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文档简介
成才之路·
化学路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·
必修1第四章非金属及其化合物第四章第三节 硫和氮的氧化物第1课时二氧化硫与三氧化硫第四章1
新情境•激趣入题新知识•预习探究23
新思维•名师讲堂新考题•随堂自测4新提升•达标作业5新视点•专家博客6新情境•激趣入题火山喷发的景象火山喷发时熔岩喷涌、浓烟滚滚,不仅释放出巨大的能量,而且产生许多含有硫元素的气体,在火山口还有硫单质生成。这是硫单质及含硫化合物的来源之一。除此之外,自然界里还有哪些含硫化合物?它们在自然界中是怎样产生和存在的?人们是怎样把它们转化成人类生产和生活所需要的物质的?在使用硫及其化合物的过程中,人们遇到了哪些问题?这些问题是如何解决的?新知识•预习探究了解硫在自然界的存在形态,单质的性质和用途。掌握SO2的化学性质及用途。了解SO3的主要性质。●学习目标●新知预习硫在自然界有
游离态和
化合态两种存在形式,游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在,如硫铁矿(
FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)、石膏(CaSO4·2H2O)和芒硝(Na2SO4·10H2O)。硫俗称硫黄,是一种
黄色晶体,不溶于
水
,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。3.二氧化硫二氧化硫是
无色、有
刺激性
气味的
有毒气体,密度比空气
大
,
易
液化,
易溶于水。与水反应:SO2+H2O H2SO3
,此反应是一个可逆反应。漂白性:可以使
品红
或其他
有色物质褪色,受热后恢复原来的颜色。具有酸性氧化物的
通性。、
、。4.三氧化硫三氧化硫是一种
酸
性氧化物,具有酸性氧化物的通性。三氧化硫与水、氧化钙、氢氧化钙的反应方程式分别为:SO3+H2O===H2SO4
SO3+CaO===CaSO4SO3+Ca(OH)2===CaSO4+H2O●自主探究1
.什么是可逆反应?对于2点燃2H
+
O2
=====
2H2O
,电解2H2O=====2H2↑+O2↑,二者是可逆反应吗?提示:可逆反应即在同一条件下,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,用“
”表示。二者之间不是可逆反应,因其反应的条件不同。2.Cl2和SO2都能使品红溶液褪色,但将等物质的量的Cl2和SO2的混合气体通入品红溶液中却没有褪色,请你给出合理的解释。提示:因Cl2和SO2在水溶液中发生如下反应:SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,生成没有漂白性的
H2SO4和HCl,故品红溶液不能褪色。新思维•名师讲堂硫及硫的氧化物●教材点拨1.硫(1)硫的存在形式:①游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。②化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在,如硫铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)、石膏(CaSO4·2H2O)和芒硝(Na2SO4·10H2O)等。③硫是一种生命元素,存在于某些蛋白质中,这也是石油、天然气、煤等化石燃料中经常含硫的原因。硫的物理性质:硫俗称硫黄是一种黄色晶体,质脆,易研成粉末。硫不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。熔、沸点低。硫的化学性质①硫的氧化性a.将硫粉和金属钠混合在研钵中研磨,可以听到轻微的爆炸声,将该混合物加热,也可以发生反应,化学方程式为:△2Na+S=====Na2S。b.硫与具有可变化合价的金属发生反应时,金属被氧化为低价态,如
Fe、Cu:Fe+S
△
FeS,2Cu+S
△
Cu
S。=====
