新蘇教版高中化學必修1學案 5：4.1.1 二氧化硫的性質(zhì)和應用

新蘇教版高中化學必修1PAGEPAGE1第一單元含硫化合物的性質(zhì)第1課時二氧化硫的性質(zhì)和應用【學習目標】1．能從物質(zhì)類別和元素化合價的角度，預測硫、二氧化硫的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的化學學科核心素養(yǎng)。2．能根據(jù)二氧化硫的性質(zhì)，設計簡單實驗方案，完成操作，觀察現(xiàn)象，并對實驗現(xiàn)象作出解釋，培養(yǎng)科學探究與創(chuàng)新意識的化學學科核心素養(yǎng)。3．了解二氧化硫作為食品添加劑的合理使用要求，培養(yǎng)科學態(tài)度與社會責任的化學學科核心素養(yǎng)?！局R梳理】一、硫1．硫元素在自然界中的存在形式在自然界中有態(tài)和態(tài)兩種存在形式，其中態(tài)的硫主要存在于硫化物和硫酸鹽中，火山噴出物中還含有硫的氫化物及氧化物等?；剂鲜?、煤中也存在硫元素，化石燃料燃燒能放出少量的二氧化硫氣體。2．硫單質(zhì)(俗稱硫黃)的物理性質(zhì)顏色狀態(tài)硬度密度溶解性色或色固體質(zhì)脆，易研成粉末比水溶于水，微溶于酒精，溶于CS23．硫單質(zhì)的化學性質(zhì)(1)硫的還原性硫與O2的反應：現(xiàn)象：硫在空氣中燃燒發(fā)出火焰，在純氧中燃燒發(fā)出明亮的色火焰，產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體。反應的化學方程式：。(2)硫的氧化性與H2反應：。與Na反應：。與Fe反應：。與Cu反應：。與Al反應：。(3)硫和強堿(如NaOH)溶液反應。[名師點撥](1)硫在空氣中燃燒只能生成SO2，不能生成SO3。(2)硫單質(zhì)的氧化性較弱，與變價金屬反應時，一般只能生成低價態(tài)金屬硫化物。對點練習：1．不能由兩種單質(zhì)直接化合而成的是()A．FeCl3B．Na2SC．Cu2SD．SO32．下列說法正確的是()A．硫是一種難溶于水的黃色晶體B．硫與金屬反應時作氧化劑，與非金屬反應時作還原劑C．硫與鐵反應時生成硫化鐵D．硫元素在自然界中僅以化合態(tài)存在3．洗滌試管內(nèi)壁上附著的硫黃，可選用的方法是()A．用CS2洗滌B．通入H2加熱C．加熱試管使硫熔化D．用酒精洗滌4．下列說法不正確的是()A．在自然界中有游離態(tài)的硫存在B．試管內(nèi)壁上的硫粉可以用熱的堿液除去C．硫與金屬反應，生成金屬的低價態(tài)化合物D．硫的氧化性比氯氣的強二、二氧化硫的性質(zhì)及用途實驗操作實驗現(xiàn)象試管中液面上升pH試紙變紅滴入BaCl2溶液，無明顯現(xiàn)象，然后滴入H2O2，出現(xiàn)白色沉淀振蕩后溶液紅色褪去，再加熱溶液恢復紅色結論[問題探討]1．分別將SO2及Cl2通入品紅溶液中并加熱，現(xiàn)象有何不同？若分別通入紫色石蕊試液中呢？2．將等物質(zhì)的量的SO2和Cl2同時通入同一品紅溶液中，有何現(xiàn)象？請解釋原因。3．已知：CO2與NaOH溶液反應。CO2少量時主要生成碳酸鹽，CO2足量時生成碳酸氫鹽。寫出SO2與NaOH溶液、氨水、澄清石灰水反應的化學方程式和離子方程式。4．SO2有毒，食品能否用SO2漂白？核心歸納：1．SO2的性質(zhì)與用途(1)物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味密度溶解性無色氣體刺激性氣味比空氣大易溶于水(1∶40)(2)化學性質(zhì)(3)用途制硫酸、作漂白劑(漂白紙漿、毛、絲等)、殺菌消毒、作食品添加劑。2．亞硫酸的性質(zhì)(1)不穩(wěn)定性：H2SO3SO2↑＋H2O；(2)弱酸性：H2SO3H＋＋HSOeq\o\al(－,3)，HSOeq\o\al(－,3)H＋＋SOeq\o\al(2－,3)；(3)還原性：2H2SO3＋O2=2H2SO4，H2SO3＋H2O2=H2SO4＋H2O。