第五章

化工生產中的重要非金屬元素

第1節

硫及其化合物1、硫單質的物理性質色態溶沸點同素異形體黃色或淡黃色固體、很脆不溶于水微溶于酒精易溶于CS2不高溶解性斜方硫、單斜硫等多種一、認識硫單質硫單質的化學性質預測：兩個方面①分類觀②價態觀非金屬單質的通性（1）與金屬反應（2）與非金屬反應氧化性與還原性現象：劇烈燃燒，發光發熱，生成黑色固體。

注意：

生成硫化亞鐵FeS

Fe+S=FeS

氧化劑△0-2不生成硫化鐵Fe2S3反應放出的熱能使反應繼續進行[討論]硫和氯氣都能分別與銅、鐵反應，試比較反應有何異同。結論：氯氣的氧化性比硫強Fe+S=FeS△硫是氧化劑2Cu+S=Cu2S△化合反應生成低價的金屬硫化物＋1＋2Cu+Cl2=CuCl2點燃2Fe+3Cl2=2FeCl3△氯氣是氧化劑化合反應生成高價的金屬氯化物＋2＋3（2）硫與非金屬的反應S+O2=SO2點燃0+4硫作為還原劑具還原性H2+S=H2S△C+2S=CS2高溫0-2-20硫作為氧化劑，具氧化性。硫在氧氣中燃燒

劃火柴時常聞到的一股嗆鼻的氣味，就是火柴頭成份中的硫燃燒后產生的二氧化硫。硫單質具有較強的還原性，可以被濃硫酸氧化：

思考：用硫單質進行實驗時，會粘在試管的內壁上，如何除去？

用CS2

濃的熱強堿溶液，比如濃NaOH溶液

△方程式：3S+6NaOH=2Na2S+Na2SO3+3H2O△S+2H2SO4(濃)=3SO2↑+2H2O（3）氧化性和還原性小結：硫單質的化學性質硫是一種比較活潑的非金屬單質既可表現氧化性，又可表現還原性

當硫與強還原劑（金屬、氫氣、碳等）反應時，表現氧化性（硫元素化合價降低）。當硫與氧氣等強氧化劑反應時，表現還原性。（硫元素化合價升高）硫的用途制造硫酸硫化橡膠農藥（石灰硫黃合劑）黑火藥焰火火柴硫磺皂醫藥（硫黃軟膏）3、自然界中的硫火山爆發火山口的硫(1)硫元素在自然界中只存在化合態，沒有游離態(

)(2)高價態的含硫物質要實現向低價態含硫物質轉化，一定發生還原反應(

)(3)要洗滌試管壁上附著的硫單質，不能用水洗，可以用酒精洗滌(

)(4)硫和鐵、銅在加熱條件下生成Fe2S3和CuS(

)(5)單質硫在純氧中燃燒，其氧化產物為SO3(

)(6)硫是一種非金屬單質，與其他單質反應，只能作氧化劑(

)判斷正誤×√××××1.實驗室洗滌試管壁上附著的硫單質，常用兩種方法。(1)物理方法：用CS2洗滌，利用單質硫的性質為____________。(2)化學方法：用熱的NaOH溶液洗滌，該反應原理為3S＋6NaOH=2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，在該反應中，硫單質表現____性和_____性，氧化劑和還原劑的物質的量之比為____，寫出上述反應的離子方程式：________________________________。(3)向上述反應的溶液中再加入適量的稀H2SO4，會產生淡黃色沉淀，寫出該反應的離子方程式：______________________________。易溶于CS2氧化還原2∶12.下列化合物能用相應的單質直接化合制得的是_______________(填序號)。①CuS

②FeS

③HCl

④SO2

⑤SO3

⑥FeCl2

⑦CuCl2

⑧Cu2S

⑨HgS

⑩Ag2S②③④⑦⑧⑨⑩SO2

1、物理性質：無色，有刺激性氣味的氣體，易溶于水（1：40），也溶于乙醇和乙醚。二、硫的氧化物SO2、SO3+4+6請大家預測思考SO2的化學性質：（分類觀和價態觀）酸性氧化物、弱氧化性和較強的還原性（與CO2比較）2、化學性質（1）酸性氧化物（與水、堿性氧化物、堿反應）①與水的反應：②與堿性氧化物的反應：鈣基固硫③與堿的反應（類比CO2的過量和少量）：SO2+H2O=H2SO3（3）強還原性

