高中化學同步講義（必修二）第01講 5.1硫和二氧化硫（學生版）

第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第一節(jié)硫及其化合物第1課時硫和二氧化硫1．結(jié)合真實情境中的應(yīng)用實例了解硫的主要性質(zhì)。2．通過實驗探究，了解二氧化硫的主要性質(zhì)。3．認識二氧化硫在生產(chǎn)中的應(yīng)用和對生態(tài)環(huán)境的影響。一、硫1．硫元素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)硫元素位置原子結(jié)構(gòu)示意圖非金屬性主要化合價第_____周期、第_____族比氯、氧_____2．硫的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)硫(俗稱_______)是一種_______晶體，質(zhì)脆，易研成粉末。硫_____溶于水，_____溶于酒精，_____溶于二硫化碳(CS2)。(2)化學性質(zhì)硫的化學性質(zhì)比較活潑，處于中間價態(tài)的S能發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)。①與非金屬反應(yīng)：和O2反應(yīng)：_____________________表現(xiàn)為_______性與H2反應(yīng)：_____________________表現(xiàn)為_______性②與金屬反應(yīng)：與Fe反應(yīng)：_____________________表現(xiàn)為_______性與Cu反應(yīng)：_____________________表現(xiàn)為_______性與汞反應(yīng)：_____________________應(yīng)用：去除灑落的汞③與NaOH溶液反應(yīng)：___________________________________應(yīng)用：清洗試管壁殘留的硫二、二氧化硫1．物理性質(zhì)二氧化硫是一種_____色、有_______氣味的有______氣體，密度比空氣的_____，_____溶于水，通常情況下，1體積的水可以溶解約_____體積的二氧化硫。2．實驗探究二氧化硫的性質(zhì)實驗操作(1)(2)用pH試紙測溶液酸堿度。實驗現(xiàn)象(1)試管中______________(2)pH試紙呈_______加入品紅溶液的試管振蕩后，_____________，再加熱溶液____________結(jié)論SO2_________，且溶液呈____性3．二氧化硫的化學性質(zhì)(1)酸性氧化物的通性①與水反應(yīng)：____________________________，H2SO3是中強酸，水溶液能使紫色石蕊試液變紅色，可逆反應(yīng)是在_______條件下，既能向_______方向進行，同時又能向_______方向進行的反應(yīng)。在書寫化學方程式時，可逆反應(yīng)用符號“_______”表示。②二氧化硫能與堿、堿性氧化物等反應(yīng)。與NaOH溶液反應(yīng)：____________________________應(yīng)用：用NaOH溶液吸收SO2氣體與澄清石灰水反應(yīng)：____________________________與CaO反應(yīng)：____________________________Na2SO3溶液中通入SO2氣體：____________________________(2)氧化性與H2S反應(yīng)：____________________________(3)還原性催化氧化：____________________________（_______反應(yīng)）SO3也是酸性氧化物，與水反應(yīng)生成硫酸：____________________________應(yīng)用：工業(yè)上制取硫酸(4)SO2的特性——漂白性①原理：它能與某些有色物質(zhì)生成_______的無色物質(zhì)。這些無色物質(zhì)容易_______而使有色物質(zhì)恢復(fù)原來的顏色。②SO2漂白性的特點：a．SO2的漂白作用具有選擇性和不穩(wěn)定性等特點，可漂白品紅溶液，但不能漂白石蕊等指示劑。b．漂白是使有機色素褪色，無機物褪色不能稱為漂白，如二氧化硫使酸性高錳酸鉀溶液褪色不是漂白。4．SO2的用途(1)漂白紙漿、毛、絲等。(2)用于殺菌消毒，還是一種食品添加劑。?問題一從化合價角度認識硫的性質(zhì)【典例1】下列化合物能用相應(yīng)的單質(zhì)直接化合制得的是______(填序號)。