=====
22
2
2△c.硫蒸气与
H
反应生成
H
S:H
+S=====H2S。②硫的还原性硫在空气中燃烧,产生微弱的淡蓝色火焰;在氧气中燃烧,产生明亮的蓝紫色火焰。燃烧产物都是SO2,化学方程式为:点燃S+O2=====SO2。③硫与碱反应硫与热碱液反应生成金属硫化物和亚硫酸盐。如S
与热的NaOH
溶液反应的化学方程式为:3S+6NaOH
△
2Na
S+=====
2Na2SO3+3H2O。温馨提示:①通常情况下,硫不能使变价金属显高价,说明S
的氧化性比Cl2
弱。②不管O2
多少,S
只能被氧化为SO2。因为SO2
氧化为SO3
需要特定条件。③金属汞撒落在地面可撒些硫黄覆盖,防止汞蒸气中毒,因为常温下,Hg+S===HgS。④附着在试管中的硫也可以用热碱液洗涤。2.二氧化硫(1)二氧化硫的物理性质①无色、有刺激性气味的有毒气体,是一种大气污染物。②密度比空气大。③易溶于水,常温、常压下,1体积水能溶解40体积的SO2。④熔点-76℃,沸点-10℃,容易液化。⑤SO2有毒,是主要的大气污染物,能直接危害人体健康,引起呼吸道疾病;SO2浓度达到一定量时,会使人中毒致死,对环境的影响主要表现为酸雨。温馨提示:易液化的常见气体:SO2、Cl2等。(2)二氧化硫的化学性质实验探究——SO2的化学性质①SO2
属于酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性。a.与水反应:SO2+H2O
H2SO3此反应为可逆反应,用“
”表示。温馨提示:可逆反应必须在同一条件下,同时向正反应方向和逆反应方向进行。在可逆反应体系中,与化学反应有关的各种物质共存。b.与碱的反应SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O(或NaHSO3)Ca(OH)2+SO2===CaSO3↓+H2O[或Ca(HSO3)2]c.与碱性氧化物反应:SO2+CaO===CaSO3d.与某些盐反应SO2(少量)+2Na2CO3(足量)+H2O===Na2SO3+2NaHCO32SO2(足量)+Na2CO3(少量)+H2O===2NaHSO3+CO2③还原性+4SO2
中的S
处于中间价态,它既有氧化性,又有还原性,但以还原性为主,可以被多种氧化剂氧化。2
2
2△a.与
O
反应:2SO
+O
催化剂
O2S
3。(该反应为可逆反应)b.与氯水反应:SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HClSO2
还能与其他卤素单质发生氧化还原反应:
SO2+X2+2H2O===H2SO4+2HX(X:Cl、Br、I)c.SO2还能与其他强氧化剂反应,如KMnO4(H+)、HNO3等。④弱氧化性2H2S+SO2===S↓+2H2O(在溶液中进行时产生浑浊)(1)SO2和CO2的性质比较SO2CO2颜色无色无色气味有刺激性气味无气味水溶性易溶(1︰40)能溶(1︰1)类型酸性氧化物酸性氧化物SO2CO2水溶液酸性中强酸(较H2CO3
强)较弱遇澄清石灰水变浑浊SO2+Ca(OH)2===
CaSO3↓+H2O变浑浊CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2OCaCl2
或BaCl2不反应不反应氧化性弱氧化性SO2+2H2S===3S↓+2H2O弱氧化性高温CO2+C=====2CO还原性强还原性SO2+Cl2+H2O===2HCl+H2SO4无品红溶液褪色不褪色酸性KMnO4溶液或溴水褪色不褪色(3)SO2与CO2的鉴别方法①用品红溶液:使品红溶液褪色的是SO2,不能使品红溶液褪色的是CO2;②用氢硫酸溶液:出现淡黄色混浊的是SO2,无明显现象的是CO2;③用酸性KMnO4溶液:KMnO4溶液的紫色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2;④用溴水:能使溴水褪色的是SO2,无明显现象的是CO2;⑤用FeCl3溶液:能使FeCl3溶液的黄色变为浅绿色的是SO2,无明显现象的是CO2。(4)常用来鉴别和分离SO2与CO2的装置上述装置中各部分的作用:
A.检验SO2的存在
