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基础课时1　硫和二氧化硫
学习目标　1.能从物质类别和元素化合价的视角认识硫和二氧化硫的性质,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。2.了解二氧化硫与水反应的可逆性,二氧化硫的漂白性及其与氯气漂白原理的不同。
一、硫
(一)知识梳理
1.硫元素
硫元素位置 原子结构示意图 非金属性 主要化合价
第　　周期、第　　族 比氯、氧　　
2.硫单质的性质
(1)物理性质
硫(俗称　　　　)是一种　　　　晶体,质脆,易研成粉末。硫　　　　溶于水,　　　　于酒精,易溶于　　　　　　　　。
(2)化学性质
硫的化学性质比较活泼,处于中间价态的S能发生氧化反应和还原反应(写出相应化学方程式)。
(二)归纳总结
1.硫以游离态和化合态形式存在。硫有多种同素异形体,如正交硫和斜方硫。
2.从物质类别和元素化合价角度理解硫的化学性质:
H2O2、
3.硫在一定条件下与大多数金属反应生成相应的金属硫化物,与变价金属反应生成其低价金属硫化物。
4.硫与氧气反应,不论氧气是否足量、浓度如何,其一步反应都只能生成SO2,不能生成SO3。
5.硫可与热的NaOH溶液反应3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O(可以清洗试管壁残留的硫)。硫与汞常温下反应:Hg+S===HgS, 可以用来去除洒落的汞。
1.关于单质硫的叙述有:①通常状况下为黄色粉末;②不溶于水、微溶于酒精、易溶于二硫化碳;③氧化性比氯气弱;④只能被还原不能被氧化;⑤医药上用来做硫黄软膏治疗某些皮肤病。其中正确的是 (　　)
A.①②③⑤ B.②③⑤
C.②④⑤ D.③⑤
2.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
3.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是黄色固体,O2是无色气体
C.氢硫酸放置在空气中易变浑浊(2H2S+O2===2S↓+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、二氧化硫
(一)知识梳理
1.物理性质
二氧化硫是一种　　　　　色、有　　　　气味的有　　　　　气体,密度比空气的　　　　,　　　　溶于水,通常情况下,1体积的水可以溶解约　　　　体积的二氧化硫。
2.化学性质
(1)SO2为酸性氧化物,可以与水、碱或碱性氧化物反应。
写出下列反应的化学方程式:
①和水反应:　　　　　　　　　　　　(可逆反应)。
②和澄清石灰水反应:　　　　　　　　　　　　。
③和CaO反应:　　　　　　　　　　　　。
(2)SO2中硫元素为+4价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性。
SO3标况下是无色晶体,也是酸性氧化物,溶于水时与水剧烈反应生成硫酸,反应方程式为
　　　　　　　　　　　　。
(3)SO2化学性质的实验探究
(1) (2)用pH试纸测溶液酸碱度
(1)试管中　　　 (2)pH试纸呈　　　　　　　　　　　 加入品红溶液的试管振荡后,　　　　　　　　　　　　, 再加热溶液　　　
SO2　　　　,且溶液呈　　　　性
3.可逆反应
是指在同一条件下,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。在书写化学方程式时,可逆反应用符号“”表示。如Cl2+H2OHCl+HClO等。
4.二氧化硫的用途
(1)漂白纸浆、毛、丝等。
(2)用于杀菌消毒,还是一种食品添加剂。
(二)归纳总结
1.下列关于SO2的说法正确的是 (　　)
A.SO2具有还原性,不能用浓硫酸干燥
B.SO2是一种无色无味的有毒气体
C.SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色,体现了它的漂白性
D.SO2具有还原性,少量的SO2可防止葡萄酒氧化变质
2.下列各组两个反应互为可逆反应的是 (　　)
①H2+Cl22HCl与2HClH2↑+Cl2↑
②H2SO4(浓)+2HBr===2H2O+Br2+SO2↑与Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4
③2NO2===N2O4与N2O4===2NO2
④2SO2+O22SO3与2SO32SO2+O2
A.①② B.②③
C.③④ D.②④
3.下列说法不正确的是 (　　)
A.SO2可用于食品的防腐
B.可以用品红溶液鉴别SO2和CO2
C.SO2能使品红溶液、酸性KMnO4溶液褪色,但褪色原理不同
D.少量SO2通过CaCl2溶液能生成白色沉淀
【题后归纳】　常见漂白剂漂白性的区别
漂白剂 漂白原理 特点
氯水(HClO)、 Ca(ClO)2、H2O2 利用物质的氧化性氧化有色物质而使之失去原有的颜色 不可逆,褪色后不能恢复原来的颜色
SO2 与有色物质结合生成不稳定的无色物质 可逆,在一定条件下又能恢复原来的颜色
活性炭 具有较大的比表面积,可以吸附有色物质而使之失去原有的颜色 部分吸附剂可重复使用
:课后完成　第五章　基础课时1基础课时1　硫和二氧化硫
学习目标　1.能从物质类别和元素化合价的视角认识硫和二氧化硫的性质,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。2.了解二氧化硫与水反应的可逆性,二氧化硫的漂白性及其与氯气漂白原理的不同。
一、硫
(一)知识梳理
1.硫元素
硫元素位置 原子结构示意图 非金属性 主要化合价
第三周期、第ⅥA族 比氯、氧弱 -2、+4、+6
