硫和二氧化硫 高一下学期化学人教版必修二

课时

5.1.1硫和二氧化硫第五章

化学生产中的重要非金属元素【学习目标】1.从硫元素在周期表中的位置出发，通过分析硫原子的结构特点及问题探究，了解硫单质在自然界的存在及物理性质和化学性质，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。2.通过实验探究、思考交流，从硫、二氧化硫的属类及硫元素化合价角度，了解二氧化硫的性质及主要用途，，初步建立可逆反应的概念，体会性质决定用途的核心理念。3.通过对比分析，结合真实情境中的应用实例和实验探究，理解SO2的酸性、漂白性及强还原性。知道三氧化硫的物理性质及化学性质，并能正确书写相关化学方程式。请同学们分组讨论硫在自然界中的存在形式。【知识回顾】1.元素价态与物质氧化性、还原性有和关系？

同种元素不同价态的物质，处于最高价态时只具有氧化性；处于最低价态时只具有还原性；处于中间价态时既有氧化性又有还原性。如：S2－具有还原性，S具有既有氧化性又有还原性，SO2具有既有氧化性又有还原性，Na2SO3具有既有氧化性又有还原性，SO3具有氧化性（填〝氧化性〞、〝还原性〞）。酸性氧化物是指能与碱反应，并且只生成盐和水的氧化物。酸性氧化物具有一些的通性，如：CO2＋2NaOH=H2O+Na2CO3；CO2＋Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3↓+2HClO等。2.什么是酸性氧化物，请举例说明。【学习新知】

一、硫单质的性质1、硫原子的结构及硫单质的物理性质任务一：根据硫元素在周期表中位置，思考硫原子的结构及化合价有何特点？与氯、氧元素相比有何不同？①硫位于元素周期表中的第

，其原子结构示意图为

，硫原子最外层有

电子，在化学反应中容易得到电子，形成

硫的化合物。②硫元素的原子半径比氯原子半径

，硫原子得电子能力比

，硫化氢的稳定性比氯化氢

。③硫元素的非金属性比氧元素弱，在富含氧气的地表附近的含硫化合物中，硫常显

或

价，氧为－2价。三周期第ⅥA族6个－2价大氯原子弱弱＋4＋6任务二：阅读教材P2页内容，观察图5-1或硫粉样品，思考硫单质具有哪些重要的物理性质性质？并填写下表内容。俗称颜色状态硬度溶解性水酒精CS2【思考】若试管内壁附着有单质硫时，可以用

洗涤除去。硫黄黄色晶体质脆、易研成粉末难溶微溶易溶CS2CS2硫单质有多种同素异形体，有正交硫、单斜硫、弹性硫、S8S6S4S2等多种单质，为硫的同素异形体

。

⑵化合态的硫——主要以硫化物和硫酸盐的形式存在硫铁矿FeS2黄铜矿CuFeS2石膏CaSO4·2H2O芒硝Na2SO4·10H2O⑴游离态的硫——存在于火山喷口或地壳的岩层硫元素在自然界中的存在形式任务3：请同学们分组讨论硫在元素周期表中的位置推测硫的化学性质。第三周期、第ⅥA族3.硫的原子结构①第三周期、第VIA族②硫原子最外层有6个电子，在化学反应中易得2个电子，形成－2价硫的化合物。③硫原子比氧原子多一个电子层，得电子能力相对较弱，含硫化合物中，硫常为+4价或+6价④非金属性：Cl＞S、O＞S；氧化性：Cl2＞S、O2＞SS+16286S2-+16288+2e--6e-S+4+6S-4e-从化合价、得失电子的角度分析硫单质的化学性质表现还原性表现氧化性既有氧化性又有还原性2、硫单质的化学性质任务一、阅读教材P2页内容，结合硫原子的结构特点，思考硫单质具有哪些化学性质，有何规律和用途？并写出有关化学反应方程式。①硫是较活泼的非金属元素，能与许多金属、非金属发生反应（体现氧化性或还原性）。②在一定条件下可与金属Fe、Cu及H2、O2等非金属单质反应：Fe＋SFeS（硫化亚铁），S是氧化剂（体现氧化性），Fe是还原剂；2Cu＋SCu2S（硫化亚铜），S是氧化剂（体现氧化性），Cu是还原剂；H2＋SH2S（硫化氢），S是氧化剂（体现氧化性），H2是还原剂；S＋O2