①CuS②FeS③SO2④SO3⑤FeCl2⑥CuCl2⑦Cu2S【歸納小結(jié)】(1)從物質(zhì)類別和元素化合價角度理解硫的化學性質(zhì)：H2eq\o(S,\s\up6(－2))、Na2eq\o(S,\s\up6(－2))、Feeq\o(S,\s\up6(－2))eq\o(,\s\up7(被還原),\s\do5())eq\o(S,\s\up6(0))eq\o(→,\s\up7(被氧化))eq\o(S,\s\up6(＋4))O2、eq\o(S,\s\up6(＋4))Oeq\o\al(2－,3)、eq\o(S,\s\up6(＋6))Oeq\o\al(2－,4)(2)硫在一定條件下與大多數(shù)金屬反應(yīng)生成相應(yīng)的金屬硫化物，與變價金屬反應(yīng)生成其低價金屬硫化物。(3)硫與氧氣反應(yīng)，不論氧氣是否足量、濃度如何，其一步反應(yīng)都只能生成SO2，不能生成SO3。【變式練1-1】下列說法中不正確的是()A．常溫常壓下硫單質(zhì)是一種黃色的不溶于水的晶體B．硫元素在自然界中既有化合態(tài)存在又有游離態(tài)存在C．硫跟鐵反應(yīng)生成硫化亞鐵D．硫在過量的氧氣中的燃燒產(chǎn)物是三氧化硫【變式練1-2】硫的氧化性不如氧氣強，下列敘述不能說明這一事實的是()A．S＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))SO2，O2是氧化劑、S是還原劑B．S是淡黃色固體，O2是無色氣體C．氫硫酸放置在空氣中易變渾濁(2H2S＋O2=2S↓＋2H2O)D．S和Cu反應(yīng)只能生成Cu2S(硫化亞銅)，而O2與Cu反應(yīng)生成CuO?問題二從物質(zhì)類別和化合價角度認識SO2的性質(zhì)【典例2】某同學從物質(zhì)類別、元素價態(tài)的角度，預(yù)測并驗證SO2的部分化學性質(zhì)。(1)從物質(zhì)類別的角度分析，二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸?。①預(yù)測SO2可以和強堿反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為_______________________________。②預(yù)測SO2可以和水反應(yīng)，反應(yīng)的化學方程式為SO2＋H2OH2SO3，請設(shè)計實驗驗證SO2能和水發(fā)生反應(yīng)：__________________________________________________。(2)從硫元素的價態(tài)角度分析，SO2既有氧化性又有還原性。①將SO2通入酸性高錳酸鉀溶液中，溶液紫色褪去體現(xiàn)了SO2的__________性。②SO2能與H2S反應(yīng)，生成硫單質(zhì)和水，反應(yīng)的化學方程式為_________________________?！練w納小結(jié)】SO2、H2SO3、SOeq\o\al(2－,3)具有強還原性，在溶液中能被氧化性物質(zhì)（如Cl2、Br2、I2、O2、H2O2、Fe3+、酸性KMnO4、硝酸等）反應(yīng)，產(chǎn)物是SOeq\o\al(2－,4)。SO2與氯水反應(yīng)：SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HClSO2與H2O2反應(yīng)：SO2+H2O2=H2SO4H2SO3被氧氣氧化：2H2SO3+O2=2H2SO4Na2SO3被氧氣氧化：2Na2SO3+O2=2Na2SO4SO2與Fe3+反應(yīng)：SO2+2Fe3++2H2O=SOeq\o\al(2－,4)+2Fe2++4H+SOeq\o\al(2－,3)與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)：5SO32-+2MnOeq\o\al(－,4)+6H+=5SOeq\o\al(2－,4)+2Mn2++3H2O【變式練2-1】下列關(guān)于SO2和SO3的敘述正確的是()A．通常條件下，SO2是無色、無味的氣體，易溶于水B．都是酸性氧化物，其水溶液都是強酸C．都可使品紅溶液褪色，加熱時紅色又能再現(xiàn)D．都能跟堿液反應(yīng)【變式練2-2】將SO2分別通入下列五種溶液中：回答下列問題：(1)試管①中的實驗現(xiàn)象：酸性KMnO4溶液__________，證明SO2具有________性。(2)試管②中的實驗現(xiàn)象：溶液________，證明SO2具有________性。(3)試管③中的實驗現(xiàn)象：溶液__________，證明SO2能中和NaOH，寫出該反應(yīng)的離子方程式：_____________________________________。(4)試管④中能產(chǎn)生______沉淀，該沉淀是__________。