2.硫单质的性质
(1)物理性质
硫(俗称硫黄)是一种黄色晶体,质脆,易研成粉末。硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳(CS2)。
(2)化学性质
硫的化学性质比较活泼,处于中间价态的S能发生氧化反应和还原反应(写出相应化学方程式)。
(二)归纳总结
1.硫以游离态和化合态形式存在。硫有多种同素异形体,如正交硫和斜方硫。
2.从物质类别和元素化合价角度理解硫的化学性质:
H2O2、
3.硫在一定条件下与大多数金属反应生成相应的金属硫化物,与变价金属反应生成其低价金属硫化物。
4.硫与氧气反应,不论氧气是否足量、浓度如何,其一步反应都只能生成SO2,不能生成SO3。
5.硫可与热的NaOH溶液反应3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O(可以清洗试管壁残留的硫)。硫与汞常温下反应:Hg+S===HgS, 可以用来去除洒落的汞。
1.关于单质硫的叙述有:①通常状况下为黄色粉末;②不溶于水、微溶于酒精、易溶于二硫化碳;③氧化性比氯气弱;④只能被还原不能被氧化;⑤医药上用来做硫黄软膏治疗某些皮肤病。其中正确的是 (　　)
A.①②③⑤ B.②③⑤
C.②④⑤ D.③⑤
答案　A
解析　①单质硫在常温下是一种黄色晶体,易研成粉末状的固体,故①正确;②单质硫不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,故②正确;③S元素的非金属性比Cl弱,因此单质硫的氧化性比氯气弱,故③正确;④在单质硫中,S元素的化合价为0价,处于S元素的最高+6价和最低-2价之间,因此S单质既有氧化性又有还原性,既能被氧化又能被还原,故④错误;⑤单质硫能杀死病菌,医药上用来制硫黄软膏,治疗某些皮肤病,故⑤正确;正确的是①②③⑤。
2.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
答案　A
解析　S的氧化性比Cl2的弱,因此多价态的金属与S反应生成其低价态硫化物,与Cl2反应生成其高价态氯化物;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。
3.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是黄色固体,O2是无色气体
C.氢硫酸放置在空气中易变浑浊(2H2S+O2===2S↓+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
答案　B
解析　A项,S与O2化合时,O2是氧化剂,硫是还原剂,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),而O2可以将Cu氧化为CuO(Cu的化合价为+2),说明氧气的氧化性比硫强。
二、二氧化硫
(一)知识梳理
1.物理性质
二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气的大,易溶于水,通常情况下,1体积的水可以溶解约40体积的二氧化硫。
2.化学性质
(1)SO2为酸性氧化物,可以与水、碱或碱性氧化物反应。
写出下列反应的化学方程式:
①和水反应:SO2+H2OH2SO3(可逆反应)。
②和澄清石灰水反应:SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O。
③和CaO反应:SO2+CaOCaSO3。
(2)SO2中硫元素为+4价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性。
SO3标况下是无色晶体,也是酸性氧化物,溶于水时与水剧烈反应生成硫酸,反应方程式为SO3+H2O===H2SO4。
(3)SO2化学性质的实验探究
(1) (2)用pH试纸测溶液酸碱度
(1)试管中液面上升 (2)pH试纸呈红色 加入品红溶液的试管振荡后,溶液红色褪去,再加热溶液恢复红色
SO2易溶于水,且溶液呈酸性 SO2具有漂白性,但生成的无色物质不稳定
3.可逆反应
是指在同一条件下,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。在书写化学方程式时,可逆反应用符号“”表示。如Cl2+H2OHCl+HClO等。
4.二氧化硫的用途
(1)漂白纸浆、毛、丝等。
(2)用于杀菌消毒,还是一种食品添加剂。
(二)归纳总结
1.下列关于SO2的说法正确的是 (　　)
A.SO2具有还原性,不能用浓硫酸干燥
B.SO2是一种无色无味的有毒气体
C.SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色,体现了它的漂白性
D.SO2具有还原性,少量的SO2可防止葡萄酒氧化变质
答案　D
解析　A项,SO2中硫元素显+4价,H2SO4中硫元素显+6价,同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应,故SO2可以用浓硫酸干燥;B项,SO2是一种无色、有刺激性气味的有毒气体;C项,SO2能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应使酸性高锰酸钾溶液褪色,体现了SO2的还原性,而不是漂白性;D项,葡萄酒中加入少量SO2的作用是防止葡萄酒在陈酿和贮藏的过程中被氧化,抑制葡萄汁中微生物的活动。
2.下列各组两个反应互为可逆反应的是 (　　)
①H2+Cl22HCl与2HClH2↑+Cl2↑
②H2SO4(浓)+2HBr===2H2O+Br2+SO2↑与Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4