SO2+O2SO3催化劑H2SO3+O2=H2SO4

Na2SO3+O2=Na2SO4常見的氧化性還原性的微粒：

Fe3+、ClO－、MnO4－、Cr2O72－、NO3－(H+)

Fe2+、I－、S2－(HS－、H2S)、SO32－（HSO3-…）常見氧化性離子：常見還原性離子：正反應：逆反應：可逆反應：SO2+Cl2SO2+Br2Na2O2+SO2=?+2H2O=H2SO4+2HCl+2H2O=H2SO4+2HBrSO2+X2+H2O=H2SO4+2HX漂白粉的漂白原理：CO2+H2O+Ca(ClO)2=CaCO3↓+2HClOSO2+H2O+Ca(ClO)2=SO2通入到酸性高錳酸鉀溶液中，高錳酸鉀溶液會褪色寫出該反應的化學方程式SO2+MnO4－=SO42－+Mn2+5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4+H2O+2H+④二氧化硫的特性------漂白性（鑒定SO2的存在）

二氧化硫可以使品紅褪色，因為二氧化硫和有色物質結合不穩定的無色物質。但不穩定受熱容易分解又恢復到原色。思考：具有漂白性的物質有哪些？原理是？漂白劑的分類：（按原理不同可將漂白劑分為三大類）（1）氧化型：漂白劑本身是強氧化劑，通過氧化作用破壞有色物質，這種漂白是不可逆的。常見的這類漂白劑有HClO、Na2O2

、H2O2等。（2）加和型：漂白劑與有色物質發生反應，生成無色物質，但受熱時，生成的無色物質分解，又恢復成原來的有色物質，這種漂白是可逆的。如：SO2漂白品紅溶液。（3）吸附型：有些固體物質疏松、多孔、比表面積大，可以吸附一些有色物質，這是一種物理過程。如活性炭、膠體。明礬可以凈水，就是生成的氫氧化鋁膠體，具有較大的表面積，可以吸附水中的雜質。練習：把某氣體通入品紅溶液中，品紅褪色，則該氣體是SO2，是否正確？答：不正確；因為Cl2

、O3也能使品紅褪色；加熱褪色后的溶液，若回復原來的顏色，則通入的氣體是SO2，否則不是。SO2現象？原因？SO2CO2色、味溶解性毒性密度無色、無味無毒有毒無色刺激性氣味易溶（1:40）可溶（1:1）比空氣大CO2與SO2比較SO2CO2與H2O還原性與堿氧化性CO2+H2OCO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2OCO2只有氧化性2SO2+O2CO2+C===2COSO2+2H2S=3S↓+2H2OH2CO3SO2+H2OH2SO3SO2+Ca(OH)2==CaSO3↓+H2O均可使澄清的石灰水變渾濁，氣體過量時，溶液又變澄清高溫2SO3催化劑漂白性無有，不穩定Ca(OH)21.將CO2、

SO2通入CaCl2/BaCl2溶液，有何現象？CO2SO2均不能和CaCl2/BaCl2反應，故無明顯現象！2.將CO2、SO2通入Ca(NO3)2/Ba(NO3)2溶液，有何現象？SO2和水反應生成H2SO3，NO3-在酸性環境中具有強氧化性，能將H2SO3氧化成H2SO4，故生成BaSO4(或CaSO4)白色沉淀!CO2不能跟Ca(NO3)2/Ba(NO3)2反應，故無明顯現象方法：①提供堿性環境②對于SO2（還原性），可以提供氧化性的環境將CO2、

SO2通入CaCl2/BaCl2溶液，不會出現沉淀，改變條件有哪些方法可以產生沉淀呢思考：3、用途

閱讀書本P3-4①漂白②殺菌消毒，食品添加劑（1）原理：（2）裝置：（3）藥品和儀器：（4）除雜（5）收集（6）尾氣處理發生裝置凈化裝置收集裝置尾氣處理裝置4、SO2的實驗室制法濃H2SO4Na2SO3粉末SO2Na2SO3+H2SO4(濃)==Na2SO4+H2O+SO2↑向上排空氣法濕潤的品紅試紙褪色密度比空氣大二氧化硫的檢驗：驗滿：品紅溶液褪色收集：二氧化硫的實驗室制備70%左右的濃硫酸二氧化硫制備的完整裝置：

