5.1.1硫和二氧化硫

第五章化工生产中的重要非金属元素第一节硫及其化合物5.1.1硫和二氧化硫硫的存在：游离态：存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。硫广泛存在于自然界。石膏（CaSO4•2H2O）芒硝（Na2SO4•10H2O）化合态：主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。

黄铜矿（CuFeS2）黄铁矿（FeS2）【学习任务一】认识硫单质的性质一.硫的物理性质

【活动1】观察图5-1，小结硫的物理性质硫(俗称硫黄)是一种黄色晶体，质脆，易研成粉末。硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。硫有多种同素异形体（正交硫、单斜硫等），其中正交硫的数据如右图。1.物理性质：俗名颜色状态溶解性硫黄晶体不溶于

，微溶于

，易溶于

。淡黄色水酒精二硫化碳CS2

【微思考】若试管内壁附着有单质硫时，如何洗涤除去？提示：用CS2洗涤——硫单质易溶于CS2【探究1】1.画出硫的原子结构示意图，它在周期表的哪个位置？第三周期、第ⅥA族？2.根据硫在周期表中的位置推测硫的化学性质？硫原子的最外电子层有6个电子，在化学反应中容易得到2个电子，形成-2价硫的化合物。非金属性较强，单质具有氧化性，能跟活泼金属，一些金属单质发生氧化还原反应。非金属性小于同周期的氯，单质的氧化性小于氯气。与同主族的氧元素相比，硫元素的原子多一个电子层，得电子能力相对较弱，而失电子能力则相对较强，非金属性小于同主族的氧，故其氧化物中硫显正价，氧显-2价。一、单质硫2.化学性质（1）氧化性：2Cu+S

＝

Cu2S△Fe+S

＝

FeS△H2+S

＝

H2S△2Na+S

＝Na2SZn+S===ZnS△硫既有氧化性又有还原性。△思考：硫与铁、铜在一定条件下反应生成的产物与氯气在一定条件下与铁、铜的反应产物有什么不同？【原因】与同周期的氯元素相比，硫元素最外层电子数比氯元素少，得电子能力相对较弱。所以，硫与变价金属反应得到的产物都是较低价的硫化物。

【提示】硫与铁、铜在一定条件下反应生成其金属的低价硫化物；而氯气在一定条件下与铁、铜反应生成其金属的高价氯化物。一、单质硫2.化学性质（2）还原性：点燃S+O2＝

SO2硫在氧气中燃烧实验现象：在氧气中燃烧生成明亮的蓝紫色火焰；在空气中燃烧生成淡蓝色火焰（3）硫单质与氢氧化钠溶液的反应3S+6NaOH===2Na2S+Na2SO3+3H2O△【思考与讨论2】根据上述生活案例可知用硫可以处理泄露的汞，请写出相关的化学反应方程式。【学习任务二】认识硫单质的应用Hg+S=HgS由于天然硫的存在，人类从远古时代起就知道并利用硫和硫的化合物了。我国晋代炼丹家、医学家葛洪所著《抱朴子》一书中记载有:“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂”。这里面的丹砂其实指的就是HgS。将丹砂在空气中灼烧便有汞和硫蒸气生成。丹砂也叫朱砂，说到朱砂大家首先想到的就是它所具有的风水上的作用，可以避邪。实际上朱砂又叫辰砂、赤丹、汞沙，它属于一种天然的矿石，除了前面提到的作用外，它还具有较高的食用价值以及药用价值，也是中医较长用到的中药材，如保婴丹中就含有朱砂。不过朱砂成分中含有一定的毒性，因此大家在食用上一定要注意，这也是近年来不建议使用保婴丹的原因。

【学习任务二】认识硫单质的应用

【思考与讨论3】硫单质还有哪些应用？【学习任务二】认识硫单质的应用1.制造黑火药（一硫二硝三木炭）2.羊毛、蚕丝或麻类纤维及其制品可用硫磺熏烧漂白。

2KNO3+S+3C===K2S+N2↑+3CO2↑

【问题2】为什么羊毛、蚕丝或麻类纤维及其制品可用硫磺熏烧漂白呢？其原理是什么？

颜色、状态、气味、密度、溶解性等思考：气体的物理性质可从哪些方面去分析？二、二氧化硫的性质1、二氧化硫的物理性质二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气的大，容易液化（－10℃