SO2，S是还原剂（体现还原性），O2是氧化剂。③规律：硫与变价金属反应时生成

，而不是高价态。（注意：氯气在一定条件下于Fe、Cu反应，生成高价态的

、

）硫与氧气反应，不论氧气是否足量、浓度如何，其一步反应都只能生成

，不能生成

。④用途：

硫常用于制造硫酸、化肥、农药、火药、硫磺皂等，还可用于制造硫化橡胶。低价态的金属硫化物FeCl3CuCl2SO2SO32SO2＋O22SO3任务二、拓展探究：硫单质既具有氧化性，又具有还原性，请尝试写出硫单质分别与浓硫酸、浓硝酸及强碱（氢氧化钠溶液）反应的化学方程式。据此，你对实验室除去试管内壁附着的硫有哪些新认识？①硫与浓H2SO4反应：

。

②硫与浓HNO3反应：

。

③与强碱的反应

(用热碱溶液清洗硫)④常用两种方法除去试管内壁附着的硫：a.物理法：

。

b.化学法：

。

【拓展】向Na2S和Na2SO3的混合溶液中加入稀H2SO4：

，即S2-和SO32－在酸性条件不可以大量共存。常用CS2将硫单质与其他物质分离，也可用CS2洗去试管内壁上的硫单质。S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2OS＋6HNO3(浓)H2SO4＋6NO2↑＋2H2O3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O加氢氧化钠溶液溶解，3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4==3S↓＋3Na2SO4＋3H2O2S2-＋SO32-＋6H+==3S↓＋3H2O与金属单质发生化学反应S与Cl2对比SCl2NaCl2+2Na2NaCl点燃S+2NaNa2S研磨HgS+HgHgSFe3Cl2+2Fe2FeCl3点燃S+FeFeSCuCl2+CuCuCl2点燃S+2CuCu2S+3+2+2+1硫的氧化性较弱，与变价金属反应时，一般生成低价态硫化物。二、二氧化硫的性质及应用

1、二氧化硫的性质任务一、阅读教材P2-3页内容，观察二氧化硫样品，并闻气味，完成教材P3页【实验5-1】，思考二氧化硫具有哪些物理性质？①物理性质：

二氧化硫是

气体，是大气污染物之一；

，通常状况下，1体积水溶解约40体积SO2。无色、有刺激性气味的有毒易溶于水如图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（保留该溶液供实验5-2使用）。②实验探究：实验二氧化硫溶于水（P3【实验5-1】）实验装置

实验原理实验用品二氧化硫、水、试管、橡胶塞、水槽实验步骤如图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（保留该溶液供实验5-2使用)实验现象实验结论试管内液面上升，pH试纸变红色SO2易溶于水SO2＋H2OH2SO3

任务二、结合教材P4页【实验5-2】，观察实验现象，分析实验原理，并填写下表内容。实验操作实验现象实验结论

溶液颜色变红色SO2的水溶液显酸性溶液先变红，振荡后褪色，再加热后溶液颜色恢复红色SO2具有漂白性，但生成的化合物不稳定产生白色沉淀SO2具有还原性，可被新制氯水氧化成SO42－，与Ba2＋反应生成BaSO4沉淀任务3：请同学们分组讨论SO2的化学性质基于物质类别研究物质性质酸性氧化物②与碱性氧化物反应①与水反应③与碱反应④与某些盐反应SO2化学性质同CO2任务三、结合上述实验，阅读教材P4页“资料卡片”内容，思考二氧化硫具有哪些主要化学性质及用途？三氧化硫与二氧化硫同为酸性氧化物，三氧化硫可能具有哪些性质？请举例说明。①二氧化硫的化学性质：（从物质类别和元素价态分析）a.酸性氧化物：i与水反应

.可逆反应：该反应在同一条件下，既能

进行，同时又能向

进行的反应，叫做可逆反应。可逆反应具有三性：双向性、同时性、共存性（反应物不能完全转化为生成物，反应物和生成物共存)。

ii与碱反应;.

iii与碱性氧化物反应

.

ⅳ与某些盐反应

.