③2NO2===N2O4与N2O4===2NO2
④2SO2+O22SO3与2SO32SO2+O2
A.①② B.②③
C.③④ D.②④
答案　C
解析　可逆反应要求的是相同条件,①②呈现的反应条件不同,③④条件相同,故③④互为可逆反应。
3.下列说法不正确的是 (　　)
A.SO2可用于食品的防腐
B.可以用品红溶液鉴别SO2和CO2
C.SO2能使品红溶液、酸性KMnO4溶液褪色,但褪色原理不同
D.少量SO2通过CaCl2溶液能生成白色沉淀
答案　D
解析　A项,SO2可用于食品的防腐;B项,SO2能使品红溶液褪色,CO2不能,可以用品红溶液鉴别SO2和CO2;C项,SO2能使品红溶液、酸性KMnO4溶液褪色,但褪色原理不同,前者是因为SO2的漂白性,后者是被酸性高锰酸钾溶液氧化,是由于SO2的还原性而使酸性KMnO4褪色;D项,SO2与CaCl2溶液不反应。
【题后归纳】　常见漂白剂漂白性的区别
漂白剂 漂白原理 特点
氯水(HClO)、 Ca(ClO)2、H2O2 利用物质的氧化性氧化有色物质而使之失去原有的颜色 不可逆,褪色后不能恢复原来的颜色
SO2 与有色物质结合生成不稳定的无色物质 可逆,在一定条件下又能恢复原来的颜色
活性炭 具有较大的比表面积,可以吸附有色物质而使之失去原有的颜色 部分吸附剂可重复使用
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)硫
1.下列关于硫单质的说法中不正确的是 (　　)
A.试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去
B.硫跟铁反应生成硫化亚铁
C.单质硫既有氧化性又有还原性
D.硫元素没有同素异形体
答案　D
解析　硫黄易溶于二硫化碳,试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去,A正确;单质硫的化合价为0价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性,C正确;硫元素可以形成单斜硫与正交硫等多种同素异形体,D错误。
2.硫单质能与许多金属单质和非金属单质发生反应。下列说法正确的是 (　　)
A.汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理
B.硫蒸气与红热的铜丝反应生成黑色的CuS固体
C.硫单质在化合反应中只体现氧化性
D.硫元素广泛存在于自然界中,火山口附近的环境中硫元素只以游离态形式存在
答案　A
解析　A项,汞在常温下能与硫反应,生成不挥发的HgS,从而避免汞蒸气的挥发;B项,S单质氧化性比较弱,硫蒸气与红热的铜丝反应生成黑色的Cu2S固体;C项,硫单质与氧气反应时,硫单质体现还原性;与H2反应产生H2S时表现氧化性;D项,火山口附近的环境中也存在化合态的硫。
3.下列有关硫单质性质的叙述正确的是 (　　)
A.硫在空气中的燃烧产物是SO2,在纯氧中的燃烧产物也是SO2
B.自然界中在富氧环境中的含硫化合物,硫通常显+4价
C.硫燃烧时,硫过量时燃烧的产物是SO2,氧气过量时燃烧的产物是SO3
D.常温常压下硫单质是一种黄色易溶于水的晶体
答案　A
解析　硫在空气中或者纯氧中的燃烧产物只能是SO2,A正确;硫在过量氧气中燃烧只生成二氧化硫,C错误。
4.常温下单质硫主要以S8的形式存在。加热时,S8会转化为S6、S4、S2等。当温度达到750 ℃时,硫蒸气主要以S2的形式存在。下列说法中正确的是 (　　)
A.S8转化为S6、S4、S2属于物理变化
B.S8在足量O2中完全燃烧时生成SO2
C.S8、S6、S4、S2均属于新型化合物
D.把硫单质在空气中加热到750 ℃即得S2
答案　B
解析　A项,S8转化为S6、S4、S2有新物质生成,属于化学变化;B项,硫完全燃烧都生成二氧化硫;C项,S8、S6、S4、S2均属于单质;D项,硫单质在空气中加热能和氧气反应。
(二)二氧化硫
5.对于反应2SO2+O22SO3的叙述不正确的是 (　　)
A.该反应是可逆反应
B.反应方程式中“”表示在相同条件下,反应可以同时向两个方向进行
C.1 mol O2与2 mol SO2混合反应,可生成2 mol SO3
D.在该反应中SO2作还原剂
答案　C
解析　根据可逆反应的特点,1 mol O2和2 mol SO2反应,不可能生成2 mol SO3。
6.葡萄酒是以葡萄为原料酿造的一种果酒,如图某品牌葡萄酒说明书标识“食品添加剂:二氧化硫”。下列说法正确的是 (　　)
A.SO2属于非法添加剂,不该添加到葡萄酒中
B.SO2具有还原性,少量的SO2可防止葡萄酒氧化变质
C.SO2具有还原性,不能用浓硫酸干燥
D.SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色,体现了它的漂白性
答案　B
解析　适量的SO2可抑制葡萄酒中细菌生长,延长保存时间,可作为添加剂,A项错误、B项正确;SO2中S为+4价,硫酸中的S为+6价,为相邻价态,不会发生氧化还原反应,C项错误;SO2使酸性KMnO4溶液褪色,发生氧化还原反应,体现SO2的还原性,D项错误。
7.下列关于SO2和SO3的说法正确的是 (　　)
A.SO3极易溶于水,且与水反应生成H2SO4
B.SO2、SO3均具有漂白性,均能使紫色石蕊溶液变红色
C.SO3可与碱反应,但不与碱性氧化物反应
D.SO2在空气中易被氧化为SO3
答案　A
解析　A项,SO3极易溶于水,与水发生反应SO3+H2O===H2SO4;B项,SO3不具有漂白性,SO2、SO3均能使紫色石蕊溶液变红色,是因为二者溶于水所得溶液均显酸性;C项,SO3为酸性氧化物,既可与碱反应,也可与碱性氧化物反应;D项,SO2在空气中不易被氧化为SO3,一般需要在一定温度和催化剂作用下才能变为SO3。
