剂。 (　　)
(2)硫在空气中的燃烧产物是SO2,在纯氧中的燃烧产物是SO3。 (　　)
(3)SO2气体通入BaCl2溶液中会产生白色沉淀。 (　　)
(4)可用澄清石灰水鉴别SO2和CO2。 (　　)
(5)SO2能使品红溶液褪色是因为它具有漂白性。 (　　)
2.分析硫原子得失电子的难易程度,比较硫原子与氧原子得失电子的能力强弱。
3.硫在化合物中的常见化合价是多少
4.2H2+O22H2O和2H2O2H2↑+O2↑是可逆反应吗 说明理由。
【合作探究】
　硫的性质
　　火山喷发出来的物质中含有二氧化硫和硫化氢气体,二者相遇后会发生化学反应,在火山口附近积累生成一层黄色的物质,这是硫单质及含硫化合物的来源之一。除此之外,自然界里还有哪些含硫化合物 它们在自然界中是怎样产生和存在的 在使用硫及其化合物的过程中,人们遇到了哪些问题
1.火山口的黄色物质俗称硫黄,它有哪些物理性质
2.硫元素除游离态之外,还以哪些化合态的形式存在 举例说明。
3.硫分别在空气与氧气中燃烧,火焰的焰色如何
4.变价金属Fe、Cu与硫反应时有什么特点
5.哪些事实能说明硫的氧化性比Cl2的氧化性弱
下列关于单质硫的叙述:①通常状况下为黄色晶体;②不溶于水,易溶于酒精和CS2;③氧化性比氯气弱;④只能被还原不能被氧化;⑤医药上用来制作硫黄软膏,治疗某些皮肤病;⑥硫有许多同素异形体,如正交硫和斜方硫。其中正确的是(　　)。
A.①②③⑤ B.②③⑤⑥
C.③④⑤⑥ D.①③⑤⑥
硫的氧化性不如氧气强,下列叙述不能说明这一事实的是(　　)。
A.S+O2SO2,O2是氧化剂,S是还原剂
B.S是黄色晶体,O2是无色气体
C.氢硫酸放置在空气中易变浑浊(2H2S+O22S↓+2H2O)
D.S和Cu反应只能生成Cu2S(硫化亚铜),而O2与Cu反应生成CuO
　二氧化硫的性质
　　银耳有“菌中之冠”的美称,不少人把它看作是营养滋补佳品。然而不法生产者为了把银耳变白,用硫黄加以熏蒸。SO2可用于食品工业,但用量必须符合规定标准。
1.SO2能使银耳变白,体现了SO2的什么性质
2.二氧化硫在水中溶解情况如何 二氧化硫能与水完全反应吗
3.若将二氧化硫气体通入紫色石蕊溶液中,溶液会不会变为无色
4.SO2和Cl2都具有漂白性,若将SO2与等物质的量的Cl2混合通入品红溶液中,能达到“强强联合”的漂白效果吗
5.如何检验某无色气体是CO2还是SO2
1.SO2性质的多重性
2.SO2的漂白特点
(1)选择性:SO2可以漂白品红溶液以及浆、毛、丝等,但不能漂白酸碱指示剂,如石蕊、酚酞等。
(2)可逆性(不稳定性):SO2的漂白作用是通过与某些有色物质结合生成不稳定的无色物质来实现的。这种无色物质在加热或者经过一段时间后会分解,从而恢复原来的颜色。
3.SO2和CO2的鉴别方法
(1)利用SO2的漂白性:能使品红溶液褪色的是SO2,不能使品红溶液褪色的是CO2。
(2)利用SO2的还原性:能使酸性高锰酸钾溶液或氯水、溴水、碘水褪色的是SO2,不能使它们褪色的是CO2。
(3)利用SO2的氧化性:通入氢硫酸中产生浅黄色沉淀的是SO2。
4.检验SO2和CO2同时存在的一般流程:
流程设计 检验SO2 除去SO2 检验SO2是否除尽 检验CO2
选用试剂 品红溶液 酸性KMnO4溶液 品红溶液 澄清石灰水
预期现象 褪色 褪色 不褪色 变浑浊
通常设计以下装置进行检验:
某同学从物质类别、元素价态的角度,预测并验证SO2的部分化学性质。
(1)从物质类别的角度分析,二氧化硫属于酸性氧化物。
①预测SO2可以和强碱反应,反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②预测SO2可以和水反应,反应的化学方程式为SO2+H2OH2SO3,请设计实验验证SO2能和水发生反应:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)从硫元素的价态角度分析,SO2既有氧化性又有还原性。
①将SO2通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液紫色褪去体现了SO2的　　　　性。
②SO2能与H2S反应,生成硫单质和水,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。
在探究SO2水溶液成分和性质的实验中,下列根据实验现象得出的结论正确的是(　　)。