SO2＋H2OH2SO3向正反应方向逆反应方向SO2＋2NaOH==Na2SO3＋H2OSO2＋CaO==CaSO3SO2＋NaOH==NaHSO3

(注意：SO2少量

SO2过量)SO2＋NaHCO3＝NaHSO3＋CO2

任务4：请同学们分组探讨从元素化合价变化角度分析SO2性质化合价-20+4+6含硫物质氢化物物质类别单质氧化物酸盐H2SNa2SSSO2H2SO3Na2SO3SO3H2SO4Na2SO4还原性氧化性SO2中的化合价是+4价，故SO2既有氧化性，又有还原性硫元素价类二维图b.还原性：SO2中硫元素的化合价为

价，属于中间价态，因此SO2既有

、

又有

，一般表现为较强的还原性，可被多种氧化剂(O2﹑Cl2﹑溴水、KMnO4、Fe3＋、HNO3、H2O2、Na2O2等)氧化为+6价硫的化合物。①SO2可以被氧气氧化成三氧化硫，三氧化硫溶于水生成硫酸，工业上利用这一原理生产硫酸反应方程式：

，

。②SO2能使氯水、溴水褪色：

。

③SO2能使KMnO4溶液褪色：

。④SO2与Fe3＋反应：

。⑤

SO2与H2O2反应：

。SO3＋H2O==H2SO4Cl2＋SO2＋2H2O=2HCl＋H2SO4，Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO45SO2＋2MnO4－＋2H2O==5SO42－＋2Mn2＋＋4H＋SO2＋2Fe2＋＋2H2O==SO42－＋2Fe3＋＋4H＋SO2＋H2O2==H2SO42SO2＋O22SO3还原性氧化性+4c.氧化性：SO2与H2S发生归中反应：

。d.漂白性：二氧化硫具有漂白作用，工业上常用二氧化硫来漂白纸浆、毛、丝等。二氧化硫的漂白作用是由于它能与某些有色物质结合而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颜色。SO2＋2H2S==3S＋2H2OSO2水溶液BaCl2溶液没有明显现象随后变浑浊放一会儿SO2＋O2→SO3SO2＋O2＋H2O→H2SO42SO2＋O2＋2H2O＝2H2SO4BaSO4补充实验【特别提醒】①SO2虽具有漂白性，但不能漂白

，如：SO2通入紫色的石蕊试液中，溶液只变红不褪色，而氧化类漂白剂(氯水、Na2O2)则能漂白酸碱指示剂②SO2使溴水、KMnO4溶液褪色，是利用SO2的

，而不是漂白性此外，二氧化硫可用于杀菌消毒，还是一种食品添加剂。②用途：漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等；用于杀菌消毒。如在葡萄酒中添加适量（最大使用量0.25g/L）的二氧化硫可以起到杀菌、抗氧化、保持葡萄酒的天然果香味等作用。指示剂还原性③三氧化硫的性质：a.物理性质：

标准状况下，SO3是一种

，熔点（16.8℃）、沸点（44.8℃）较低，极易溶于水生成硫酸。b.化学性质：具有酸性氧化物的通性，与水剧烈反应生成硫酸：

；三氧化硫通入氯化钡溶液反应：

。SO3＋H2O==H2SO4；SO3＋BaCl2＋H2O==BaSO4↓＋2HCl无色固体2、二氧化硫与氯气的漂白性比较及鉴别任务一、讨论交流：根据表格内容，思考二氧化硫与氯气的漂白性有何不同？并完成表格内容。

氯（气）水SO2漂白原理

反应类型

特点

应用范围

结论①SO2的漂白原理与氯水不同，SO2漂白是SO2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又使有色物质恢复原来的颜色。②SO2虽具有漂白性，但不能漂白指示剂。因此将SO2通入紫色石蕊溶液中，溶液只会变红，不会褪色。③氯气的漂白原理是氯气溶于水生成次氯酸具有强氧化性，将有色物质氧化成无色物质而漂白，实质为氧化还原反应。加热时不能恢复到原来的颜色，这种漂白效果是永久性的。HClO具有强氧化性，将有色物质氧化成稳定的无色物质SO2跟某些有色物质化合生成不稳定的无色物质氧化还原反应化合反应具有不可逆性，久置不恢复原色具有可逆性，久置能恢复原色适用于几乎所有的有机色质仅适用于品红、有色的毛发、丝绸、纸浆、草帽辫等3、二氧化硫与二氧化碳比较任务一、问题探究：结合下表信息，思考SO2和CO2的鉴别方法是什么？并完成表格内容。①SO2和CO2都能使澄清石灰水