8.Cl2和SO2都具有漂白作用,能使品红溶液褪色。若将等物质的量的Cl2、SO2混合后再通入品红与BaCl2的混合溶液,能观察到的现象是 (　　)
①溶液很快褪色　②溶液不褪色　③出现沉淀
④不出现沉淀
A.①② B.①③
C.②③ D.②④
答案　C
解析　等物质的量的Cl2和SO2混合通入品红与BaCl2的混合溶液,涉及的化学反应为Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl、BaCl2+H2SO4===BaSO4↓+2HCl,相应的现象是溶液不会褪色,出现白色沉淀。
9.某化学实验小组的同学为探究和比较SO2和氯水的漂白性,设计了如下的实验装置。
(1)①反应开始一段时间后,观察到B、D两支试管中的品红溶液出现的现象是B:　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　, D:　　　　　　　　　　　　。
②停止通气后,再给B、D两支试管分别加热,两支试管中的现象分别为B:　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　, D:　　　　　　　　　　　　。
(2)相同条件下,若将SO2与Cl2按体积比1∶1混合后,再通入品红溶液,品红溶液能否褪色 　　　　　　(选填“能”“不能”或“不能确定”)。其原因是　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。
答案　(1)①品红溶液褪色　品红溶液褪色
②褪色的品红溶液又恢复成红色　无明显现象
(2)不能　Cl2+SO2+2H2O===4H++2Cl-+S
解析　(1)SO2具有漂白性,可使品红溶液褪色,但其漂白性是可逆的,加热后溶液会恢复原来的颜色;Cl2通入品红溶液时与H2O反应生成HCl和HClO,HClO具有强氧化性,会把品红溶液氧化而褪色,且该过程不可逆,故加热溶液不会恢复原来的颜色。(2)由于Cl2与SO2混合后与水发生反应:SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,故不能使品红溶液褪色。
B级　素养培优练
10.能正确表示下列反应的离子方程式是 (　　)
A.向澄清石灰水中通入SO2气体:Ca2++SO2===CaSO3↓
B.过量SO2气体通入氢氧化钠溶液中:SO2+OH-===HS
C.SO2气体通入溴水中:SO2+Br2+H2O===2H++2Br-+S
D.氢硫酸中通入氯气:S2-+Cl2===S↓+2Cl-
答案　B
解析　向澄清石灰水中通入SO2气体,反应的化学方程式是SO2(少量)+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O,对应的离子方程式是Ca2++2OH-+SO2===CaSO3↓+H2O,A不正确;过量SO2气体通入氢氧化钠溶液中,反应的化学方程式是SO2+NaOH===NaHSO3,对应的离子方程式是SO2+OH-===HS,B正确;SO2气体通入溴水中,反应的化学方程式是SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4,对应的离子方程式是SO2+Br2+2H2O===4H++2Br-+S,C不正确;氢硫酸中通入氯气,反应的化学方程式是H2S+Cl2===S↓+2HCl,对应的离子方程式是H2S+Cl2===S↓+2H++2Cl-,D不正确。
11.如图所示是一系列含硫化合物的转化关系(反应中生成的水已略去),其中说法正确的是 (　　)
A.反应①说明SO2具有漂白性,反应②说明SO2为酸性氧化物
B.反应②中生成物n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)=1∶1时,反应物n(SO2)∶n(NaOH)=3∶2
C.反应③④⑤均属于氧化还原反应
D.实验室中可利用反应②吸收SO2
答案　D
解析　A项,反应①中溶液先变蓝后褪色,是因为SO2先与KIO3反应生成I2,后SO2又与I2反应生成I-,体现了SO2的还原性,反应②属于酸性氧化物与碱的反应,错误;B项,根据原子守恒,当n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)=1∶1时,n(SO2)∶n(NaOH)=2∶3,错误;C项,反应④是非氧化还原反应,错误;D项,实验室中可利用NaOH溶液吸收二氧化硫,正确。
12. 某学习小组设计了如图装置用于制SO2并验证其性质。
(1)仪器a的名称为　　　　　　,实验时装置E中反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　。
(2)若装置B中溶液无明显现象,装置C中溶液红色褪去,则使品红水溶液褪色的含硫微粒一定不是　　　　　　(填化学式)。
(3)该实验小组的甲、乙两位同学为了进一步探究SO2的漂白性,按下图装置继续进行实验并记录相关实验现象。请根据下表中实验现象做出合理解释。
组别 实验现象 合理解释
甲 品红溶液几乎不褪色 反应离子方程式为　　　　　
乙 品红溶液随时间的推移变得越来越浅 原因可能是　　　　　
(4)该实验小组的学生丙预测装置D中没有白色沉淀产生,但随着反应的进行,发现装置D中产生了少量白色沉淀。为进一步探究产生沉淀的原因,分别用煮沸和未煮沸过的蒸馏水配制的Ba(NO3)2和BaCl2溶液,进行如图实验:
实验中G、H、I烧杯中观察到的现象如表:
烧杯 实验现象
G 无白色沉淀产生,pH传感器测的溶液pH=5.3
H 有白色沉淀产生
I 有白色沉淀产生,I中出现白色沉淀比H中快很多
已知:pH=-lgc(H+),室温时,pH<7为酸性溶液。
