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4.1.1　二氧化硫的性质和应用
1. 了解硫的存在形式、硫的物理性质、化学性质。
2. 认识二氧化硫重要的物理性质及还原性、漂白性、酸性氧化物等化学性质。
3. 知道二氧化硫的漂白原理。
　单质硫　　　　硫化汞
1. 自然界中硫有两种存在形式，游离态和化合态。
火山喷口的岩层中常见到单质硫，火山附近的温泉中常含硫，硫单质常用于制造黑火药。黑火药的主要成分有哪些物质？
2. 单质硫的物理性质：单质硫俗称硫黄，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。思考实验室试管内壁附着的硫如何洗涤？
3. 硫的化学性质。
(1) 硫与非金属反应：H2＋SH2S，S＋O2SO2，硫在氧气中燃烧的现象是什么？以上两个反应中硫的作用相同吗？
(2) 与金属铁反应：Fe＋SFeS（黑色），对比氯气与铁反应的条件和产物，讨论硫和氯气氧化性强弱。
活动二：探究二氧化硫的性质
【实验1】 用充有80 mL二氧化硫的针筒吸入10 mL蒸馏水，用橡皮塞堵住针筒的前端， 振荡，观察针筒内气体体积的变化， 然后用pH试纸测定二氧化硫水溶液的pH。
【实验2】 向试管中加入5 mL二氧化硫水溶液，滴加几滴氯化钡溶液，观察现象；再向试管中滴加5 mL 3%的过氧化氢溶液，振荡，放置片刻后滴加几滴稀盐酸，观察实验现象。
【实验3】 向试管中加入5 mL二氧化硫水溶液，滴加几滴品红溶液， 振荡，然后加热试管， 观察加热前后溶液颜色的变化。
填写下表中的空格。
实验序号 实验现象 结论
实验1
实验2
实验3
1. 从物质分类的角度分析SO2性质。
由实验1可知SO2易溶于水，SO2溶于水时部分与水反应生成亚硫酸：SO2＋H2O H2SO3。SO2是典型的酸性氧化物，从酸性氧化物的角度看，其性质与CO2类似，能与碱、碱性氧化物反应，写出用NaOH吸收SO2、SO2通入过量澄清石灰水中发生反应的化学方程式。
2. 实验1中二氧化硫与水反应的化学方程式为SO2＋H2O H2SO3，亚硫酸易被氧化，如被氧气氧化：2H2SO3＋O2===2H2SO4。实验2中最初加入氯化钡溶液时为什么不生成沉淀？为什么加入H2O2后生成硫酸钡，写出实验2可能发生反应的化学方程式。
3. 结合二氧化硫中硫元素的化合价，分析二氧化硫可能具有哪些性质？二氧化硫能否使酸性高锰酸钾溶液褪色？能否使溴水褪色？
4. SO2能漂白某些有色物质（如品红），而加热后又恢复为原来的颜色。阅读教材说说为什么会有这种现象？
思考并讨论：①分别将SO2和Cl2通入品红溶液中并加热，现象有何不同？若分别通入紫色石蕊溶液中呢？
②把SO2和Cl2同时通入溶液中，溶液的漂白性是“强强联合”吗？
1. CO2和SO2均为酸性氧化物，在性质上具有一定的相似性，结合已有的知识探究能否用澄清石灰水鉴别CO2和SO2，为什么？
2. 若要证明某气体是CO2和SO2的混合气体，需用哪些试剂？顺序如何确定？确定CO2和SO2存在的实验现象分别是什么？
3. 已知：酸性H2SO3＞H2CO3，除去CO2中的SO2可用哪些方法？
结合二氧化硫的性质，分析二氧化硫有哪些用途？
1. [2025南京五校联盟期中]下列有关硫的性质的叙述正确的是(　　)
A. 质脆易粉碎，易溶于二硫化碳
B. 微溶于水，淡黄色晶体
C. 硫与Fe反应生成FeS，与Cu反应生成CuS
D. 硫在空气中燃烧的产物是SO2，在氧气中燃烧的产物是SO3
2. [扬州高邮期中]下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是(　　)
A. SO2具有氧化性，可用作纸浆漂白剂　
B. SO2具有还原性，可用作葡萄酒抗氧化剂
C. SO2是酸性氧化物，可用氢氧化钠溶液吸收
D. 浓硫酸有吸水性，可作气体干燥剂
3. [常州期末]下列物质间的转化不能通过一步化学反应实现的是(　　)
A. S→SO3 B. NaBr→Br2 C. NaCl→Na D. HClO→O2
4. 下列四种有色溶液与SO2作用，均能褪色，其实质相同的是(　　)
①品红溶液　②酸性KMnO4溶液　③溴水　④滴有酚酞的NaOH溶液
A. ①④　　　　B. ②③　　　 C. ①②③ 　　 D. ②③④
5. 下列试剂或方法不能用来区分CO2与SO2的是(　　)
A. 品红溶液　　 B. 酸性KMnO4溶液
C. 澄清石灰水　　 D. 闻气味
6. 下列关于SO2的叙述中，不正确的是(　　)
A. SO2既有氧化性，又有还原性
B. SO2释放到空气中，会造成环境污染
C. SO2中混有HCl气体，可以通过饱和Na2SO3溶液除去