[名師點撥]常見的能用于漂白的物質(zhì)的比較類型化合型氧化型吸附型物質(zhì)SO2Cl2、HClO、次氯酸鹽、H2O2、Na2O2、O3活性炭漂白原理與有色物質(zhì)化合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)將有色物質(zhì)氧化為無色物質(zhì)吸附有色物質(zhì)變化類型化學變化化學變化物理變化漂白特點可逆，非氧化還原漂白，加熱或久置后恢復原來顏色不可逆，氧化還原漂白，加熱或久置后不恢復原來顏色物理漂白，不可逆漂白對象具有選擇性，如品紅、棉、麻、草等，不能漂白指示劑可以漂白所有有機色質(zhì)和指示劑一般用于溶液漂白對點練習：1．下列說法錯誤的是()A．二氧化硫能漂白某些物質(zhì)，說明它具有氧化性B．二氧化硫的水溶液能使紫色石蕊溶液變紅，但不能使之褪色C．將足量二氧化硫通入酸性高錳酸鉀溶液中，溶液褪色，說明二氧化硫具有還原性D．二氧化硫漂白過的草帽過一段時間后又會恢復到原來的顏色2．下列物質(zhì)都可用于漂白，但漂白原理與其他三種物質(zhì)不相同的是()A．ClO2 B．SO2C．H2O2 D．NaClO3．下列物質(zhì)能與SO2氣體反應，但無沉淀產(chǎn)生的是()①溴水②Ba(OH)2溶液③石灰水④Na2CO3溶液⑤H2SO4⑥Na2SO4⑦Na2SO3A．只有① B．①④⑤C．④⑥⑦ D．①④⑦4．下圖是實驗室制取SO2并驗證SO2某些性質(zhì)的裝置圖。試回答：(1)①中的實驗現(xiàn)象為________________，此實驗證明SO2是________氧化物。(2)②中的品紅溶液將__________，證明SO2有__________性。(3)③中的實驗現(xiàn)象為__________________，發(fā)生反應的化學方程式是________________________，證明SO2有__________性。(4)④的作用是__________________________________。三、SO2和CO2的性質(zhì)比較與鑒別濃硫酸和木炭在加熱時發(fā)生反應的化學方程式是2H2SO4(濃)＋Ceq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2H2O＋2SO2↑。用如圖所示各裝置設計一個實驗，驗證濃硫酸與木炭在加熱條件下反應產(chǎn)生的各種產(chǎn)物。[問題探討]1．裝置②中要檢驗產(chǎn)物中有水蒸氣，則放入的藥品是_______________；裝置③中要檢驗產(chǎn)物中有二氧化碳氣體，則放入的藥品是____________。實驗時可觀察到裝置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，A瓶溶液的作用是__________________________，B瓶溶液的作用是_______________________________________________________C瓶溶液的作用是______________________________________________________。2．若按上述所裝試劑，裝置連接順序更改為下表3種情況，試分析檢出物質(zhì)：序號裝置連接順序能檢出的物質(zhì)不能檢出的物質(zhì)a④①②③b④②③①c④①③②核心歸納：1．SO2和CO2性質(zhì)的比較2．