1第一節(jié)　硫及其化合物

1、高中化學 必修第二冊 人教版第一節(jié)硫及其化合物1.通過實驗研究硫單質的性質特點,認識其具有弱氧化性,同時也具有強還原性。2.通過實驗研究二氧化硫性質的多樣性,從硫元素的化合價入手認識二氧化硫的強還原性和弱氧化性;認識二氧化硫具有漂白性,并了解其漂白性具有可逆的特點。了解三氧化硫也是一種酸性氧化物,并熟悉其與水反應時所表現(xiàn)的特點。3.通過實驗和一些現(xiàn)實生產(chǎn)情景,了解并掌握硫酸的性質、制法及用途。掌握硫酸根離子的檢驗方法,了解檢驗中如何排除干擾離子。 1.硫元素在自然界的存在硫是一種重要的非金屬元素,位于元素周期表的第三周期、第A族。硫原子的最外電子層有6個電子,在化學反應中容易得到2個電子,形成

2、-2價硫的化合物。硫元素在自然界主要以化合態(tài)存在,少量游離態(tài)硫存在于火山口附近或地殼的巖層中。2.硫單質(1)物理性質硫俗稱硫黃,是一種黃色晶體,質脆,易研成粉末。難溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。1 |硫和二氧化硫(2)化學性質a.從物質類別角度認識硫的性質硫是較活潑的非金屬,能與許多金屬、非金屬發(fā)生反應。反應中表現(xiàn)氧化性,也可以表現(xiàn)還原性。b.從化合價角度認識硫的性質O2SFe、Cu2、H2c.常見化學方程式的書寫Fe:Fe+S FeS,S是氧化劑,Fe是還原劑;Cu:2Cu+S Cu2S,S是氧化劑,Cu是還原劑;H2:H2+S H2S,S是氧化劑,H2是還原劑;O2:S+O2 SO

3、2,S是還原劑,O2是氧化劑。3.二氧化硫(1)物理性質二氧化硫是一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體,密度比空氣的大,易溶于水。(2)化學性質(3)可逆反應a.正反應:向生成物方向進行的反應。b.逆反應:向反應物方向進行的反應。c.可逆反應:在同一條件下,既能向正反應方向進行,同時又能向逆反應方向進行的反應。4.三氧化硫具有酸性氧化物的通性(1)能溶于水形成硫酸:SO3+H2O H2SO4(若是與水或稀硫酸反應則易形成酸霧)。(2)能與堿(石灰乳)反應:SO3+Ca(OH)2 CaSO4+H2O。(3)能與堿性氧化物(CaO)反應:SO3+CaO CaSO4。1.認識硫酸的工業(yè)制備流程點撥用98

4、.3%的濃硫酸吸收SO3,可以避免形成酸霧,并能提高吸收效率。2 |硫酸2.濃硫酸與稀硫酸的比較(1)濃硫酸吸水性和脫水性的區(qū)別由此看出:兩者的根本區(qū)別在于物質本身是否存在水分子。(2)濃硫酸的強氧化性a.本質:濃硫酸具有強氧化性,是因為H2SO4分子中硫元素的化合價為+6價,此價態(tài)的S具有很強的得電子能力,表現(xiàn)強氧化性。b.反應規(guī)律.常溫下與活潑金屬反應生成硫酸鹽(鐵、鋁除外)、H2O和SO2,表現(xiàn)強氧化性和酸性,硫酸變稀后,生成的氣體為H2。鐵、鋁與濃硫酸反應形成致密氧化膜而鈍化。.與不活潑金屬和非金屬反應的規(guī)律.反應需要加熱,否則不反應。.還原產(chǎn)物一般是SO2,一般金屬被氧化為高價態(tài)的硫

5、酸鹽,非金屬被氧化為高價態(tài)氧化物或含氧酸。.濃硫酸與金屬反應時,既表現(xiàn)酸性又表現(xiàn)強氧化性,而與非金屬反應時,只表現(xiàn)強氧化性。.隨著反應的進行,濃硫酸濃度變小,一旦變?yōu)橄×蛩?反應就停止。.與具有還原性的化合物反應,如與H2S、HI、HBr、FeCl2等反應。檢驗S的操作方法:待檢液取清液 觀察有無白色沉淀產(chǎn)生(判斷有無S)其中,先加稀鹽酸的目的是防止C、S、Ag+產(chǎn)生干擾,再加BaCl2溶液,若有白色沉淀產(chǎn)生,證明含有S。整個過程中可能發(fā)生反應的離子方程式有C+2H+ CO2+H2O、S+2H+ SO2+H2O、Ag+Cl- AgCl、Ba2+S BaSO4。3 |硫酸根離子的檢驗判斷正誤,正