A.向SO2水溶液中加入少量NaHCO3粉末,有气泡产生,说明SO2水溶液呈酸性
B.向SO2水溶液中滴加Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀产生,说明SO2水溶液中含有S
C.向SO2水溶液中通入H2S气体,有黄色沉淀产生,说明SO2具有还原性
D.向酸性KMnO4溶液中滴加SO2水溶液,溶液褪色,说明SO2具有漂白性
微点拨 常见漂白剂的漂白原理 漂白剂SO2HClO、H2O2、Na2O2、O3活性炭漂白原理与有色物质结合生成无色物质将有色物质氧化为无色物质吸附有色物质变化类型化学变化化学变化物理变化是否可逆可逆,加热或久置后恢复原来颜色不可逆,加热或久置后不恢复原来颜色—漂白对象有色的有机物,不能漂白指示剂有色的有机物和指示剂有机色质
【随堂检测】
1.下列化合物中,不能由组成该化合物的两种元素的单质直接化合而成的是(　　)。
A.CuS B.SO2 C.FeS D.Na2S
2.下列有关SO2的说法错误的是(　　)。
A.可用澄清石灰水鉴别SO2和CO2
B.SO2能使品红溶液褪色是因为其具有漂白性
C.将已被SO2漂白的品红溶液用酒精灯加热,可恢复原来的红色
D.SO2与O2混合加热,不能生成SO3
3.(创新题)下列关于硫及其氧化物的叙述错误的是(　　)。
A.硫是一种白色固体
B.硫在空气中燃烧生成SO2
C.SO2能使品红溶液褪色
D.SO2在常温下为气体,易溶于水
4.下列溶液能够区别SO2和CO2气体的是(　　)。
①澄清石灰水　②H2S溶液　③酸性KMnO4溶液　④新制氯水　⑤品红溶液
A.①②③ B.②③④
C.②③④⑤ D.①②③④⑤
5.某化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分,将气体通入澄清石灰水,发现澄清石灰水变浑浊,通入至过量发现浑浊又变澄清。由此该小组成员对气体的成分提出猜想。
[提出猜想]
猜想1:该气体为CO2
猜想2:该气体为SO2
猜想3:　　　　　　　(请补充)
为了验证猜想,该小组设计实验加以探究:
[实验探究]
该小组同学按如图所示装置,将气体从a端通入,则:
(1)B装置中应该装下列试剂中的　　　　(填字母)。
A.NaCl溶液　　　　B.酸性KMnO4溶液
C.盐酸 D.澄清石灰水
(2)A装置中品红溶液的作用是　　　　　　　　　　。
(3)D装置中澄清石灰水的作用是　　　　　　　　　　。
通过该实验,该小组同学观察到以下三个实验现象:
①A装置中品红溶液褪色　②C装置中品红溶液不褪色　③D装置中澄清石灰水变浑浊
[得出结论]
(4)由上述现象,该小组同学确认该气体的成分为　　　　　　　　　。
参考答案
自主预习·悟新知
一、1.ⅥA　6　得到2e-　-2价
2.黄　脆　难　微　易　3.Fe+SFeS　S+O2SO2
二、1.无色　刺激性　气体　大　易
2.(1)①SO2+H2OH2SO3　正反应　逆反应　可逆反应　②变红　③Na2SO3+H2O　NaHSO3　(2)3S+2H2O　(3)①2SO2+O22SO3　(4)品红　5.SO3+H2OH2SO4
效果检测
1.(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√
2.硫原子的最外电子层有6个电子,在化学反应中容易得到2个电子,使硫元素在化合物中显-2价;与同主族的氧元素相比,硫元素的原子多一个电子层,得电子的能力相对较弱,而失电子的能力相对较强。
3.-2、+4、+6。
4.不是,两个反应的条件不同。
合作探究·提素养
任务1　硫的性质
问题生成
1.硫单质俗称硫黄,是一种黄色晶体;难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2;有多种同素异形体,如单斜硫、斜方硫等。
2.化合态的硫元素主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。前者如硫铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2、Cu2S·Fe2S3)等,后者如石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等。
3.硫在空气中燃烧,火焰为淡蓝色;在氧气中燃烧,火焰为蓝紫色。