D. 过量SO2气体通入石蕊溶液中，溶液最终为红色
7. 某同学设计如图所示的微型实验装置用以验证SO2的性质，通过分析实验，下列结论不正确的是(　　)
A. a棉球褪色，验证SO2具有漂白性
B. b棉球褪色，验证SO2具有酸性氧化物的性质
C. c棉球蓝色褪去，验证SO2具有还原性
D. 只能用烧碱溶液吸收尾气
8. [苏州期末]实验室通过下列实验探究SO2的性质。
序号 实验操作和现象
Ⅰ 用充有80 mL SO2的针筒吸入10 mL蒸馏水，用橡皮塞堵住针筒前端，充分振荡，针筒内几乎没有气体剩余
Ⅱ 取实验Ⅰ中的溶液，滴加几滴紫色石蕊溶液，溶液显红色
Ⅲ 取实验Ⅰ中的溶液，滴加含有酚酞的氨水溶液，红色褪去
Ⅳ 取实验Ⅰ中的溶液，滴加BaCl2溶液，无明显现象，再加入5 mL 3%的H2O2溶液，出现白色沉淀，向沉淀中加稀盐酸，沉淀未溶解
下列有关说法不正确的是(　　)
A. 实验Ⅰ说明SO2的水溶性较好
B. 实验Ⅱ说明SO2的水溶液显酸性
C. 实验Ⅲ中SO2与氨水反应的离子方程式为SO2＋2OH－===SO＋H2O
D. 实验Ⅳ中的白色沉淀为BaSO4
9. [2025盐城五校联考]探究和比较SO2和氯水漂白性的实验装置如图所示，下列装置或操作不能实现目的的是 (　　)
A. 装置甲制备SO2并验证其漂白性
B. 装置乙吸收过量的SO2和Cl2
C. 装置丙中分液漏斗盛装1 mol/L HCl溶液制备Cl2
D. 分别加热两试管中已褪色的品红溶液，验证SO2与氯水的漂白原理
10. [2025泰州中学等联考] 以硫铁矿（主要成分为FeS2，还有少量CuS，SiO2）为原料，制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)和软酸性材料α Fe2O3的工艺流程如下：
(1) 试剂X是　　　　　　（填化学式）。
(2) 焙烧产生的SO2会污染环境，可用足量氨水吸收，写出离子方程式：_____________　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3) 用如图所示装置可探究SO2的性质：在锥形瓶中先后使用同体积的蒸馏水（①已预先煮沸，②未预先煮沸），控制食用油油层厚度一致、通SO2流速一致。两次实验分别得到如下pH t图。锥形瓶中覆盖食用油的目的　　　　　　　，pH t图中，②的曲线出现骤降，这是因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（用化学方程式表示）。
　　　　
(4) 取FeSO4·7H2O(M＝278 g/mol)粗产品2.78 g，加水完全溶解，滴加酸化的0.1 mol/L K2Cr2O7溶液至恰好完全反应，消耗K2Cr2O7溶液15 mL（已知Cr2O被还原为Cr3+），则FeSO4·7H2O的纯度为　　　　（写出计算过程）。
(5) “沉铁”操作时，将提纯后的FeSO4溶液与氨水NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀。
①生成FeCO3沉淀的离子方程式为____________________________________。
②以FeSO4溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液为原料，制备FeCO3的实验方案：边搅拌边缓慢向FeSO4溶液中滴加氨水NH4HCO3混合溶液，__________________
　　　　　　　　　　　　　　　　　；静置后　　　　，所得沉淀____________
____________________　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，干燥。
已知：Fe(OH)2开始沉淀的pH＝6.5，FeCO3沉淀需“洗涤完全”，实验中须使用的实验仪器为pH计，可选用的试剂有：稀盐酸、稀硫酸、BaCl2溶液、NaOH溶液、蒸馏水。
4.1.1　二氧化硫的性质和应用
【活动方案】
活动一：
1. 硫、炭、硝酸钾。
2. 可用CS2溶解。
3. (1) 剧烈燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体。不同，前者硫是氧化剂，后者硫是还原剂。
(2) 硫的氧化性比氯气的弱。
活动二：
实验1：气体体积减小、pH试纸变红　SO2易溶于水、SO2水溶液显酸性
实验2：滴加氯化钡溶液无明显变化，加入双氧水后生成白色沉淀，滴加稀盐酸，沉淀不溶解　SO2具有还原性
实验3：向SO2水溶液中滴加品红，振荡后红色褪去，加热又变红　SO2具有漂白性，且漂白后生成的物质不稳定