SO2和CO2的鑒別方法試劑現(xiàn)象及結論品紅溶液使品紅溶液褪色的是SO2，不能使品紅溶液褪色的是CO2氫硫酸出現(xiàn)渾濁的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2酸性高錳酸鉀溶液使紫色褪去的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2溴水使橙色褪去的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2碘水(含淀粉)使藍色褪去的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2硝酸酸化的BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2FeCl3溶液使溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2[注意]檢驗SO2中的CO2的方法：必須先檢驗SO2，并除去，再檢驗CO2。[名師點撥]檢驗CO2、SO2同時存在的實驗設計流程流程設計檢驗SO2?除去SO2?eq\a\vs4\al(檢驗SO2,是否除盡)?檢驗CO2選用試劑品紅溶液酸性KMnO4溶液品紅溶液澄清石灰水實驗現(xiàn)象褪色褪色不褪色變渾濁對點練習：1．下列說法不正確的是()A．SO2和CO2均有毒B.SO2和CO2均能和澄清石灰水反應，并有白色沉淀生成C．SO2具有漂白性，但遇石蕊溶液卻不能將之漂白D．SO2和Cl2均能使品紅溶液褪色2．檢驗SO2中是否混有CO2氣體，可采用的方法是()A．通過品紅溶液B．先通過足量NaOH溶液，再通入澄清石灰水C．通過澄清石灰水D．先通過酸性KMnO4溶液，再通過澄清石灰水3．下列物質(zhì)：①澄清石灰水②氯化鋇溶液③酸性KMnO4溶液④溴水⑤酸化的Ba(NO3)2溶液⑥品紅溶液⑦濕潤的藍色石蕊試紙⑧三氯化鐵溶液⑨濃硫酸，不能用來區(qū)別SO2和CO2氣體的是()A．①②⑦⑨ B．①③⑧C．①④⑤ D．③④⑤⑥4.如圖是檢驗某混合氣體A(SO2和CO2)的裝置圖，按要求回答下列問題：(1)B中加入的試劑是__________，作用是_____________________。(2)C中加入的試劑是__________，作用是_____________________。(3)D中加入的試劑是__________，作用是___________________________________。(4)實驗時，C中應觀察到的現(xiàn)象是_____________________________________________。【課堂鞏固】1．下列關于SO2性質(zhì)的說法正確的是()A．氯水中通入一定量SO2氣體可增強氯水的漂白性B．紫色石蕊試液中通入SO2，溶液先變紅后褪色C．SO2既可被氧化也可被還原D．含有酚酞的NaOH溶液中通入SO2氣體，溶液變?yōu)闊o色，說明SO2具有漂白性2．下列有關CO2和SO2的說法，正確的是()A．大量排放都能形成酸雨B．都具有刺激性氣味C．都能使澄清石灰水變渾濁D．都能使品紅溶液褪色3．下列關于SO2的說法中，正確的是()A．SO2能使FeCl3、酸性KMnO4溶液變色或褪色B．可以用澄清石灰水來鑒別SO2與CO2C．硫粉在過量的純氧中燃燒可以生成SO3D．少量SO2通入濃的CaCl2溶液中可以生成白色沉淀4．某同學設計了如下裝置用于制取SO2和驗證SO2的性質(zhì)。試回答以下問題：(1)裝置A中用于添加濃硫酸的儀器名稱為________，其中反應的化學方程式為________________________。(2)導管①的作用是______________________________。(3)裝置B中可觀察到的現(xiàn)象是________________，體現(xiàn)出SO2的________性。(4)裝置D中溴水褪色，體現(xiàn)出SO2的____________性。(5)E裝置的作用是________________________，發(fā)生反應的離子方程式為______________________________?！緟⒖即鸢浮俊局R梳理】一、硫1．游離化合化合2．黃淡黃大難易3．