標況下為無色、針狀晶體，能與水反應生成硫酸，且放出大量的熱，它是一種酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，在溶液中更多時候表現的是硫酸的性質。熔點：16.7℃，沸點：44.8℃1、與水反應2、與堿性氧化物反應3、與堿的反應SO3的性質：三、硫的氫化物（H2S）1、物理性質：2、化學性質：在氧氣中燃燒（條件：點燃）不完全燃燒：2H2S+O2=完全燃燒：

2H2S+3O2=

無色有臭雞蛋氣味的氣體，密度比空氣略大，能溶于水（1:2.6），劇毒。（1）酸的通性（氫硫酸）（2）不穩定性（受熱易分解）（3）強還原性：（常見氧化性還原性微粒）2S+2H2O2SO2+2H2O3、制法FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑Cl2+H2S=2H2S+SO2=S↓+2HCl3S↓+2H2O硫酸四、硫酸H2SO4是一種無色粘稠的油狀液體，密度比水大，高密度酸，具有較高的沸點（高沸點酸），能與水以任意比互溶，溶解時可放出大量的熱，濃硫酸的稀釋方法是：將濃硫酸沿燒杯內壁緩緩倒入水中并用玻璃棒攪拌。灑到手上怎么處理？2、硫酸的化學性質：稀硫酸（酸的通性）和濃硫酸3、濃硫酸的三大特性1、硫酸的物理性質：用干抹布擦干濃硫酸，再用大量水沖洗，最后涂上碳酸氫鈉溶液（1）吸水性：作干燥劑（H2SO4?nH2O）（2）脫水性(蔗糖)C12H22O11====12C+11H2O濃硫酸C+H2SO4(濃)=CO2↑+SO2↑+H2O△蔗糖變黑，體積膨脹，形成疏松多孔狀的炭并有刺激性氣味氣體產生。現象：d、將a試管里的溶液慢慢倒入水中，溶液變為_____a、試管中銅絲表面__________________________b、試管中的品紅溶液逐漸變為________c、試管中的紫色石蕊溶液逐漸變為________逐漸變黑色，有氣泡產生無色紅色藍色寫出銅與濃硫酸反應的方程式，并改寫成離子方程式。與SO2的制備方程式比較注意：①不生成氫氣②離子方程式書寫時，濃硫酸較濃時不能拆③現象：溶液中看不到藍色④如何看到藍色Cu＋2H2SO4(濃)===CuSO4＋SO2↑＋2H2O?分別寫出濃硫酸、稀硫酸與鐵反應的方程式。濃硫酸能與除Pt、Au等以外的大多數金屬反應。在常溫下，濃硫酸遇鐵，鋁會鈍化，鈍化是不是化學反應呢？α-Fe2O3，α-Al2O3很致密，可以保護金屬防止被繼續氧化，因此可以用鐵鋁制品運輸濃硫酸。【思考交流】濃硫酸能和金屬反應，為什么可用鋁罐車和鐵罐車來運輸濃硫酸？常溫下，濃硫酸讓Fe、Al的鈍化與非金屬C、S反應C+2H2SO4(濃)==2SO2↑+CO2↑+2H2O△請設計實驗方案：驗證碳和濃硫酸反應的產物說明：應首先用無水硫酸銅驗證水，然后用品紅驗證二氧化硫，再用高錳酸鉀氧化多余的二氧化硫，接著再次驗證二氧化硫是否全部被氧化，最后才驗證二氧化碳。設計實驗裝置：驗證碳和濃硫酸反應的產物與其它具有還原性物質的反應4、硫酸的工業制法（硫酸過去又稱為礬精，古代如何制備）分三步常見的還原性氧化性的微粒:比較三大強酸（H2SO4、HCl、HNO3）的性質課堂小結物理性質吸水性常用作干燥劑能干燥H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等不能干燥堿性氣體,如NH3等還原性氣體,如H2S、HBr、HI等化學性質脫水性

將有機物中的氫、氧元素按原子個數2∶1的比例脫去,如蔗糖脫水炭化強氧化性與活潑金屬反應2Fe+6H2SO4(濃)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O,常溫下濃硫酸使Fe、Al鈍化與不活潑金屬反應Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O與非金屬反應C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O濃硫酸的特性能力升華練習1:下列現象反映了硫酸的哪些主要性質

