硫单质和二氧化硫课件2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

硫单质和二氧化硫高中化学必修二一、硫元素的存在与硫单质EXISTENCEOFSULFURELEMENTANDSULFURSIMPLESUBSTANCE硫元素在自然界中的存在游离态（单质硫）主要存在于火山口附近或地壳岩层里，以天然单质硫的形式存在。化合态（主要形式）硫化物：黄铁矿(FeS₂)、黄铜矿(CuFeS₂)等。硫酸盐：石膏(CaSO₄·2H₂O)、芒硝(Na₂SO₄·10H₂O)等。其他：存在于蛋白质和化石燃料（煤、石油）中。火山口的单质硫黄铁矿矿石硫单质的物理性质（一）粉末状硫晶体状硫颜色与状态通常为黄色或淡黄色的固体，外观呈现明显的硫黄色。硬度特征质地较脆，受力易破碎，很容易被研成粉末状。溶解性特点不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳(CS₂)。实验室常用CS₂清洗沾有硫的试管。硫单质的物理性质（二）熔点：约112.8℃沸点：约444.6℃斜方硫(RhombicSulfur)•常温下稳定存在•外观：黄色晶体•密度：2.07g/cm³单斜硫(MonoclinicSulfur)•95.5℃以上稳定存在•外观：浅黄色晶体•密度：1.96g/cm³结构共性：虽然晶体结构不同，但两者的分子均由8个硫原子构成的S₈分子组成，属于同素异形体。硫单质的化学性质（一）-与金属反应硫单质化学性质活泼，能与许多金属反应生成金属硫化物：与铁反应方程式：Fe+S△FeS现象：混合加热剧烈反应，生成黑色硫化亚铁固体。与铜反应方程式：2Cu+S△Cu₂S现象：铜丝在硫蒸气中燃烧，生成黑色硫化亚铜固体。重要提示硫的氧化性较弱，与变价金属反应时，通常生成低价态的金属硫化物。图：铁粉与硫粉混合加热反应实验硫单质的化学性质（二）-与非金属反应与氧气反应反应方程式：S+O₂$\stackrel{点燃}{=}$SO₂实验现象：空气中淡蓝色火焰；纯氧中明亮蓝紫色火焰，生成刺激性气味气体。与氢气反应反应方程式：S+H₂$\stackrel{\triangle}{=}$H₂S实验现象：生成具有臭鸡蛋气味的硫化氢气体。硫单质的用途制造硫酸硫化橡胶医疗用途(硫磺皂)杀虫剂/杀菌剂硫磺粉用于防治病虫害，保护农业生产。火药/烟花爆竹利用硫的可燃性，用于制造传统火药及烟火。二、二氧化硫的性质与制备PropertiesandPreparationofSulfurDioxide二氧化硫的物理性质颜色与气味：无色、有强烈刺激性气味的气体。密度：密度比空气大，可采用向上排空气法收集。溶解性：易溶于水，常温常压下1体积水约溶解40体积SO₂。毒性：有毒，是主要的大气污染物之一，需注意防护。二氧化硫的化学性质（一）-酸性氧化物的通性二氧化硫与水反应微观示意图与水反应SO₂+H₂O⇌H₂SO₃（亚硫酸）亚硫酸是一种弱酸，不稳定，易分解为二氧化硫和水该反应是可逆反应，在相同条件下可双向进行与碱性氧化物反应示例：SO₂+CaO=CaSO₃（亚硫酸钙）体现酸性氧化物的通性，生成对应的盐二氧化硫的化学性质（二）-与碱反应图：SO₂与NaOH溶液反应装置二氧化硫作为酸性氧化物，能与碱溶液反应生成亚硫酸盐或亚硫酸氢盐。与氢氧化钠溶液反应(NaOH)SO₂少量时：SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂OSO₂过量时：SO₂+NaOH=NaHSO₃与澄清石灰水反应(Ca(OH)₂)现象：与CO₂相似，先变浑浊（生成CaSO₃沉淀），后变澄清（生成Ca(HSO₃)₂）。