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化学
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必修二
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
课时1 硫和二氧化硫
学习目标
1. 分析硫的原子结构，推测硫元素可能的化学性质并证实；
2. 实验研究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. 通过二氧化硫与水、氧气反应的学习，初步建立可逆反应的概念。
谈SO2色变？
资料卡片
食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用。例如，在葡萄酒酿制过程中，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，抑制氧化酶从而起到抗氧化的作用，还可以澄清和为葡萄酒添加酸度。
葡萄酒中添加SO2有什么作用？
情境导入
硫的性质
学知识
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一、硫
1.物理性质
俗称硫黄，是一种黄色晶体，质脆，易研成粉末。难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。
熔点：113 ℃
沸点：445 ℃
密度：2.06 g/cm3
1. 画出硫的原子结构示意图并指出硫在元素周期表中的位置？
第三周期、第ⅥA族
2. 根据硫在周期表中的位置推测硫的化学性质？（分别与O和Cl进行比较）
①非金属性较强，单质具有氧化性，能跟活泼金属，一些非金属单质发生氧化还原反应。
②非金属性小于同周期的氯，单质的氧化性小于氯气。非金属性小于同主族的氧，故其氧化物中硫显正价，氧显-2价。
硫的原子结构
学知识
硫的性质
学知识
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2.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。
氧化性
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。
硫的用途
学知识
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硫常用于制造硫酸、化肥、农药、火药等，还可用于制造硫化橡胶。
S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑
（一硫二硝三木炭）
硫是一种重要的非金属元素,位于元素周期表的第三周期、第Ⅵ A族。下列有关硫黄的说法不正确的是(　　)
A.沾有硫黄的试管可用CS2清洗
B.硫与非金属单质发生反应时,既可以表现氧化性,也可以表现还原性
C.硫与Mg、Cu发生反应,生成的硫化物中金属元素均显+2价
D.地表附近的含硫化合物中硫元素常显+4价或+6价,氧元素为-2价,与硫原子比氧原子多一个电子层有关
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解析：
A.硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,可利用其易溶于CS2的性质清洗沾有硫黄的试管,正确；
B.硫元素位于元素周期表的第三周期、第Ⅵ A族,可知其最低负化合价为-2价,最高正化合价为+6价,硫单质中硫元素的化合价为0价,处于中间价态,硫单质与非金属单质发生反应时,化合价可以升高,表现还原性,如S+O2 SO2,化合价也可以降低,表现氧化性,如H2+S H2S,正确;
C.与同主族的氧元素相比,硫元素的原子多一个电子层,得电子能力比氧原子弱,与变价金属发生反应时,生成低价态金属硫化物,如2Cu+S Cu2S,此时Cu元素显+1价,不正确。
C
二氧化硫
学知识
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1.物理性质
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。在通常情况下，1体积的水可以溶解约40体积的二氧化硫。
2.化学性质
如图所示，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。
实验1
二、二氧化硫
二氧化硫
学知识
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二、二氧化硫
SO2是一种酸性氧化物，溶于水时可与水反应生成亚硫酸，亚硫酸不稳定，同时又容易分解，生成二氧化硫和水。
化学上通常把向生成物方向进行的反应叫做正反应，向反应物方向进行的反应叫做逆反应。像这种在同一条件下，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，叫做可逆反应。
SO2 + H2O H2SO3
2SO2 + O2 2SO3
SO3 + H2O === H2SO4
SO2 + 2H2S === 3S + 2H2O 二氧化硫既具有氧化性又具有还原性。
见
核
心
知
识
P141
二氧化硫
学知识
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用试管取2mL在实验1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、二氧化硫
实验2
二氧化硫具有漂白作用，工业上常用二氧化硫来漂白纸浆、毛、丝等。二氧化硫的漂白作用是由于它能与某些有色物质生成不稳定的无色物质。这些无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色。此外，二氧化硫可用于杀菌消毒，还是一种食品添加剂。
二氧化硫
学知识
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二、二氧化硫
SO2+某些有色物质
不稳定的无色物质
△
可逆
SO2可与某些有色物质生成不稳定的无色物质，但见光、加热或长时间放置，不稳定物质又分解为原有色物质和SO2。
二氧化硫
学知识