B.除去SO2气体C.检验SO2气体是否除去并进一步吸收SO2D.检验CO2气体并吸收3.SO3物理性质标准状况下,是一种无色固体,熔点(16.80℃)、沸点(44.8℃)较低,具有较强的吸湿性,极易溶于水并放出大量的热。化学性质(具有酸性氧化物的通性)①与水反应生成硫酸:SO3+H2O===H2SO4,(工业上生产硫酸)△②与碱性氧化物反应:CaO+SO3=====CaSO4—③与碱反应:SO
+2OH
===SO2—3
4
2+H
O④与某些盐溶液反应:2-3
32-4
2SO
+CO
===SO
+CO
↑2+3
2
4SO
+Ba
+H
O===BaSO
↓+2H+(2015·经典习题选萃)下列说法中不正确的是(
)A.自然界中硫是一种淡黄色难溶于水的固体
B.硫的化合物常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里C.硫与金属反应,生成金属的低价态化合物
D.硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫,在纯氧中的燃烧产物是三氧化硫●典例透析【解析】
硫的氧化性较弱,与变价金属化合时,只能将金属氧化为低价态,如与Fe、Cu反应,生成FeS、Cu2S。硫无论在空气中还是在纯氧中的燃烧产物都是SO2,而不是SO3,如果要使SO2转化为SO3,需在催化剂并加热的条件下与O2发生化合。【答案】
D(2015·江苏徐州市高一期末)下列关于SO2的说法中,不正确的是(
)A.能使品红溶液褪色
B.在空气中极易被O2氧化为SO3C.是酸性氧化物,能与水发生反应生成亚硫酸
D.是大气污染物之一,主要来自于化石燃料的燃烧和工厂排放的废气【解析】
A.二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,不符合题意;B.二氧化硫与氧气反应需要催化剂和高温下进行,在空气中不易被氧化,符合题意;C.二氧化硫是酸性氧化物,与水发生:SO2+H2O
H2SO3,不符合题意;D.SO2
是引起酸雨的主要原因,它主要来自于化石燃料的燃烧和废气的排放,不符合题意。【答案】
B关于硫单质的叙述正确的是(
)
A.通常情况下硫是白色的固体,很脆B.硫与铁反应时,可以生成硫化铁C.只能以化合态存在于自然界中D.硫是生物生长所需要的一种元素【解析】A错误,硫是淡黄色固体,很脆;B错误,硫与铁反应生成硫化亚铁;C错误,硫可以以化合态和游离态的形式存在于自然界中;D正确。【答案】
D(2015·邯郸市高一期末)下列有关SO2的说法中不正确的是(
)被酸雨污染的农田及湖泊可洒石灰石粉末,减轻其危害在溶液BaCl2中通入SO2气体,溶液仍澄清,滴入3%过氧化氢溶液有白色沉淀生成能与水反应生成硫酸
D.二氧化硫能使品红溶液褪色,加热,品红溶液颜色恢复原色【解析】A.酸雨主要是二氧化硫与水、氧气反应生成硫酸,与石灰石反应生成硫酸钙、水、二氧化碳,可以降低土壤的酸度,正确;B.二氧化硫不与氯化钡溶液反应,滴入过氧化氢后将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,与钡离子结合为硫酸钡的白色沉淀,正确;C.二氧化硫与水反应生成亚硫酸,错误;D.二氧化硫与有色物质结合为不稳定的无色物质,所以二氧化硫能使品红溶液褪色,加热,品红溶液颜色恢复原色,正确,答案选C。【答案】
C常见漂白剂的分类及漂白原理比较●教材点拨1.漂白剂的三种类型类型原理特点举例氧化型漂白剂本身是强氧化剂,利用其氧化性氧化有色物质而使之失去原有的颜色不可逆HClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2等加合型漂白剂与有色物质结合生成新的无色物质,使有机色质失去原有的颜色可逆SO2使品红褪色吸附型有些固体物质疏松、多孔、具有较大的表面积,可以吸附有色物质而使之失去原有的颜色部分吸附剂可重复使用活性炭、胶体温馨提示:(1)漂白是指使有机色质褪色,漂白剂不一定使无机色质(如KMnO4、CuSO4·5H2O等)褪色,即使能使无机色质褪色,也不称漂白作用(如SO2使KMnO4溶液褪色)。氧化型和加合型漂白剂,漂白有色物质时都发生了化学变化,而吸附型漂白剂漂白时则没有发生化学变化。Na2O2具有漂白性,但通常不用它做漂白剂,因为Na2O2具有较强的腐蚀性。2.常用漂白剂的比较物质效果原因作用类型SO2暂时褪色和有色物质化合化合作用Na2O2、O3、Cl2(HClO)永久褪色将有色物质氧化成无色物质氧化作用活性炭暂时褪色物理吸附吸附作用(2015·甘肃省兰州一中高一期末)能证明下列物质具有漂白性的是(