，

故不能用澄清石灰水[或Ba(OH)2]鉴别SO2和CO2。②通常用以下方法鉴别SO2和CO2。试剂操作现象与结论品红溶液将气体分别通入品红溶液中酸性KMnO4溶液将气体分别通入酸性KMnO4溶液中溴水(或氯水)将气体分别通入溴水(或氯水)中氢硫酸将气体分别通入氢硫酸溶液中品红溶液褪色的是SO2，不褪色的是CO2KMnO4紫红色溶液褪色的是SO2，无变化的是CO2溴水(或氯水)褪色的是SO2，无变化的是CO2产生黄色浑浊的是SO2，无变化的是CO2变浑浊③检验CO2、SO2同时存在的实验设计流程流程设计选用试剂实验现象检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2品红溶液酸性KMnO4溶液品红溶液澄清石灰水褪色褪色不褪色变浑浊硫

二氧化硫硫的存在和性质二氧化硫的性质硫元素的存在形式硫单质的物理性质二氧化硫的物理性质

二氧化硫的化学性质硫的原子结构硫的化学性质

二氧化硫的漂白性

二氧化硫的用途课堂小结【例】下列化合物能用相应的单质直接化合制得的是(

)①CuS

②FeS

③HCl

④SO2

⑤SO3

⑥FeCl2⑦CuCl2A．①②③④⑤⑥⑦B．①②③④⑦C．②③⑤⑦

D．②③④⑦D1.下列关于单质硫及的SO2说法中，正确的是(

)A．SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO4B．可CS2用或热NaOH溶液清洗残留在试管内壁的硫C．硫跟铁单质反应生成硫化铁D．SO2有毒，不能用作食品添加剂B2.下列反应中，SO2作还原剂的是()A.SO2＋NaOH==NaHSO3B.SO2＋H2O2==H2SO4C.SO2＋2H2S==3S＋2H2OD.2Mg＋3SO2==S＋2MgSO3B3.下列反应中，不能说明SO2是酸性氧化物的是()A.SO2＋H2OH2SO3B.SO2＋2NaOH==Na2SO3＋H2OC.2SO2＋O22SO3D.SO2＋CaO==CaSO3催化剂C4.下列反应中，SO2体现氧化性的是(

)A.SO2＋Ca(OH)2==CaSO3↓＋H2OB.SO2＋Cl2＋2H2O=2HCl＋H2SO4C.SO2＋2H2S==3S＋2H2OD.5SO2＋2KMnO4＋2H2O==K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4C5．下列关于SO2的说法中，正确的是()A．SO2具有漂白性，可用作食品防腐剂

B．SO2与水反应生成H2SO3C．SO2能与BaCl2反应能生成BaSO3

D．SO2是一种还原性气体，具有可燃性B【课堂练习1】1、下列关于硫的说法不正确的是(

)A．试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去B．游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里C．单质硫既有氧化性，又有还原性D．硫在过量纯氧中的燃烧产物是三氧化硫D2、下列说法中正确的是()A．硫与金属或非金属反应均作氧化剂B．分离黑火药中的硝酸钾、木炭、硫黄要用到二硫化碳、水及过滤操作C．过量的硫与铁反应生成Fe2S3，表现了硫单质的氧化性D．硫只以化合态形式存在于自然界中BD3、下列化合物能由两种单质直接化合生成的是(

)A．Fe2S3B．CuSC．SO3 D．SO2【课堂练习2】1、下列说法正确的是(

)A．因为SO2具有漂白性，所以它能使品红溶液、溴水、KMnO4(H＋)、石蕊溶液褪色B．能使品红溶液褪色的不一定是SO2C．SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其原理相同D．等物质的量的SO2和Cl2相遇在溶液中具有漂白能力B2、如图是研究二氧化硫性质的微型实验装置。现用60%硫酸溶液和亚硫酸钠晶体反应制取SO2气体，实验现象很明显，且不易污染空气。下列说法中错误的是(

)A．紫色石蕊溶液变蓝色B．品红溶液褪色C．溴水橙色褪去D．含酚酞的NaOH溶液红色变浅A3、Cl2和SO2都具有漂白作用，能使品红溶液褪色。若将等物质的量的Cl2、SO2混合后再通入品红与BaCl2的混合溶液，能观察到的现象是(

)①溶液很快褪色②溶液不褪色③出现沉淀④不出现沉淀A．①②

B．①③C．②③

D．②④4、在BaCl2溶液中通入SO2气体，未见沉淀生成，若先通入下列的另一种气体，再通入SO2；或者向通入SO2气体的BaCl2溶液中加入下列物质，可以看到沉淀的有