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食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用。例如，在葡萄酒酿制过程中，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。二氧化硫又是一种抗氧化剂，能防止葡萄酒中的一些成分被氧化，起到保质作用，并有助于保持葡萄酒的天然果香味。
尽管二氧化硫在蜜饯、干果、食糖、果酒等食品的加工中起着重要作用，但如果使用不当就有可能造成食品中二氧化硫的残留量超标，从而对人体健康造成不利影响。为保证消费者健康，我国在食品添加剂使用标准中规定了二氧化硫在食品中的使用范围和最大使用量，如二氧化硫用于葡萄酒的最大使用量为0.25g/L。
二、二氧化硫
资料卡片——食品中的二氧化硫
二氧化硫
学知识
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从元素化合价分析SO2的性质
食品中添加适量的SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用。下列有关说法不正确的是(　　)
A.从价态上看,SO2既有氧化性,又有还原性
B.葡萄酒中可添加适量的SO2作抗氧化剂,体现了SO2的还原性
C.SO2是一种酸性氧化物,能与CaO、NaOH等物质发生反应
D.SO2在空气中极易被氧化为SO3，SO3溶于水生成H2SO4
硫和二氧化硫
学知识
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解析：
SO2中硫元素的化合价为+4价,处于中间价态,SO2发生反应时,硫元素的化合价可以升高到+6价,表现还原性,如2SO2+O2 2SO3,也可以降低到0价,表现氧化性,如SO2+2H2S == 3S+2H2O,正确;
SO2是一种抗氧化剂,能防止葡萄酒中的一些成分被氧化,正确；
D
C. SO2是一种酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,如能与碱性氧化物(如CaO)、碱(如NaOH)等发生反应,正确;
D.SO2在400~500 ℃、V2O5(催化剂)存在的条件下,可以被O2氧化,生成SO3，SO3溶于水时与水反应生成H2SO4, 不正确。
练能力
提升练习
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A.SO2＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2O
B.SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4
C.SO2＋2H2S===3S＋2H2O
D.5SO2＋2KMnO4＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4
解析　A项中元素化合价没改变，为非氧化还原反应，B和D项，SO2中S元素化合价都升高，SO2为还原剂，表现还原性，C项中，SO2中S元素化合价降低，SO2为氧化剂，表现氧化性，故选C。
下列反应中，SO2体现氧化性的是(　　)
C
练能力
提升练习
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下列离子方程式正确的是(　　)
B
练能力
SO2与CO2混合气体的检验和除杂
检验混合气体中是否同时含有SO2和CO2时,要先用品红溶液检验SO2的存在,然后使混合气体通过酸性KMnO4溶液或溴水除去SO2,再用品红溶液检验SO2是否被除尽,最后用澄清石灰水检验CO2的存在。
当SO2中混有CO2时,不会影响SO2的检验。但当CO2中混有SO2时,会干扰CO2的检验,因此应先除去SO2,再用澄清石灰水检验CO2。
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练能力
SO2与CO2混合气体的检验和除杂
某化学兴趣小组为检验木炭和浓硫酸反应生成的产物,
设计如图装置,请回答:
(1)写出A中木炭和浓硫酸发生反应的化学方程式: ___________________________________________。
(2)硬质玻璃管B中现象是______________________________;
试管D中溴水的作用为__________________________。
(3)装置中设置两次品红溶液的作用分别是_______________、_________________。
(4)能证明生成CO2的现象是 ______________________________________________。
解此题的关键:一是产物检验顺序为水→SO2→CO2;二是各产物检验所选典型试剂为无水硫酸铜→品红溶液→澄清石灰水;三是应注意SO2与CO2均可使澄清石灰水变浑浊,检验CO2前应除尽SO2。
(2)木炭与浓硫酸反应有水生成,应先验证水的生成,试剂选用无水硫酸铜粉末,现象为白色的无水硫酸铜变蓝;试管D中溴水的作用是除去SO2。(4)能证明生成CO2的现象:装置E中品红溶液不褪色,装置F中澄清石灰水变浑浊,两个现象同时出现才能证明反应生成CO2。
白色的无水硫酸铜固体变蓝色　
除去SO2
检验生成的SO2　 检验SO2是否除尽
装置E中品红溶液不褪色,装置F中澄清石灰水变浑浊
2H2SO4（浓）+ C CO2↑ + SO2↑ + 2H2O
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本课总结
物质 氯水，HClO，Na2O2 SO2 活性炭
类型 氧化型 化合型 吸附型
原理 氯水中的次氯酸将有色物质氧化成无色物质 二氧化硫与某些有色物质生成不稳定的无色物质 将有色物质的分子吸附在其表面
实质 氧化还原反应 (化学变化) 非氧化还原反应 (化学变化) 物理吸附
(物理变化)
效果 永久性 暂时性 暂时性
范围 可漂白大多数有色物质，能使紫色石蕊褪色 可漂白某些有色物质， 不能使石蕊试液褪色 可吸附某些有色物质的分子
常见漂白剂的漂白原理及特点
本课总结
SO2和CO2混合气体的检验
流程设计 检验SO2→除去SO2→检验SO2是否除尽→检验CO2 试剂及装置 实验现象 混合气体中含有SO2 装置A中的品红溶液褪色。
混合气体中含有CO2 装置C中的品红溶液不褪色，装置D中的澄清石灰水变浑浊。
Thank you

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