1. 2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O
Ca(OH)2＋SO2===CaSO3↓＋H2O
2. 亚硫酸与氯化钡不反应，即不能由弱酸亚硫酸生成强酸盐酸，也可以说BaSO3不能在酸性溶液中沉淀，所以不能生成沉淀。滴加双氧水之后亚硫酸被氧化为硫酸，即H2SO3＋H2O2===H2SO4＋H2O、H2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl。
3. 二氧化硫中硫元素化合价为＋4，为中间价态，既有氧化性，又有还原性。可使酸性高锰酸钾溶液褪色。可使溴水褪色。
4. SO2漂白是因为它与有色物质反应生成一种不稳定的无色物质，这种无色物质受热会分解而恢复原来的颜色。
思考并讨论：
①
②若将等物质的量的Cl2和SO2气体混合后，则在溶液中发生反应：SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，从而失去漂白能力。
活动三：
1. 不能用澄清石灰水鉴别SO2和CO2，因为二者通入澄清石灰水时，现象相同，即开始产生白色沉淀，后来沉淀溶解消失。
2. 可用品红溶液、酸性KMnO4溶液和澄清石灰水。混合气体→品红溶液1→酸性KMnO4溶液→品红溶液2→澄清石灰水。品红溶液1褪色证明有SO2；品红溶液2不褪色，澄清石灰水变浑浊，证明有CO2。
3. (1) 将混合气体通入足量的饱和NaHCO3溶液中；(2) 将混合气体通入足量的酸性KMnO4溶液中。
活动四：
利用二氧化硫的漂白性，工业上可用二氧化硫漂白纸张以及草帽等编织物；二氧化硫还可以作食品添加剂、漂白剂、防腐剂和抗氧化剂。
【课堂反馈】
1. A　硫微溶于酒精，难溶于水，B错误；硫与Cu反应生成Cu2S，C错误；硫在氧气中燃烧的产物也是SO2，D错误。
2. A　SO2的漂白能力与氧化性无关，SO2与有色物质化合生成无色物质，A错误。
3. A　S通过一步反应不能生成SO3。
4. B
5. C　二氧化硫能使品红溶液褪色，二氧化碳不能，可以用品红溶液鉴别，A不符合题意；二氧化硫具有还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色，二氧化碳不能，可以鉴别，B不符合题意；二氧化硫和二氧化碳均能使澄清石灰水先变浑浊后变澄清，不能鉴别，C符合题意；二氧化硫具有刺激性气味，二氧化碳是无色、无味的气体，可以通过闻气味鉴别，D不符合题意。
6. C　SO2中S元素的化合价是＋4，介于S元素的最高化合价＋6和最低化合价－2之间，因此既有氧化性，又有还原性，A正确；SO2释放到空气中，与水反应产生亚硫酸，进而被氧化成硫酸，会造成酸雨，引起环境污染，B正确；饱和Na2SO3溶液可以与SO2反应生成亚硫酸氢钠，应该用饱和NaHSO3溶液除去SO2中混有的HCl气体，C错误；SO2是酸性氧化物，溶于水生成亚硫酸，可电离出氢离子，使紫色石蕊溶液变为红色，D正确。
7. D　二氧化硫可以漂白品红，所以可以验证SO2具有漂白性，A正确；SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O，所以b棉球褪色，可以验证SO2具有酸性氧化物的性质，B正确；SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI，所以c棉球蓝色褪去可以验证SO2具有还原性，C正确；碱性物质和氧化性物质均可以吸收二氧化硫尾气，D错误。
8. C　NH3·H2O是弱碱，在离子方程式中不能拆分，C错误。
9. C　1 mol/L HCl溶液是稀盐酸，实验室制备Cl2时使用的是浓盐酸，不能实现目的，C符合题意。
10. (1) Fe　(2) SO2＋2NH3·H2O===2NH＋SO＋H2O　(3) 隔绝空气　2H2SO3＋O2===2H2SO4或2SO2＋2H2O＋O2===2H2SO4 (4) 90%
由K2Cr2O7～6FeSO4·7H2O知，
n(FeSO4·7H2O)＝6n(K2Cr2O7)＝6×0.1 mol/L×15×10-3L＝9×10-3 mol，
FeSO4·7H2O的纯度＝×100%＝90%
(5) ①Fe2+＋HCO＋NH3·H2O===FeCO3↓＋NH＋H2O或Fe2+＋HCO＋NH3===
FeCO3↓＋NH　②用pH计测量溶液的pH，控制pH略小于6.5　过滤　用蒸馏水洗涤滤渣至取少量最后一次洗涤滤液先加入稀盐酸再加入BaCl2溶液无明显现象

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