4.生成的硫化物中,Fe、Cu呈现低价态。
5.①与Fe反应,产物中Fe的价态不同:Fe+SFeS,2Fe+3Cl22FeCl3。②置换反应:H2S+Cl2S↓+2HCl。
典型例题
例1　D
解析　①在常温下,单质硫是一种黄色晶体,正确;②单质硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,错误;③S元素的非金属性比Cl元素弱,则单质硫的氧化性比氯气弱,正确;④单质硫中S元素的化合价处于中间价态,既能被氧化又能被还原,错误;⑤单质硫能杀死病菌,医药上用来制作硫黄软膏,治疗某些皮肤病,正确;⑥描述正确。
例2　B　
解析　A项,S与O2化合时,O2是氧化剂,S是还原剂,说明氧气的氧化性比硫强;B项,不同单质的氧化性强弱与单质的存在状态无必然联系;C项,氢硫酸放置在空气中易变浑浊,是氧气将硫置换出来,说明氧气的氧化性比硫强;D项,S可以将Cu氧化成Cu2S(Cu的化合价为+1价),而O2可以将Cu氧化为CuO(Cu的化合价为+2价),说明氧气的氧化性比硫强。
任务2　二氧化硫的性质
问题生成
1.漂白性。
2.二氧化硫易溶于水,通常状况下,1体积水能溶解约40体积SO2。溶于水的二氧化硫部分与水反应生成亚硫酸:SO2+H2OH2SO3。
3.不会,石蕊溶液很快变红,但不会变为无色。
4.不能。因为SO2和Cl2会发生反应SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl,从而失去漂白效果。
5.将气体通入品红溶液中,若品红溶液褪色,再加热,褪色后的溶液又恢复红色,则气体为SO2;若品红溶液不褪色,则为CO2。
典型例题
例3　(1)①SO2+2OH-H2O+S(或SO2+OH-HS)　②向二氧化硫和水反应后的溶液中滴加紫色石蕊溶液,溶液变红　(2)①还原　②SO2+2H2S3S+2H2O
解析　(2)①酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能将二氧化硫氧化成S,体现的是SO2的还原性。
例4　A
解析　A项,SO2溶于水生成H2SO3,H2SO3与NaHCO3反应生成CO2,酸性强弱为H2SO3>H2CO3,正确;B项,向SO2水溶液中滴加Ba(NO3)2溶液,N在酸性条件下具有强氧化性,将SO2氧化成S,S和Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀,但SO2水溶液中不含S,错误;C项,发生反应SO2+2H2S3S↓+2H2O,SO2是氧化剂,错误;D项,酸性KMnO4溶液具有强氧化性,可以氧化SO2,SO2表现还原性,错误。
随堂检测·精评价
1.A　解析　S的氧化性比Cl2的弱,因此多价态的金属与S反应生成低价态硫化物,与Cl2反应生成高价态氯化物。S与Cu、Fe和Na反应分别生成Cu2S、FeS和Na2S,S与O2直接化合只能生成SO2,故选A项。
2.A　解析　少量的SO2和CO2都可使澄清石灰水变浑浊,气体过量时溶液又都变澄清;SO2使品红溶液褪色,体现了SO2的漂白性;SO2的漂白原理是SO2与某些有色物质结合生成不稳定的无色物质,加热后又恢复原来的颜色;SO2和O2在加热且有催化剂存在的条件下可以发生反应生成SO3。
3.A　解析　硫是一种黄色固体,A项错误;硫在空气中燃烧,和氧气反应生成SO2,B项正确;SO2能使品红溶液褪色,加热后又恢复原来颜色,C项正确;SO2在常温下为气体,易溶于水,生成亚硫酸,D项正确。
4.C　解析　SO2和CO2都属于酸性氧化物,它们都能与澄清石灰水反应生成白色沉淀,所以不能利用澄清石灰水来区别SO2和CO2;SO2具有氧化性,能将H2S氧化生成单质S(有黄色沉淀生成);SO2具有还原性,能被酸性KMnO4溶液和新制氯水氧化(溶液褪色);SO2还具有漂白性,能使品红溶液褪色,而CO2没有这些性质。所以可以用②③④⑤来区别SO2和CO2,C项正确。
5.该气体为CO2和SO2的混合气体
(1)B　(2)验证混合气体中是否含有SO2
(3)验证混合气体中是否含有CO2
(4)CO2和SO2的混合气体
解析　要验证气体的成分,必须先验证SO2是否存在,并除尽,再验证CO2气体的存在,因为SO2对CO2的验证有干扰。

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