①据G中现象推测D中产生的白色沉淀的化学式是　　　　　　。
②据I中出现白色沉淀的速率比H中快很多的现象,推测其根本原因可能是　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　。
(5)该实验小组的学生丁用100 mL 0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液测定空气中SO2含量,若气体流速为a cm3·min-1,当时间为t min时酸性KMnO4溶液恰好褪色,则空气中SO2的含量为　　　　　　 g·cm-3。
答案　(1)分液漏斗　2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++S+4H+
(2)SO2　(3)Cl2+SO2+2H2O===4H++2Cl-+S　Cl2与SO2流速不相同,导致其中一种过量,漂白品红溶液
(4) ①BaSO4　②没有煮沸的蒸馏水中溶有的氧气能加快硝酸根离子、氧气氧化二氧化硫的反应速率　(5)
解析　由实验装置图可知,装置A中亚硫酸钠与稀硫酸反应制得二氧化硫,B中盛有的品红乙醇溶液不褪色,C中盛有的品红溶液褪色,D中盛有的氯化钡溶液不与二氧化硫反应,溶液中没有现象,D中氯化铁溶液与二氧化硫发生氧化还原反应,溶液由棕黄色变为浅绿色,F中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收有毒的二氧化硫,防止污染环境。(1)由实验装置图可知,仪器a为分液漏斗;装置E中发生的反应为氯化铁溶液与二氧化硫发生氧化还原反应生成氯化亚铁、盐酸和硫酸,反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++S+4H+;(2)若装置B中溶液无明显现象,装置C中溶液红色褪去,说明使品红的水溶液褪色的含硫微粒是二氧化硫与水反应生成的亚硫酸或亚硫酸根或亚硫酸氢根,不是二氧化硫;(3)由甲中品红溶液几乎不褪色可知,二氧化硫和氯气在品红溶液恰好完全反应生成没有漂白性的盐酸和硫酸,反应的离子方程式为Cl2+SO2+2H2O===4H++2Cl-+S;由乙中品红溶液随时间的推移变得越来越浅,说明某种气体流速过快,导致氯气或二氧化硫过量,使品红溶液漂白褪色;(4)①由G中无白色沉淀产生,pH传感器测的溶液pH=5.3可知,D中二氧化硫与溶液中的氧气反应生成硫酸,硫酸与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀;②由I中出现白色沉淀的速率比H中快很多的现象可知,没有煮沸的蒸馏水中溶有的氧气能加快硝酸根离子、氧气氧化二氧化硫的反应速率,导致反应能更快的沉淀;(5)由题意可知,二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸锰、硫酸钾、硫酸和水,5SO2+2Mn+4H+,由t min时酸性高锰酸钾溶液恰好褪色可知二氧化硫的含量为 g/cm3。(共52张PPT)
第一节　硫及其化合物
基础课时 硫和二氧化硫
1
第五章
化工生产中的重要非金属元素
1.能从物质类别和元素化合价的视角认识硫和二氧化硫的性质,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
2.了解二氧化硫与水反应的可逆性,二氧化硫的漂白性及其与氯气漂白原理的不同。
学习目标
一、硫
二、二氧化硫
目
录
CONTENTS
课后巩固训练
一、硫
对点训练
(一)知识梳理
1.硫元素
硫元素位置 原子结构示意图 非金属性 主要化合价
第____周期、第______族 比氯、氧____
三
ⅥA
弱
-2、+4、+6
2.硫单质的性质
(1)物理性质
硫(俗称______)是一种______晶体,质脆,易研成粉末。硫____溶于水,______ 于酒精,易溶于____________________。
(2)化学性质
硫的化学性质比较活泼,处于中间价态的S能发生氧化反应和还原反应(写出相应化学方程式)。
硫黄
黄色
难
微溶
二硫化碳(CS2)
还原
氧化
(二)归纳总结
1.硫以游离态和化合态形式存在。硫有多种同素异形体,如正交硫和斜方硫。
2.从物质类别和元素化合价角度理解硫的化学性质:
1.关于单质硫的叙述有:①通常状况下为黄色粉末;②不溶于水、微溶于酒精、易溶于二硫化碳;③氧化性比氯气弱;④只能被还原不能被氧化;⑤医药上用来做硫黄软膏治疗某些皮肤病。其中正确的是 (　　)
A.①②③⑤ B.②③⑤
C.②④⑤ D.③⑤
A
解析　①单质硫在常温下是一种黄色晶体,易研成粉末状的固体,故①正确;②单质硫不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,故②正确;③S元素的非金属性比Cl弱,因此单质硫的氧化性比氯气弱,故③正确;④在单质硫中,S元素的化合价为0价,处于S元素的最高+6价和最低-2价之间,因此S单质既有氧化性又有还原性,既能被氧化又能被还原,故④错误;⑤单质硫能杀死病菌,医药上用来制硫黄软膏,治疗某些皮肤病,故⑤正确;正确的是①②③⑤。
2.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
解析　S的氧化性比Cl2的弱,因此多价态的金属与S反应生成其低价态硫化物,与Cl2反应生成其高价态氯化物;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。
A
3.硫的氧化性不如氧气强,下列叙述不能说明这一事实的是 (　　)
B
解析　A项,S与O2化合时,O2是氧化剂,硫是还原剂,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),而O2可以将Cu氧化为CuO(Cu的化合价为+2),说明氧气的氧化性比硫强。