），易溶于水。在通常情况下，1体积的水可以溶解约40体积的二氧化硫。二氧化硫是污染大气的主要有害物质之一，可能引发呼吸道疾病、浓度高时会令人死亡探究：请设计一个实验来证明SO2是否易溶于水？探究过程：向装有气体的矿泉水瓶中加入五分之一的水，立即旋紧好瓶盖。振荡，观察现象并分析。SO2【问题3】二氧化碳溶于水时会产生碳酸，二氧化硫是否也会发生类似反应呢？如何证明？【实验5-1】如图5-2所示，把充满SO2、塞有橡胶塞的试管倒立在水中，在水面下打开橡胶塞，观察试管内液面的上升。待液面高度不再明显变化时，在水下用橡胶塞塞紧试管口，取出试管，用pH试纸测定试管中溶液的酸碱度。

实验操作

实验现象结论试管中液面上升PH试纸变红SO2易溶于水SO2的水溶液显酸性2.化学性质二、二氧化硫的性质①与水反应：SO2+H2O

H2SO3（亚硫酸）亚硫酸的性质⒈弱酸性：亚硫酸（只存在于水溶液中）>醋酸>碳酸⒉不稳定性，易分解：H2SO3SO2+H2O（亚硫酸）【问题4】二氧化硫有什么化学性质？请根据二氧化硫的类别和价态进行预测。（1）具有酸性氧化物的通性可逆反应：在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的化学反应。

SO2+H2OH2SO3（亚硫酸）可逆反应的特点：a.在相同的条件下，反应向两个方向进行。b.符号为“”，两边的物质互为反应物和生成物。c.反应体系中，反应物和生成物共存。【微思考】氢气与氧气反应可以生成水，电解水可以得到氢气与氧气，该反应是可逆反应吗？提示：不是。氢气与氧气反应可以生成水的条件是燃烧，与电解水的条件不同，故不是可逆反应。②与碱反应SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O(吸收尾气)SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O（类比CO2）

③与碱性氧化物反应（燃煤污染的治理，钙基固硫）

（1）具有酸性氧化物的通性燃煤烟气中含有SO2为了减少它的污染排放我们通常在燃煤中添加一定量的生石灰+SO2+CaO=CaSO3（亚硫酸钙）实验室制取SO2时,可选择用碱液吸收尾气，防止空气污染。2.化学性质二、二氧化硫的性质SO2+Na2O====Na2SO3（亚硫酸钠）SO3是一种无色晶体，熔点oC，沸点oC，三氧化硫也是一种酸性氧化物，SO3与H2O反应生成H2SO4，同时放出大量的热。工业上常用上两个反应制造硫酸。2SO2+O22SO3

催化剂

△SO3+H2O=H2SO42.化学性质（氧化还原的角度）（2）还原性：二、二氧化硫的性质二氧化硫在适当的温度并有催化剂存在的条件下，可以被氧气氧化，生成三氧化硫。SO2可被X2(卤素单质)、O2、KMnO4(H+)、HNO3、Fe3+、Na2O2等许多氧化剂氧化。

SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr2KMnO4＋5SO2＋2H2O＝K2SO4+2MnSO4+2H2SO4SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX(X为Cl、Br、I)所以：SO2能使氯水、溴水和酸性KMnO4溶液褪色。Cl₂+SO₂+2H2O==4H⁺+SO42-+2Clˉ

5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++4H++5SO42-2Fe3++SO2+2H2O==2Fe2++4H++SO42-

（2）还原性：

SO2+2H2S=3S↓+2H2O（3）氧化性：H2S：无色、有臭鸡蛋气味、有毒气体，是一种大气污染物。SO2+4SH2SO40+6还原性氧化性加氧化剂加还原剂如O2、Cl2、Na2O2、KMnO4、HNO3等小结：作为S的中间价态的物质，化合价既可升高又可降低，升高时作还原剂，降低时作氧化剂。SO2+2H2S=3S↓+2H2O如H2S催化剂