)A.向加有酚酞的NaOH溶液中通入氯气,溶液立即褪色
B.向加有酚酞的水中投入少量Na2O2粉末,溶液先变红,后褪色C.显红色的酚酞溶液中加入SO2后,红色褪去
D.向溶有KMnO4的酸性溶液中通入SO2后,溶液紫红色褪去●典例透析【解析】
向加有酚酞的NaOH溶液中通入氯气,溶液立即褪色,是因为氢氧化钠和氯气反应,消耗氢氧化钠,故A错误;向加有酚酞
的水中投入少量Na2O2粉末,溶液先变红,因为过氧化钠和水反应生成氢氧化钠,后褪色,是因为过氧化钠的强氧化性漂白,故B正确;显红色的酚酞溶液中通入SO2后,红色褪去,是二氧化硫消耗了溶液中的碱,故C错误;向溶有KMnO4的酸性溶液中通入SO2后,溶液紫红色褪去,因为二氧化硫的还原性,故D错误。【答案】
B(2015·福建省泉州一中高三期中)下列五种有色溶液与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.①④C.②③⑤⑤含I2的淀粉溶液B.①②③D.③④【解析】
①品红溶液褪色是二氧化硫的漂白性;②酸性KMnO4溶液褪色是二氧化硫的还原性;③溴水褪色是二氧化硫的还原性;④滴有酚酞的NaOH溶液褪色是二氧化硫酸性氧化物的性质;⑤含I2的淀粉溶液褪色是二氧化硫的还原性;答案选C。【答案】
C新考题•随堂自测1.(2015·广东省中山市桂山中学高三二模)下列说法正确的是(
)A.S在纯氧中燃烧可生成SO3
B.用澄清石灰水可鉴别CO2和SO2C.SO2能使KMnO4溶液褪色D.CO2通入CaCl2溶液中能产生白色沉淀【解析】
A.S在氧气中燃烧只能生成SO2,得不到三氧化硫,A错误;B.CO2、SO2均与澄清石灰水反应分别生成碳酸钙沉淀、亚硫酸钙沉淀,石灰水均变浑浊,不能鉴别,应该用品红溶液,B错误;C.SO2具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,SO2能使KMnO4溶液褪色,C正确;D.CO2与氯化钙溶液不反应,D错误,答案选C。【答案】
C2.(2015·山东省东营市一中高一三模)为了除去CO2气体中混有的SO2气体,下列有关仪器和药品的组合中,合理的是
()①洗气瓶
②干燥管苏打溶液A.①⑤C.①③③固态生石灰
④苏打溶液
⑤小B.②⑤D.①④【解析】
洗气瓶与液态试剂对应,干燥管与固体试剂对应。小苏打是碳酸氢钠,苏打是碳酸钠;SO2既能NaHCO3溶液反应,又能与Na2CO3溶液反应生成二氧化碳气体;CO2能与
Na2CO3溶液反应,不能与NaHCO3溶液反应,所以可以利用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化硫;生石灰是固体在干燥管中用来干燥气体会除杂,但二氧化硫和二氧化碳气体都和生石灰反
应。综上所述,除去CO2气体中的SO2气体,组合的仪器和药品为①⑤。【答案】【点评】A本题考查了气体的性质,气体的除杂,难度不大。解题时应结合气体的具体性质从仪器药品的选择和使用上入手,并注意药品状态与仪器的选择相对应。3.(2015·江苏省沐阳县银河学校高三检测)能证明SO2具有漂白性的是(
)A.品红溶液中通入SO2气体,溶液红色消失
B.溴水中通入SO2气体后,溶液褪色C.滴入酚酞的NaOH溶液中通入SO2气体,红色消失
D.酸性KMnO4溶液中通入SO2气体后,溶液褪色【解析】
A.SO2通入品红溶液中,红色褪去,二氧化硫与品红化合生成无色物质,体现二氧化硫的漂白性,故A正确;B.SO2通入溴水中橙色褪去,发生氧化还原反应,体现二氧化硫的还原性,故B错误;C.显红色的酚酞,溶液显碱性,通入SO2后红色褪去,体现其酸性氧化物性质,故C错误;B.SO2通入紫色的酸性KMnO4溶液中,发生氧化还原反应,紫色褪去,体现二氧化硫的还原性,故D错误,答案选A。【答案】