二、二氧化硫
对点训练
(一)知识梳理
1.物理性质
二氧化硫是一种____色、有________气味的有____气体,密度比空气的____, ____ 溶于水,通常情况下,1体积的水可以溶解约______体积的二氧化硫。
无
刺激性
毒
大
易
40
2.化学性质
(1)SO2为酸性氧化物,可以与水、碱或碱性氧化物反应。
写出下列反应的化学方程式:
①和水反应:____________________________ (可逆反应)。
②和澄清石灰水反应:_______________________________。
③和CaO反应:____________________________。
SO2+H2O H2SO3
SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O
SO2+CaO CaSO3
(2)SO2中硫元素为+4价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性。
H2SO4+2HCl
2SO3
3S+2H2O
SO3标况下是无色晶体,也是酸性氧化物,溶于水时与水剧烈反应生成硫酸,反应方程式为______________________。
SO3+H2O===H2SO4
(3)SO2化学性质的实验探究
实验操作 (1) (2)用pH试纸测溶液酸碱度
实验现象 (1)试管中__________ (2)pH试纸呈______ 加入品红溶液的试管振荡后,______________, 再加热溶液__________
结论 SO2__________, 且溶液呈____性
液面上升
红色
溶液红色褪去
恢复红色
易溶于水
酸
SO2具有漂白性,但生成的无色物质不稳定
3.可逆反应
是指在同一条件下,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。在书写化学方程式时,可逆反应用符号“ ”表示。如Cl2+H2O HCl+HClO等。
4.二氧化硫的用途
(1)漂白纸浆、毛、丝等。
(2)用于杀菌消毒,还是一种食品添加剂。
(二)归纳总结
1.下列关于SO2的说法正确的是 (　　)
A.SO2具有还原性,不能用浓硫酸干燥
B.SO2是一种无色无味的有毒气体
C.SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色,体现了它的漂白性
D.SO2具有还原性,少量的SO2可防止葡萄酒氧化变质
D
解析　A项,SO2中硫元素显+4价,H2SO4中硫元素显+6价,同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应,故SO2可以用浓硫酸干燥;B项,SO2是一种无色、有刺激性气味的有毒气体;C项,SO2能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应使酸性高锰酸钾溶液褪色,体现了SO2的还原性,而不是漂白性;D项,葡萄酒中加入少量SO2的作用是防止葡萄酒在陈酿和贮藏的过程中被氧化,抑制葡萄汁中微生物的活动。
2.下列各组两个反应互为可逆反应的是 (　　)
C
解析　可逆反应要求的是相同条件,①②呈现的反应条件不同,③④条件相同,故③④互为可逆反应。
3.下列说法不正确的是 (　　)
A.SO2可用于食品的防腐
B.可以用品红溶液鉴别SO2和CO2
C.SO2能使品红溶液、酸性KMnO4溶液褪色,但褪色原理不同
D.少量SO2通过CaCl2溶液能生成白色沉淀
解析　A项,SO2可用于食品的防腐;B项,SO2能使品红溶液褪色,CO2不能,可以用品红溶液鉴别SO2和CO2;C项,SO2能使品红溶液、酸性KMnO4溶液褪色,但褪色原理不同,前者是因为SO2的漂白性,后者是被酸性高锰酸钾溶液氧化,是由于SO2的还原性而使酸性KMnO4褪色;D项,SO2与CaCl2溶液不反应。
D
【题后归纳】　常见漂白剂漂白性的区别
漂白剂 漂白原理 特点
氯水(HClO)、 Ca(ClO)2、H2O2 利用物质的氧化性氧化有色物质而使之失去原有的颜色 不可逆,褪色后不能恢复原来的颜色
SO2 与有色物质结合生成不稳定的无色物质 可逆,在一定条件下又能恢复原来的颜色
活性炭 具有较大的比表面积,可以吸附有色物质而使之失去原有的颜色 部分吸附剂可重复使用
课后巩固训练
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)硫
1.下列关于硫单质的说法中不正确的是(　　)
A.试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去
B.硫跟铁反应生成硫化亚铁
C.单质硫既有氧化性又有还原性
D.硫元素没有同素异形体
D
解析　硫黄易溶于二硫化碳,试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去,A正确;单质硫的化合价为0价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性,C正确;硫元素可以形成单斜硫与正交硫等多种同素异形体,D错误。
2.硫单质能与许多金属单质和非金属单质发生反应。下列说法正确的是 (　　)
A.汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理
B.硫蒸气与红热的铜丝反应生成黑色的CuS固体
C.硫单质在化合反应中只体现氧化性
D.硫元素广泛存在于自然界中,火山口附近的环境中硫元素只以游离态形式存在