(1)淡藍色藍紫色SO2S＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))SO2(2)S＋H2eq\o(=,\s\up7(△))H2S2Na＋Seq\o(=,\s\up7(△))Na2SS＋Feeq\o(=,\s\up7(△))FeS2Cu＋Seq\o(=,\s\up7(△))Cu2S3S＋2Aleq\o(=,\s\up7(△))Al2S3(3)3S＋6NaOHeq\o(=,\s\up7(△))2Na2S＋Na2SO3＋3H2O對點練習：1．解析：選DS與O2反應生成SO2，SO3不能由單質(zhì)直接化合而成。2．解析：選A硫與H2反應時作氧化劑；硫與鐵反應生成硫化亞鐵；硫元素在自然界中既有化合態(tài)又有游離態(tài)。3．解析：選A硫黃易溶于CS2，故可用CS2洗滌試管內(nèi)壁上附著的硫黃。4．解析：選D游離態(tài)的硫存在于火山噴口附近或地殼的巖層里，A正確；S可以與熱的堿液反應，B正確；硫的氧化性較弱，與變價金屬反應時，只能生成低價態(tài)金屬硫化物，如S與Fe、Cu反應，生成FeS、Cu2S；氯氣的氧化性較強，Cl2與Fe、Cu反應生成高價態(tài)金屬化合物FeCl3、CuCl2，C正確，D錯誤。二、二氧化硫的性質(zhì)及用途SO2易溶于水SO2水溶液顯酸性SO2被H2O2氧化成SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，遇到Ba2＋，生成BaSO4沉淀SO2具有漂白性，但生成的無色物質(zhì)不穩(wěn)定[問題探討]1．2．提示：等物質(zhì)的量的SO2和Cl2同時通入同一品紅溶液中，發(fā)生反應：SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl，SO2失去漂白能力，品紅溶液不褪色。3．提示：SO2與CO2相似，都是酸性氧化物，與NaOH溶液、氨水、澄清石灰水的反應也相似。物質(zhì)化學方程式離子方程式NaOH溶液SO2(少量)＋2NaOH=Na2SO3＋H2OSO2(少量)＋2OH－=SOeq\o\al(2－,3)＋H2OSO2(足量)＋NaOH=NaHSO3SO2(足量)＋OH－=HSOeq\o\al(－,3)氨水SO2(少量)＋2NH3·H2O=(NH4)2SO3＋H2OSO2(少量)＋2NH3·H2O=2NHeq\o\al(＋,4)＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2OSO2(足量)＋NH3·H2O=NH4HSO3SO2(足量)＋NH3·H2O=NHeq\o\al(＋,4)＋HSOeq\o\al(－,3)澄清石灰水SO2(少量)＋Ca(OH)2=CaSO3↓＋H2OSO2(少量)＋Ca2＋＋2OH－=CaSO3↓＋H2O2SO2(足量)＋Ca(OH)2=Ca(HSO3)2SO2(足量)＋OH－=HSOeq\o\al(－,3)4．提示：能。食品中添加適量的SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用。如制備食糖時用SO2對糖汁進行熏制，可使其脫色；葡萄汁中添加適量的SO2可以起到殺菌的作用，同時能防止葡萄汁中的一些成分被氧化，起到保質(zhì)作用，并有助于保持葡萄酒的天然香味。對點練習：1．解析：選ASO2的漂白作用不同于HClO，不是利用其強氧化性，而是利用其能與有色物質(zhì)化合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，A錯誤，D正確；二氧化硫的水溶液顯酸性，但二氧化硫不具有漂白石蕊溶液的能力，B正確；SO2具有還原性，能被酸性KMnO4溶液氧化，C正確。2．解析：選BClO2、H2O2、NaClO均具有氧化性，具有漂白性，漂白的原理是與有色物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應，是永久性的和不可逆的過程；SO2具有漂白性，漂白原理是與有色物質(zhì)結合成一種不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，加熱顏色又恢復原色，因此SO2的漂白是可逆的、非氧化還原反應的、暫時性的過程。