(5)試管⑤中能產(chǎn)生白色沉淀，該沉淀是__________。?問題三SO2和CO2性質(zhì)比較【典例3】下圖是檢驗?zāi)碂o色氣體A是SO2和CO2的混合氣體的裝置圖，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(yīng)觀察到的現(xiàn)象是_____________________________________________。【歸納小結(jié)】SO2和CO2的鑒別方法試劑操作現(xiàn)象與結(jié)論品紅溶液將氣體分別通入檢驗試劑中溶液褪色的是SO2，不褪色的是CO2酸性KMnO4溶液溴水(或氯水)氫硫酸產(chǎn)生黃色渾濁的是SO2，無變化的是CO2【變式練3-1】下列幾種溶液既能鑒別CO2和SO2，又能除去CO2中的SO2的是()A．NaOH溶液 B．酸性KMnO4C．飽和NaHCO3溶液 D．澄清石灰水【變式練3-2】檢驗SO2氣體中是否混有CO2氣體，可采用的方法是()A．通過品紅溶液B．通過澄清石灰水C．先通過足量的NaOH溶液，再通過澄清石灰水D．先通過酸性KMnO4溶液，再通過澄清石灰水?問題四SO2的特性——漂白性【典例4】下列變化可以說明SO2具有漂白性的是()A．SO2通入溴水中，溴水褪色B．SO2通入酸性高錳酸鉀溶液中，溶液的紫紅色褪去C．SO2通入品紅溶液中，溶液的紅色褪去D．SO2通入滴有酚酞的氫氧化鈉溶液中，溶液的紅色褪去【歸納小結(jié)】比較三類常見的漂白劑類型舉例原理特點氧化型HClO、NaClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2、O3等將有機色質(zhì)內(nèi)部“生色團”破壞掉不可逆、持久加合型SO2與有機色質(zhì)內(nèi)部“生色團”“化合”成無色物質(zhì)可逆、不持久吸附型活性炭將有色物質(zhì)(色素)吸附而褪色物理變化【變式練4-1】大約4000年前，埃及人已經(jīng)用硫燃燒所生成的二氧化硫漂白布匹。在著名詩人荷馬的著作里講到硫燃燒的產(chǎn)物有消毒和漂白作用。下列物質(zhì)都具有漂白性：①潮濕的氯氣、②二氧化硫、③活性炭、④過氧化鈉，其漂白原理相同的是()A．①③B．②③C．①④D．②④【基礎(chǔ)強化】1．東漢魏伯陽在《周易參同契》中對汞有如下描述：“得火則飛，不見埃塵。鬼隱龍匿，莫知所存。將欲制之，黃芽為根?！边@里的“黃芽”是指()A．硫B．銅C．鐵D．金2．下列關(guān)于單質(zhì)硫的敘述：①通常狀況下為黃色晶體；②不溶于水、易溶于酒精和CS2；③氧化性比氯氣弱；④只能被還原不能被氧化；⑤醫(yī)藥上用來制作硫黃軟膏，治療某些皮膚病；⑥硫有許多同素異形體，如正交硫和斜方硫。其中正確的是()A．①②③⑤B．②③⑤⑥C．③④⑤⑥D(zhuǎn)．①③⑤⑥3．下列敘述不正確的是()A．試管內(nèi)壁附著的硫可用二硫化碳溶解除去B．硫微溶于酒精C．大量燃燒化石燃料是空氣中二氧化硫含量升高的原因之一D．硫與氧氣反應(yīng)時表現(xiàn)出氧化性4．常溫下單質(zhì)硫主要以S8形式存在。加熱時，S8會轉(zhuǎn)化為S6、S4、S2等。當溫度達到750℃時，硫蒸氣主要以S2形式存在(占92%)。下列說法正確的是()A．S8轉(zhuǎn)化為S6、S4、S2屬于物理變化B．不論哪種硫分子，完全燃燒時都生成二氧化硫C．S2、S4、S6、S8都是硫元素形成的單質(zhì)，為同種物質(zhì)D．把硫單質(zhì)在空氣中加熱到750℃即得S25．將SO2氣體通入BaCl2溶液，無明顯現(xiàn)象，然后再通入X氣體或加入X溶液，有白色沉淀生成，X不可能是()A．Cl2B．CO2C．H2O2D．NaOH6．SO2有毒，但葡萄酒中都含有一定量的SO2，起到殺菌和抗氧化的作用。下列說法錯誤的是()A．葡萄酒中的SO2對人體無害，是因為它的含量很少B．葡萄酒中的SO2具有抗氧化作用，是因為它具有較強的還原性C．從紅葡萄酒的顏色判斷，其中含有的SO2沒有漂白性D．將葡萄酒倒入酒杯中搖一搖，可以減少其中SO2的含量7．如圖裝置可用于收集SO2并驗證其某些化學性質(zhì)，下列說法正確的是()選項試劑現(xiàn)象結(jié)論A酸性KMnO4溶液溶液褪色SO2有氧化性B品紅溶液溶液褪色SO2有漂白性CNaOH溶液無明顯現(xiàn)象SO2與NaOH溶液不反應(yīng)D紫色石蕊溶液溶液變紅色后不褪色SO2有酸性，沒有漂白性8．下列離子方程式正確的是()A．向NaOH溶液中通入少量SO2：SO2＋OH－=HSOeq\o\al(－,3)B．向氯水中通入少量SO2：Cl2＋SO2＋2H2O=4H＋＋2Cl－＋SOeq\o\al(2－,4)C．將SO2通入飽和NaHCO3溶液中：2H＋＋COeq\o\al(2－,3)=H2O＋CO2↑D．將SO2通入BaCl2溶液中：SO2＋H2O＋Ba2＋=BaSO3↓＋2H＋9．