解析　A项,汞在常温下能与硫反应,生成不挥发的HgS,从而避免汞蒸气的挥发;B项,S单质氧化性比较弱,硫蒸气与红热的铜丝反应生成黑色的Cu2S固体;C项,硫单质与氧气反应时,硫单质体现还原性;与H2反应产生H2S时表现氧化性;D项,火山口附近的环境中也存在化合态的硫。
A
3.下列有关硫单质性质的叙述正确的是 (　　)
A.硫在空气中的燃烧产物是SO2,在纯氧中的燃烧产物也是SO2
B.自然界中在富氧环境中的含硫化合物,硫通常显+4价
C.硫燃烧时,硫过量时燃烧的产物是SO2,氧气过量时燃烧的产物是SO3
D.常温常压下硫单质是一种黄色易溶于水的晶体
解析　硫在空气中或者纯氧中的燃烧产物只能是SO2,A正确;硫在过量氧气中燃烧只生成二氧化硫,C错误。
A
4.常温下单质硫主要以S8的形式存在。加热时,S8会转化为S6、S4、S2等。当温度达到750 ℃时,硫蒸气主要以S2的形式存在。下列说法中正确的是 (　　)
A.S8转化为S6、S4、S2属于物理变化
B.S8在足量O2中完全燃烧时生成SO2
C.S8、S6、S4、S2均属于新型化合物
D.把硫单质在空气中加热到750 ℃即得S2
解析　A项,S8转化为S6、S4、S2有新物质生成,属于化学变化;B项,硫完全燃烧都生成二氧化硫;C项,S8、S6、S4、S2均属于单质;D项,硫单质在空气中加热能和氧气反应。
B
(二)二氧化硫
C
解析　根据可逆反应的特点,1 mol O2和2 mol SO2反应,不可能生成2 mol SO3。
6.葡萄酒是以葡萄为原料酿造的一种果酒,如图某品牌葡萄酒说明书标识“食品添加剂:二氧化硫”。下列说法正确的是 (　　)
A.SO2属于非法添加剂,不该添加到葡萄酒中
B.SO2具有还原性,少量的SO2可防止葡萄酒氧化变质
C.SO2具有还原性,不能用浓硫酸干燥
D.SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色,体现了它的漂白性
B
解析　适量的SO2可抑制葡萄酒中细菌生长,延长保存时间,可作为添加剂,A项错误、B项正确;SO2中S为+4价,硫酸中的S为+6价,为相邻价态,不会发生氧化还原反应,C项错误;SO2使酸性KMnO4溶液褪色,发生氧化还原反应,体现SO2的还原性,D项错误。
7.下列关于SO2和SO3的说法正确的是 (　　)
A.SO3极易溶于水,且与水反应生成H2SO4
B.SO2、SO3均具有漂白性,均能使紫色石蕊溶液变红色
C.SO3可与碱反应,但不与碱性氧化物反应
D.SO2在空气中易被氧化为SO3
A
解析　A项,SO3极易溶于水,与水发生反应SO3+H2O===H2SO4;B项,SO3不具有漂白性,SO2、SO3均能使紫色石蕊溶液变红色,是因为二者溶于水所得溶液均显酸性;C项,SO3为酸性氧化物,既可与碱反应,也可与碱性氧化物反应;D项,SO2在空气中不易被氧化为SO3,一般需要在一定温度和催化剂作用下才能变为SO3。
8.Cl2和SO2都具有漂白作用,能使品红溶液褪色。若将等物质的量的Cl2、SO2混合后再通入品红与BaCl2的混合溶液,能观察到的现象是 (　　)
①溶液很快褪色　②溶液不褪色　③出现沉淀 ④不出现沉淀
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
解析　等物质的量的Cl2和SO2混合通入品红与BaCl2的混合溶液,涉及的化学反应为Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl、BaCl2+H2SO4===BaSO4↓+2HCl,相应的现象是溶液不会褪色,出现白色沉淀。
C
9.某化学实验小组的同学为探究和比较SO2和氯水的漂白性,设计了如下的实验装置。
(1)①反应开始一段时间后,观察到B、D
两支试管中的品红溶液出现的现象是
B:　　　　　　　　　　　 , D:　　　　　　　　　　　　。
②停止通气后,再给B、D两支试管分别加热,两支试管中的现象分别为B:　　　　　　　　　　　　　　　 , D:　　　　　　　　。
品红溶液褪色
品红溶液褪色
褪色的品红溶液又恢复成红色
无明显现象
解析　(1)SO2具有漂白性,可使品红溶液褪色,但其漂白性是可逆的,加热后溶液会恢复原来的颜色;Cl2通入品红溶液时与H2O反应生成HCl和HClO,HClO具有强氧化性,会把品红溶液氧化而褪色,且该过程不可逆,故加热溶液不会恢复原来的颜色。
(2)相同条件下,若将SO2与Cl2按体积比1∶1混合后,再通入品红溶液,品红溶液能否褪色 　　　　　　(选填“能”“不能”或“不能确定”)。其原因是
　　　　　　　　　　　　 　　　　　(用离子方程式表示)。
不能
Cl2+SO2+2H2O===4H++2Cl-+S
解析　(2)由于Cl2与SO2混合后与水发生反应:SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,故不能使品红溶液褪色。
B级　素养培优练
10.能正确表示下列反应的离子方程式是(　　)
A.向澄清石灰水中通入SO2气体:Ca2++SO2===CaSO3↓
B.过量SO2气体通入氢氧化钠溶液中:SO2+OH-===HS
C.SO2气体通入溴水中:SO2+Br2+H2O===2H++2Br-+S
D.氢硫酸中通入氯气:S2-+Cl2===S↓+2Cl-
B
解析　向澄清石灰水中通入SO2气体,反应的化学方程式是SO2(少量)+Ca(OH)2 ===CaSO3↓+H2O,对应的离子方程式是Ca2++2OH-+SO2===CaSO3↓+H2O,A不正确;过量SO2气体通入氢氧化钠溶液中,反应的化学方程式是SO2+NaOH===NaHSO3,对应的离子方程式是SO2+OH-===HS,B正确;SO2气体通入溴水中,反应的化学方程式是SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4,对应的离子方程式是SO2+Br2+2H2O ===4H++2Br-+S,C不正确;氢硫酸中通入氯气,反应的化学方程式是H2S+Cl2 ===S↓+2HCl,对应的离子方程式是H2S+Cl2===S↓+2H++2Cl-,D不正确。