△2SO2+O22SO3

实验步骤现象结论往装有SO2溶液的试管内滴入2～3滴品红溶液,然后振动试管把试管内液体用酒精灯加热品红溶液褪色溶液恢复红色SO2有漂白作用漂白后生成的物质不稳定【思考】二氧化硫使上述溶液褪色属于漂白性吗？二氧化硫的漂白性有什么特点？2.化学性质二、二氧化硫的性质（4）漂白性：漂白原理：二氧化硫能与某些有色物质结合成不稳定的无色物质而具有漂白性，发生的是非氧化还原反应。这种不稳定的无色物质在一定条件下又会恢复原来的颜色，所以二氧化硫的漂白性是暂时的。这是检验SO2的方法之一品红溶液SO2水溶液用途：它可以用来漂白纸浆、毛、丝、草编制品等。

市场黄白两种银耳对比食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用。例如，在葡萄酒酿制过程中，葡萄汁中某些细菌的繁殖会影响发酵，添加适量的二氧化硫可以起到杀菌的作用。二氧化硫又是一种抗氧化剂，能防止葡萄酒中的一些成分被氧化，起到保质作用，并有助于保持葡萄酒的天然果香味。尽管二氧化硫在蜜饯、干果、食糖、果酒等食品的加工中起着重要作用，但如果使用不当就有可能造成食品中二氧化硫的残留量超标，从而对人体健康造成不利影响。二氧化硫和某些含硫化合物的漂白作用也被一些不法厂商非法用来加工食品，以使食品增白等。食用这类食品，对人体的肝、肾脏等有严重损害，并有致癌作用。为保证消费者健康，我国在食品添加剂使用标准中规定了二氧化硫在食品中的使用范围和最大使用量，如二氧化硫用于葡萄酒的最大使用量为0.25g/L。（可见用于漂白的话，需要的量较大，因此不适宜）【联系生活】【资料卡片】食品中的二氧化硫

【情境·思考】某同学发现夏天爷爷买的白草帽，用了一段时间后变黄了，通过询问身边的人了解到草帽是用“硫黄熏”过的，你是否认可该说法？白草帽变黄的原因是什么？提示：“硫黄熏”这个说法不准确，漂白的原理是利用硫黄在加热条件下与氧气反应生成SO2，

SO2具有漂白性，将草帽漂白，并非硫黄直接作用；

SO2与有色物质结合生成无色物质，在受热（太阳光照射）等条件下分解放出SO2，又会恢复原色。物质HClO、Ca(ClO)2Na2O2、O3、H2O2、新制氯水SO2木炭原理实质效果范围将有色物质氧化成无色物质氧化还原反应(化学变化)

永久性可漂白大多数有色物质，包括指示剂能使紫色石蕊褪色二氧化硫溶于水产生的亚硫酸与有色物质直接结合生成不稳定的无色物质非氧化还原反应(化学变化)暂时性可漂白某些有色物质，不包括指示剂，不能使石蕊试液褪色将有色物质的分子吸附在其表面物理吸附(物理变化)暂时性可吸附某些有色物质的分子漂白性物质原理小结注：Na2O2具有漂白性，但通常不用它作漂白剂，因为Na2O2具有较强的腐蚀性。SO2能使溴水、KMnO4溶液褪色与SO2使品红溶液褪色，实质相同吗?【提示】不同。前者体现SO2的还原性，发生的是氧化还原反应，后者体现其漂白性，发生的是非氧化还原反应。