结论：不能用澄清石灰水区分SO₂和CO₂。二氧化硫的化学性质（三）-漂白性图：二氧化硫通入品红溶液实验现象漂白原理SO₂能与某些有色物质结合，生成不稳定的无色物质。实验现象能使品红溶液褪色，体现了其漂白作用。性质特点漂白作用是可逆的，加热褪色后的溶液会恢复红色。实际应用利用其漂白性，可用于漂白纸浆、毛、丝等物质。二氧化硫的化学性质（四）-还原性图：SO₂在催化剂表面的氧化过程二氧化硫中硫元素为+4价（中间价态），具有较强还原性，易被氧化剂氧化。与氧气反应（工业制硫酸关键步骤）2SO₂+O₂$\stackrel{催化剂}{\underset{\triangle}{=}}$2SO₃（常用V₂O₅作催化剂）与氯水反应（氯水褪色）SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl使酸性高锰酸钾溶液褪色该反应中SO₂被氧化，体现了其强还原性。二氧化硫的化学性质（五）-氧化性实验原理示意图二氧化硫也具有一定的氧化性，主要表现在与强还原性物质的反应中。典型反应：与硫化氢气体反应反应方程式：SO₂+2H₂S=3S↓+2H₂O实验现象：两种气体混合后，生成淡黄色的硫单质固体。角色分析：SO₂是氧化剂（被还原），H₂S是还原剂（被氧化）。结论：此反应为典型的“归中反应”，硫元素的化合价从+4价和-2价归中为0价。二氧化硫的实验室制备反应原理Na₂SO₃+H₂SO₄(较浓)=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O实验装置采用固液不加热型装置，类似于实验室制取二氧化碳的装置。注意事项不能使用稀硫酸，因为SO₂在水中溶解度较大，稀硫酸不利于SO₂的逸出。二氧化硫的收集与检验向上排空气法与尾气处理装置收集方法：向上排空气法原理：二氧化硫(SO₂)密度比空气大，且易溶于水，因此不适合排水法。检验方法：利用漂白性操作：通入品红溶液，若溶液褪色，加热后恢复红色，证明是SO₂。尾气处理：碱液吸收原理：SO₂有毒，需用NaOH溶液吸收。反应：SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O。三、二氧化硫的污染与防治EnvironmentalProtection&ChemicalSafety二氧化硫的来源化石燃料的燃烧煤、石油的燃烧是SO₂的主要来源。含硫矿石的冶炼冶炼黄铜矿、黄铁矿等金属矿石时会释放出SO₂。工业生产过程硫酸厂、造纸厂等生产过程产生SO₂。核心结论：大气中的二氧化硫主要来源于人类活动，其中化石燃料燃烧是最主要的来源。酸雨的形成与危害（一）二氧化硫是形成酸雨的主要原因之一：形成过程：1.SO₂在空气中被氧化为SO₃：2SO₂+O₂$\stackrel{催化剂}{=}$2SO₃2.SO₃与水反应生成硫酸：SO₃+H₂O=H₂SO₄3.SO₂直接与水反应生成亚硫酸：SO₂+H₂O⇌H₂SO₃4.亚硫酸进一步被氧化为硫酸：2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄这些酸随雨水降下，形成pH值小于5.6的酸雨。酸雨的形成与危害（二）破坏生态环境使土壤酸化，破坏森林植被，导致湖泊河流酸化，大量水生生物死亡。腐蚀建筑物和古迹酸雨能与大理石、石灰石等建筑材料反应，造成腐蚀，损害历史遗迹。危害人体健康污染饮用水源，酸化环境中的重金属通过食物链进入人体，危害健康。酸雨已成为全球性的环境问题，保护生态环境刻不容缓。二氧化硫污染的防治措施开发新能源（太阳能）大力发展太