6、確的畫“”,錯誤的畫“”。1.儲運濃硫酸的槽車一般是鐵質或鋁質的,這是因為在常溫下鋁、鐵遇濃硫酸會發(fā)生鈍化。鈍化現(xiàn)象的發(fā)生說明在常溫下鋁、鐵不會與濃硫酸發(fā)生反應()提示:鈍化是金屬表面被濃硫酸氧化生成致密氧化膜的過程,也就是說金屬與濃硫酸發(fā)生了反應。2.將濃硫酸滴加到膽礬(CuSO45H2O)中,發(fā)現(xiàn)膽礬由藍色變?yōu)榘咨?這體現(xiàn)了濃硫酸的脫水性()提示:由于膽礬(CuSO45H2O)中存在結晶水,所以濃硫酸使膽礬(CuSO45H2O)變成白色粉末體現(xiàn)了濃硫酸的吸水性,而非脫水性。3.在葡萄糖固體中加入濃硫酸可觀察到固體發(fā)黑,產(chǎn)生大量氣泡,形成“黑色面包”。該過程中濃硫酸表現(xiàn)了脫水性和強氧化性()

7、提示:濃硫酸先將葡萄糖炭化,表現(xiàn)了脫水性,隨后由于脫水過程中放熱,濃硫酸就會與生成的碳單質發(fā)生氧化還原反應,生成SO2、CO2和H2O,這時濃硫酸表現(xiàn)了強氧化性。4.硫單質能與鐵單質反應,反應生成硫化亞鐵,該反應為放熱反應()提示:硫單質的氧化性較弱,與鐵反應時生成FeS,該反應是放熱反應。5.SO2的水溶液中存在SO2、H2SO3的原因是SO2與H2O的反應為可逆反應()提示:由于是可逆反應,所以在反應體系中既存在生成物,也存在反應物。6.SO2可使溴水褪色,褪色過程中SO2表現(xiàn)了漂白性()提示:SO2使溴水褪色是因為SO2與Br2發(fā)生了氧化還原反應,使溴單質轉變成無色的Br-,該過程中SO

8、2表現(xiàn)了還原性而非漂白性。7.SO2氣體通入澄清石灰水或BaCl2溶液中均能產(chǎn)生白色沉淀()提示:SO2不能與BaCl2發(fā)生反應,所以SO2通入BaCl2溶液中不會出現(xiàn)沉淀。8.濃硫酸有吸水性,所以濃硫酸可用作干燥劑,如可用于干燥NH3()提示:濃硫酸有吸水性,所以濃硫酸可用作干燥劑,但NH3能與硫酸反應,不能用于NH3的干燥。9.硫在空氣中燃燒生成SO2,若在過量的純氧中燃燒,則生成SO3()提示:硫在純氧中燃燒的產(chǎn)物為SO2。10.SO2具有漂白性,能使品紅溶液褪色,褪色后的溶液加熱后又能恢復紅色()提示:SO2的漂白性具有可逆性,對褪色的品紅溶液進行加熱,能重新釋放出SO2氣體,同時溶液

9、恢復紅色。1|二氧化硫化學性質上的多樣性如果你有機會去認真閱讀一下葡萄酒瓶上的標貼,你會發(fā)現(xiàn)在葡萄酒成分中赫然寫著“二氧化硫”。你肯定會犯嘀咕了:這葡萄酒里怎么還有二氧化硫?這還能喝嗎?原來在葡萄酒釀制的整個過程中,經(jīng)常會適量添加二氧化硫,二氧化硫可以說是葡萄酒的生命共同體。葡萄還沒有運抵酒廠前,對于距離較遠的酒廠,酒農(nóng)通常會噴灑少量的二氧化硫水溶液在葡萄上用來保護葡萄,起到殺菌和防腐的作用。在采摘環(huán)節(jié),為了避免那些已經(jīng)破損的葡萄果實在運輸途中發(fā)酵就會加入二氧化硫。在葡萄酒發(fā)酵過程中加入二氧化硫可抑制一些真菌的生長,也可有效地防止葡萄酒被氧氣氧化而變酸。根據(jù)國家標準,二氧化硫用于葡萄酒的最大使

10、用量為250 mg/L,檢測葡萄酒中二氧化硫的含量是葡萄酒廠和相關食品質檢部門的重要工作。問題1.二氧化硫在葡萄酒釀造過程能夠解決哪些問題?利用了二氧化硫的哪些性質?提示:二氧化硫解決了葡萄酒釀造過程中的兩大問題,一是殺菌,二是防氧化;利用了二氧化硫具有還原性和良好的消毒殺菌作用。2.葡萄酒釀造與儲存過程中,二氧化硫均能起到相應的作用。試簡述二氧化硫在釀造與儲存過程分別起的作用。提示:二氧化硫在葡萄酒的釀造過程中起到了殺菌和防氧化的作用;二氧化硫在儲存過程中主要是利用其強還原性防止葡萄酒被氧化而變酸。3.為檢測葡萄酒中殘留二氧化硫的含量,某種檢測方法用到硫酸溶液、碘水、淀粉溶液等試劑。該方法的