【想一想】

【学习评价二】

2和Cl2都能用于漂白,若将SO2和Cl2等物质的量混合通入品红溶液,能达到“强强联合”的漂白效果吗?不能,因为SO2和Cl2会发生如下反应:SO2+Cl2+2H2O====H2SO4+2HCl,从而失去漂白效果。2.二氧化硫的漂白作用是由于它能与某些有色物质生成不稳定的无色物质,这些无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色。某气体通入品红溶液能使溶液褪色,如何验证该气体是SO2,还是Cl2?将褪色后的溶液加热,若能恢复原来颜色,则该气体是SO2;若不能恢复原色,则为Cl21、指出下列反应或现象中，SO2所体现的性质：（1）（2）SO2+2H2S=3S+2H2O（3）SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4（4）SO2使品红溶液褪色（5）SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色（6）SO2使紫色石蕊试液变红色2SO2+O22

SO3

催化剂△

还原性[巩固训练]氧化性还原性漂白性还原性水溶液呈酸性知识点1三氧化硫1.物理性质熔点为16.8℃，沸点为44.8℃,常温下不为气体。注意：不能说在标准状态下1molSO3所占的体积为。2.化学性质：酸性氧化物的通性(1)与水的反应(2)与碱性氧化物的反应(3)与碱的反应SO3＋H2O====H2SO4(放出大量热)SO3+CaO====CaSO4SO3+Ca(OH)2====CaSO4+H2O拓展延伸知识点2H2S的性质1.物理性质：H2S是一种无色、有臭鸡蛋气味的气体，有剧毒，通常状况，1体积水能溶解体积硫化氢。拓展延伸2.化学性质：(1)弱酸性。H2S是二元弱酸，具有酸的通性。例如：①与氢氧化钠溶液反应H2S+NaOH====NaHS+H2O，H2S+2NaOH====Na2S+2H2O。②与硫酸铜溶液反应H2S+CuSO4====CuS↓+H2SO4。(2)不稳定性：H2SH2+S(3)可燃性。2H2S+3O2(足量)2SO2+2H2O2H2S+O2(不足量)2S↓+2H2O(4)较强的还原性。H2S+Cl2====2HCl+S↓2H2S+SO2====3S↓+2H2OH2S+2FeCl3====2FeCl2+S↓+2HCl点燃====△====点燃====知识点3

SO2和CO2性质的比较【重点释疑】SO2和CO2性质的比较SO2CO2物理性质色、味无色、刺激性气味无色、无味毒性有毒无毒溶解性易溶（1：40）可溶（1：1）拓展延伸SO2CO2化学性质与水反应与碱反应氧化性

SO2CO2化学性质还原性也能被酸性KMnO4溶液、氯水、溴水等氧化无还原性漂白性有，但不稳定无2SO2+O22SO3

催化剂

△对环境的影响过量排放形成酸雨过量排放引起温室效应【思考·讨论】

（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？提示：不能。少量的CO2和SO2通入澄清石灰水中，均产生白色沉淀；足量的CO2和SO2通入澄清石灰水中现象都是先变浑浊后变澄清。其中SO2与Ca（OH）2反应的离子方程式为，（2）如何检验某无色气体是SO2还是CO2？提示：将气体通入品红溶液中，若品红溶液褪为无色，加热，褪色后的溶液又恢复红色，则气体为SO2；若品红溶液不褪色，则为CO2。（3）如何检验某无色气体中含有SO2和CO2？澄清石灰水SO2

CO2KMnO4溶液品红溶液品红溶液检验SO2除SO2检验SO2是否除尽检验CO2【方法规律】SO2和CO2的鉴别方法试剂现象及结论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氢硫酸出现浑浊的是SO2；无明显现象的是CO2高锰酸钾溶液使紫色褪去的是SO2；无明显现象的是CO2试剂现象及结论溴水使橙色褪去的是SO2，无明显现象的是CO2碘水（含淀粉）使蓝色褪去的是SO2，无明显现象的是CO2硝酸酸化的硝酸钡溶液产生白色沉淀的是SO2，无明显现象的是CO2原理：知识点4、SO2的实验室制法H2SO4(浓)+Na2SO3=SO2↑

+H2O+Na2SO4

利用了什么原理？体现了亚硫酸的什么性质？

———强制弱、难挥制易挥———弱酸性、不稳定性SO2+4SH2SO40+6还原性氧化性H2SSSO2SO3H2