在探究SO2水溶液成分和性質(zhì)的實驗中，下列根據(jù)實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論正確的是()A．向SO2水溶液中加入少量NaHCO3粉末，有氣泡產(chǎn)生，說明SO2水溶液呈酸性B．向SO2水溶液中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，說明SO2水溶液中含有SOeq\o\al(2－,4)C．向SO2水溶液中通入H2S氣體，有淡黃色沉淀產(chǎn)生，說明SO2具有還原性D．向酸性KMnO4溶液中滴加SO2水溶液，溶液褪色，說明SO2具有漂白性10．實驗室洗滌試管壁上附著的硫單質(zhì)，常用兩種方法。(1)物理方法：用CS2洗滌，利用單質(zhì)硫的性質(zhì)為____________________。(2)化學方法：用熱的NaOH溶液洗滌，該反應(yīng)原理為3S＋6NaOHeq\o(=,\s\up7(△))2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，在該反應(yīng)中，硫單質(zhì)表現(xiàn)__________性和________性，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為____________，寫出上述反應(yīng)的離子方程式：__________________________________。(3)向上述反應(yīng)的溶液中再加入適量的稀H2SO4，會產(chǎn)生淡黃色沉淀，寫出該反應(yīng)的離子方程式：__________________________________。(4)由第(2)(3)問我們可看出S2－與SOeq\o\al(2－,3)在______性條件下可共存，在______性條件下可反應(yīng)，不能共存?！灸芰μ嵘?．A是中學化學中常見的單質(zhì)，B、C為化合物。它們有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分產(chǎn)物及反應(yīng)條件省略)。下列判斷正確的是()A．A、B、C含有一種相同的元素B．A可能是金屬，也可能是非金屬C．A對應(yīng)氧化物的水化物為強酸D．反應(yīng)①②互為可逆反應(yīng)2．某興趣小組探究SO2氣體還原Fe3＋，他們使用的藥品和裝置如圖所示，下列說法不合理的是()A．為了驗證A中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，加入酸性KMnO4溶液，紫紅色褪去B．為了驗證A中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，加入用稀鹽酸酸化的BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀C．能表明I－的還原性弱于SO2的現(xiàn)象是B中藍色溶液褪色D．裝置C的作用是吸收SO2尾氣，防止污染空氣3．“以廢治廢”是治理污染的新思路。用工業(yè)廢堿渣(主要成分為Na2CO3)吸收煙氣中的SO2，得到亞硫酸鈉(Na2SO3)粗品。其流程如圖，下列說法錯誤的是()A．步驟①④中都要用到玻璃棒B．步驟②中SO2既體現(xiàn)還原性又體現(xiàn)酸性氧化物的性質(zhì)C．步驟③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為HSOeq\o\al(－,3)＋OH－=SOeq\o\al(2－,3)＋H2OD．亞硫酸鈉粗品中可能含有Na2SO44．如圖所示是一系列含硫化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系(反應(yīng)中生成的水已略去)，其中說法正確的是()A．反應(yīng)①說明SO2具有漂白性，反應(yīng)②說明SO2為酸性氧化物B．反應(yīng)②中生成物n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)＝1∶1時，反應(yīng)物n(SO2)∶n(NaOH)＝1∶2C．反應(yīng)③④⑤均屬于氧化還原反應(yīng)D．實驗室中可利用反應(yīng)②吸收SO25．SO2是國內(nèi)外允許使用的一種食品添加劑，在食品工業(yè)中發(fā)揮著防腐、漂白和抗氧化的作用。某研究小組用如圖裝置對市售黃花菜中的SO2進行測定。其中，溶液X為黃花菜進行充分浸泡后所得淺黃色浸泡液，Y為加入的試劑(Y的濃度及體積均未標出)。查閱資料發(fā)現(xiàn)，在水溶液中正四價硫元素主要以SOeq\o\al(2－,3)形式存在，且SO2與SOeq\o\al(2－,3)化