11.如图所示是一系列含硫化合物的转化关系(反应中生成的水已略去),其中说法正确的是 (　　)
A.反应①说明SO2具有漂白性,反应②说明SO2为酸性氧化物
B.反应②中生成物n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)=1∶1时,反应物n(SO2)∶n(NaOH)=3∶2
C.反应③④⑤均属于氧化还原反应
D.实验室中可利用反应②吸收SO2
D
解析　A项,反应①中溶液先变蓝后褪色,是因为SO2先与KIO3反应生成I2,后SO2又与I2反应生成I-,体现了SO2的还原性,反应②属于酸性氧化物与碱的反应,错误;B项,根据原子守恒,当n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)=1∶1时,n(SO2)∶n(NaOH)=2∶3,错误;C项,反应④是非氧化还原反应,错误;D项,实验室中可利用NaOH溶液吸收二氧化硫,正确。
12. 某学习小组设计了如图装置用于制SO2并验证其性质。
(1)仪器a的名称为　　　　　　,实验时装置E中反应的离子方程式为
　　　　　　　　　　　　 　　　　　　。
(2)若装置B中溶液无明显现象,装置C中溶液红色褪去,则使品红水溶液褪色的含硫微粒一定不是　　　　　　(填化学式)。
分液漏斗
2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++S+4H+
SO2
解析　由实验装置图可知,装置A中亚硫酸钠与稀硫酸反应制得二氧化硫,B中盛有的品红乙醇溶液不褪色,C中盛有的品红溶液褪色,D中盛有的氯化钡溶液不与二氧化硫反应,溶液中没有现象,D中氯化铁溶液与二氧化硫发生氧化还原反应,溶液由棕黄色变为浅绿色,F中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收有毒的二氧化硫,防止污染环境。(1)由实验装置图可知,仪器a为分液漏斗;装置E中发生的反应为氯化铁溶液与二氧化硫发生氧化还原反应生成氯化亚铁、盐酸和硫酸,反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++S+4H+;(2)若装置B中溶液无明显现象,装置C中溶液红色褪去,说明使品红的水溶液褪色的含硫微粒是二氧化硫与水反应生成的亚硫酸或亚硫酸根或亚硫酸氢根,不是二氧化硫;
(3)该实验小组的甲、乙两位同学为了进一步探究SO2的漂白性,按下图装置继续进行实验并记录相关实验现象。请根据下表中实验现象做出合理解释。
组别 实验现象 合理解释
甲 品红溶液几乎不褪色 反应离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　
乙 品红溶液随时间的推移变得越来越浅 原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
________________
Cl2+SO2+2H2O===4H++2Cl-+S
Cl2与SO2流速不相同,导致其中一种过量,
漂白品红溶液
解析　(3)由甲中品红溶液几乎不褪色可知,二氧化硫和氯气在品红溶液恰好完全反应生成没有漂白性的盐酸和硫酸,反应的离子方程式为Cl2+SO2+2H2O===4H++2Cl-+S;由乙中品红溶液随时间的推移变得越来越浅,说明某种气体流速过快,导致氯气或二氧化硫过量,使品红溶液漂白褪色;
(4)该实验小组的学生丙预测装置D中没有白色沉淀产生,但随着反应的进行,发现装置D中产生了少量白色沉淀。为进一步探究产生沉淀的原因,分别用煮沸和未煮沸过的蒸馏水配制的Ba(NO3)2和BaCl2溶液,进行如图实验:
实验中G、H、I烧杯中观察到的现象如表:
烧杯 实验现象
G 无白色沉淀产生,pH传感器测的溶液pH=5.3
H 有白色沉淀产生
I 有白色沉淀产生,I中出现白色沉淀比H中快很多
已知:pH=-lgc(H+),室温时,pH<7为酸性溶液。
①据G中现象推测D中产生的白色沉淀的化学式是　　　　　　。
②据I中出现白色沉淀的速率比H中快很多的现象,推测其根本原因可能是______
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
(5)该实验小组的学生丁用100 mL 0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液测定空气中SO2含量,若气体流速为a cm3·min-1,当时间为t min时酸性KMnO4溶液恰好褪色,则空气
中SO2的含量为　　　　　　 g·cm-3。
BaSO4
没有煮
沸的蒸馏水中溶有的氧气能加快硝酸根离子、氧气氧化二氧化硫的反应速率
解析　(4)①由G中无白色沉淀产生,pH传感器测的溶液pH=5.3可知,D中二氧化硫与溶液中的氧气反应生成硫酸,硫酸与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀;②由I中出现白色沉淀的速率比H中快很多的现象可知,没有煮沸的蒸馏水中溶有的氧气能加快硝酸根离子、氧气氧化二氧化硫的反应速率,导致反应能更快的沉淀;(5)由题意可知,二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸锰、硫酸钾、硫酸和水,5SO2+2Mn+4H+,由t min时酸性高锰酸钾溶液恰好褪色可知二氧化硫的含量为 g/cm3。

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