3．解析：選D①溴水與SO2的反應為Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr；②Ba(OH)2溶液與SO2的反應為Ba(OH)2＋SO2=BaSO3↓＋H2O，生成沉淀；③石灰水與SO2的反應為Ca(OH)2＋SO2=CaSO3↓＋H2O，生成沉淀；④Na2CO3溶液與SO2的反應為Na2CO3＋SO2=Na2SO3＋CO2；⑤H2SO4、⑥Na2SO4與SO2不反應；⑦Na2SO3與SO2的反應為Na2SO3＋SO2＋H2O=2NaHSO3，所以符合要求的是①④⑦。4．答案：(1)石蕊試液變紅酸性(2)褪色漂白(3)溶液褪色I2＋SO2＋2H2O=2HI＋H2SO4還原(4)處理尾氣SO2三、SO2和CO2的性質(zhì)比較與鑒別[問題探討]1．提示：無水硫酸銅粉末澄清石灰水檢驗二氧化硫的存在除去氣體中的SO2證明SO2氣體已完全除盡2．提示：序號裝置連接順序能檢出的物質(zhì)不能檢出的物質(zhì)a④①②③SO2、CO2H2Ob④②③①H2OSO2、CO2c④①③②SO2、CO2H2O對點練習：1．解析：選AA項中CO2無毒，故A錯誤。2．解析：選DA選項檢驗的是SO2；B選項先通過足量NaOH溶液，SO2、CO2都會被吸收，再通入澄清石灰水不會產(chǎn)生白色沉淀；C選項SO2、CO2都會與澄清石灰水反應產(chǎn)生白色沉淀；只有D選項，酸性KMnO4溶液將SO2完全吸收，通過澄清石灰水，若有白色沉淀生成則一定有CO2，若無沉淀生成則無CO2，故正確答案為D。3．解析：選A①SO2和CO2氣體都會使澄清石灰水變渾濁；②SO2和CO2氣體都不與氯化鋇反應；③SO2氣體可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色，而CO2不可以；④SO2氣體可以使溴水褪色，而CO2不可以；⑤SO2氣體可與酸化的Ba(NO3)2溶液反應生成硫酸鋇白色沉淀，而CO2不可以；⑥SO2可以使品紅溶液褪色，而CO2不可以；⑦SO2和CO2氣體都會使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙變紅；⑧SO2氣體可以將氯化鐵溶液中的Fe3＋還原為Fe2＋，溶液顏色由棕黃色變?yōu)闇\綠色，而CO2不可以；⑨SO2和CO2氣體都不與濃硫酸反應。綜上所述，①②⑦⑨符合題意。4.解析：一定要理解題意是檢驗氣體成分，檢驗SO2用品紅溶液，吸收SO2用酸性KMnO4溶液，檢驗CO2用澄清石灰水；在檢驗CO2之前，必須除盡SO2，因為SO2也能使澄清石灰水變渾濁。C裝置的作用是除去SO2并檢驗SO2是否除盡，所以酸性高錳酸鉀溶液顏色變淺，但不能褪成無色，若褪成無色則不能證明SO2已除盡。答案：(1)品紅溶液檢驗SO2(2)酸性KMnO4溶液除去SO2并檢驗SO2是否除盡(3)澄清石灰水檢驗CO2(4)酸性KMnO4溶液的顏色變淺但不褪成無色(或不褪色)【課堂鞏固】1．解析：選C二氧化硫具有還原性，氯水中通入一定量二氧化硫氣體時，發(fā)生反應：SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl，減弱了氯水的漂白性，故A項錯誤；二氧化硫溶于水，和水反應生成亞硫酸，溶液顯酸性，因此可使紫色石蕊試液變紅，但不能使之褪色，故B項錯誤；二氧化硫中硫元素顯＋4價，是硫元素的中間價態(tài)，所以SO2既有氧化性又有還原性，如SO2＋2H2O＋Cl2=H2SO4＋2HCl中，S元素的化合價由＋4升高到＋6，二氧化硫被氧化，表現(xiàn)還原性；SO2＋2H2S=2H2O＋3S中，二氧化硫中S元素的化合價由＋4降為0，二氧化硫被還原，表現(xiàn)氧化性，故C項正確；含酚酞的NaOH溶液