A4.(2015·绥化市三校高一期末)SO2和Cl2都具有漂白性,若将等物质的量的这两种气体同时作用于湿润的有色物质,可观察到有色物质(
)A.立刻褪色C.先褪色,后复原B.慢慢褪色
D.颜色不褪【解析】由SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4知等物质的量的SO2和Cl2反应后生成的HCl和H2SO4没有漂白性,所以D项正确。【答案】
D5.(2015·安徽省江淮名校高三第二次联考)5.6
g铁粉与一定量的硫磺混合,在空气中加热发生剧烈反应,冷却后用足量L气体(标准状况),)的盐酸溶解反应后的残留固体,产生了2.0通过分析生成的气体量,其最可能原因是(A.硫磺量不足
B.生成了FeSC.生成了Fe2SO3D.有部分Fe被空气中的氧氧化了【解析】
5.6
g的物质的量是0.1
mol,铁与硫反应生成
FeS,在反应中铁可能过量。但不论是铁还是硫化亚铁均能与盐酸反应分别生成氢气和H2S气体,即FeS+2HCl===FeCl2+
H2S↑,Fe+2HCl===FeCl2+H2↑。因此根据方程式可知0.1
mol铁一定生成0.1
mol气体,在标准状况下的体积是2.24
L。但实际产生的气体是2.0
L,这说明部分铁被氧化生成了铁的氧化物,与盐酸反应时不能放出气体,所以选项ABC均是错误的,答案选D。【答案】
D6.(2015·福建省养正中学高三月考)有一同学探究二氧化硫分别与BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液反应的实验。请回答有问题。(1)少量SO2通入到Ba(OH)2溶液中的离子反应方程式为
。过量的SO2通入到Ba(OH)2溶液中的离子反应方程式为
。(2)该同学将SO2
通入到BaCl2
溶液中,出现了异常现象,看到了明显的白色沉淀,为探究该白色沉淀的成分,他设计了如下实验流程:所得悬浊液――→操作①白色沉淀――→加试剂A观察现象并判断则操作①
的名称为
,试剂
A 的化学式为
。(3)实验证明,加入试剂
A
后,白色沉淀未见溶解,试推测产生该白色沉淀的离子方程式是
。【解析】(1)少量SO2
通入到Ba(OH)2溶液中生成亚硫酸钡沉淀和水,反应的离子反应方程式为
SO2+Ba2
+2OH+
-===H2O+BaSO3↓。过量的SO2
通入到Ba(OH)2
溶液中生成亚硫酸氢钡和水,反应的离子反应方程式为SO2
+OH——3===HSO
。(2)操作后得到白色沉淀,这说明该操作是过滤;由于硫酸钡不溶于水,也不溶于酸,亚硫酸钡不溶于水,但能溶于酸,所以试剂A
是盐酸,化学式为HCl。(3)加入试剂A
后,白色沉淀未见溶解,这说明白色沉淀是硫酸钡。这说明空气中的氧气参与反应把SO2
氧化为硫酸,从而生成硫酸钡沉淀,反应的离子方程式为2SO2+O2+2H2O+2Ba2+4+===2BaSO
↓+4H
。【答案】2(1)SO
+2+
-2Ba
+2OH ===H
O3+BaSO
↓
SO2+OH
===HSO-
-3(2)过滤;HCl2
2(3)2SO
+O
+22H
O2+4+2Ba ===2BaSO
↓+4H+新提升•达标作业(点此链接)新视点•专家博客SO2
与碱反应的有关计算分析SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O……①SO2+NaOH===NaHSO3……②SO2
与强碱NaOH
发生反应时,产物是Na2SO3
还是
NaHSO3,取决于二者的用量,遇到类似这样的问题,设SO2的物质的量为n(SO2),NaOH
的物质的量为n(NaOH),数轴代n(NaOH)2表n(SO
),如下列数轴所示:若
NaOH
与
SO2
按
1︰1
反应时,发生反应:NaOH+SO2===NaHSO3。若
NaOH
与
SO2
按
2︰1
反应时,发生反应:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O。(1)若n(NaOH)2n(SO
)
=2
时,发生反应①,反应后的物质为Na2SO3。(2)若n(NaOH)
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