11、反應原理是什么?試分析具體的檢測方法。提示:該方法的反應原理為SO2+I2+2H2O 4H+S+2I-,利用淀粉遇I2變藍這一性質,可以指示滴定反應的終點。具體操作方法:向一定體積的葡萄酒樣品中加入淀粉溶液作指示劑,然后向溶液中滴加一定濃度的碘的標準溶液,根據(jù)消耗I2的物質的量可計算得到SO2的含量。SO2的特殊性質及應用(1)注意SO2的漂白性和還原性的區(qū)別SO2使品紅溶液褪色表現(xiàn)的是SO2的漂白性,加熱后溶液顏色復原;SO2使酸性高錳酸鉀溶液、溴水、氯水、碘水褪色表現(xiàn)的是SO2的還原性,加熱后溶液顏色不復原。(2)將SO2通入氫硫酸、硫化鈉溶液中都會生成黃色沉淀,表現(xiàn)了SO2的氧化性。(3

12、)SO2不能漂白酸堿指示劑,能使紫色石蕊溶液變紅。SO2的鑒別方法(1)利用SO2的物理性質鑒別氣味:用聞氣體氣味的方法進行鑒別,SO2具有刺激性氣味。(2)利用SO2的化學性質鑒別氧化性:與硫化氫氣體混合,有黃色固體生成。還原性:將氣體通入稀氯水(或稀溴水或酸性高錳酸鉀溶液)中,溶液褪色;將氣體通入氯化鐵溶液中,氯化鐵溶液由黃色變成淺綠色,溶液酸性明顯增強。漂白性:將氣體通入品紅溶液中,品紅溶液褪色,加熱后溶液顏色復原。提醒SO2、CO2均能與澄清石灰水反應,當向澄清石灰水中通入少量氣體時兩者均能產(chǎn)生沉淀,而當通入的氣體過量時,生成的沉淀又均能溶解。所以若要鑒別SO2和CO2,不能用澄清石灰

13、水。易錯辨析SO2能使多種典型的有色試劑如酸性KMnO4溶液、溴水、品紅溶液、含有酚酞的NaOH溶液等褪色,但需要明確SO2在相應有色溶液褪色時所表現(xiàn)出來的性質。SO2使酸性KMnO4溶液、溴水褪色表現(xiàn)的是還原性,使品紅溶液褪色表現(xiàn)的是漂白性,使含有酚酞的NaOH溶液褪色表現(xiàn)的是酸性氧化物的通性。1831年,英國人菲利浦(P.Philips)把硫黃裝入內部鑲有鉑催化劑的瓷管里加熱,并通入足量空氣與其反應,再將生成的三氧化硫溶于水制得硫酸。這就是接觸法制硫酸的雛形。后來,人們對這種方法進行了改進,如用釩代替鉑作催化劑、用氧氣代替空氣等,使生產(chǎn)效率得到極大提高?，F(xiàn)代工業(yè)制備硫酸的過程如下圖所示:

14、2|探究不同價態(tài)含硫物質的轉化關系問題1.在上述硫酸工業(yè)制備流程中,涉及硫的哪些價態(tài)物質間的相互轉變?在轉變過程中O2所起的作用是什么?為何最后吸收SO3要用到濃硫酸?提示:硫元素的化合價由FeS2中的-1價(或單質硫中的0價)升高到二氧化硫中的+4價,再由二氧化硫中的+4價升高到三氧化硫中的+6價,最終三氧化硫與水反應得到硫酸,S的化合價未發(fā)生變化。轉變過程中O2作氧化劑。最后用濃硫酸吸收SO3的目的是防止在吸收過程中形成酸霧。2.接觸法制硫酸的三部分裝置中發(fā)生的主要化學反應是什么?廢氣中含有硫的化合物,這種含硫化合物是什么?造成該化合物在廢氣中殘留的原因是什么?提示:接觸法制硫酸的三部分裝

15、置中發(fā)生的主要化學反應分別為4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2(或S+O2 SO2)、2SO2+O2 2SO3、SO3+H2O H2SO4。廢氣中含有SO2,是因為在裝置中發(fā)生的是可逆反應,且SO2不能溶解在濃硫酸中。3.如下圖所示連接儀器,向試管中加入1 mL濃硫酸和一小塊銅片,塞上帶導管的單孔橡膠塞,加熱。推測試管B中的現(xiàn)象。提示:試管B中的品紅溶液逐漸變?yōu)闊o色。4.將0.5 g硫粉和1 g鐵粉均勻混合,放在石棉網(wǎng)上堆成條狀。用灼熱的玻璃棒觸及混合粉末的一端,當混合物一端呈紅熱狀態(tài)時,移開玻璃棒。預測你能看到什么現(xiàn)象?最終生成的固體物質可能是什么?提示:混合粉末繼續(xù)反應,從一端開始逐漸變紅熱,冷卻后有黑色固體生成;最終生成的黑色固體可能是FeS。利用“價類二維圖”構建含硫物質的轉化關系(1)SO2、SO3是酸性氧化物,H2SO3、