(1)濃硫酸滴在木條上，過一會兒，木條變黑。

(2)敞口放置濃硫酸時，質量增加。

(3)鋅粒投入稀硫酸中，有氣泡產生。

(4)把銅片放入濃硫酸里加熱，有氣體產生。

(5)利用濃硫酸和食鹽固體反應可制HCl氣體。

(6)濃硫酸不能用來干燥硫化氫氣體。

(7)利用硫化亞鐵跟稀硫酸反應可制H2S氣體(8)常溫下鐵鋁與濃硫酸鈍化脫水性吸水性酸性和氧化性酸性強氧化性難揮發性強氧化性強酸性強氧化性2.現有體積相同的濃硫酸和稀硫酸，分別放在兩個相同的試劑瓶中，怎樣識別？（提示利用性質區別比如物理性質、脫水性、強氧化性）

硫酸是世界上用量最大、用途最廣的化工基本原料之一，故硫酸的消費量被視為一個國家工業發展水平的標志五、硫酸鹽【思考】BaCl2溶液稀鹽酸某未知溶液白色沉淀不溶解則證明該溶液中一定含有SO42-離子。此結論是否正確？

不一定正確，溶液中可能含有Ag+離子問:若仍然是上述試劑,應該怎樣操縱才能確認待測液中是否含SO42-?先加稀鹽酸可排除Ag+的干擾,而且還可以排除CO32-、SO32-等離子的干擾,因稀鹽酸可將CO32-、SO32-轉化為氣體(CO2、SO2)探究實驗：1.兩支試管中分別加入Na2SO3溶液,一支先加HNO3,再加BaCl2;另一支先加BaCl2,再加HNO32.在兩支試管中分別加入Na2SO3溶液,一支先HCl,再加BaCl2,另一支先加BaCl2,再加HCl.討論：檢驗SO42-時，能否用稀硝酸酸化？強調:1.加入鹽酸酸化是為了排除CO32-、SO32-、Ag+等干擾2.不用硝酸酸化是為了防止SO32-被氧化成SO42-而造成干擾.試劑：可溶性鋇鹽和稀鹽酸方法：先用鹽酸酸化，再加BaCl2溶液1、SO42-離子的檢驗方法：利用此，可以除去粗鹽中的雜質：粗鹽的提純為使雜質離子完全除去，要加入過量的試劑。后續試劑要能夠將前面所加過量的試劑除去，由此可知碳酸鈉溶液要在氯化鋇溶液之后加入。通常加入試劑的幾種順序：①BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→鹽酸②NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→鹽酸③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→鹽酸粗鹽的提純【思考與討論】硫酸鋇BaSO4（重晶石）

白色，不溶于水，不溶于酸，故不易被人體吸收，且不易被X射線透過。

白色顏料鋇餐（x射線透視腸胃的內服藥劑）2、常見的硫酸鹽：醫療上，常用“鋇餐”作為消化道的X射線的檢查方法。目前普遍的使用高密度的醫用硫酸鋇（保證無氯化鋇、碳酸鋇等毒物）為造影劑，由病人吞服引入消化道，作內腔比襯檢查。這是因為硫酸鋇中鋇為重金屬鹽，X射線對硫酸鋇的穿透能力差，檢查時可以明顯地顯示出硫酸鋇在消化道的充盈情況，據此，醫生可以作出病理判斷。關于鋇餐：為什么造影劑用硫酸鋇而不用氯化鋇或者碳酸鋇呢？硫酸鈣●化學式CaSO4。●白色晶體或粉末。●含2分子結晶水的硫酸鈣稱為“石膏”，在自然界中以石膏礦存在。CaSO4·2H2O2CaSO4·H2O

3H2O2150～170℃+(生)石膏熟石膏2CaSO4·H2O+3H2O=2CaSO4·2H2O

用途：常用來制造各種模型、雕像和制粉筆，在外科醫療上常用來做石膏繃帶。熟石膏用水調成糊狀，它就很快與水反應生成堅硬的石膏石膏這兩個反應是可逆反應嗎課外實驗與制作：

用石膏制造粉筆硫酸鋅ZnSO4·7H2O（皓礬）

無色晶體收斂劑（使有機體組織收縮，減少腺體的分泌）和眼藥。鐵路施工用作木材防腐劑印染工業的媒染劑（使染料固著于纖維上）制作白色顏料（鋅鋇白等鋅鋇白又稱立德粉）,是硫化鋅和硫酸鋇的混合