第五章

化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素

第一節(jié)

硫及其化合物

課時(shí)1硫和二氧化硫

樂山大佛為世界第一大石刻彌勒佛，“佛是一座山，山是一尊佛”是其真實(shí)寫照。

然而歷經(jīng)千年，樂山大佛“鼻翼發(fā)黑，佛容暗淡”這背后的罪魁禍?zhǔn)拙烤故钦l呢？課堂導(dǎo)入化合價(jià)-20+4+6含硫物質(zhì)氫化物物質(zhì)類別單質(zhì)氧化物酸鹽H2SNa2SSSO2H2SO3Na2SO3SO3H2SO4Na2SO4你知道含硫元素的物質(zhì)有哪些？一、探究硫及其性質(zhì)1、硫存在形態(tài)自然界中游離態(tài)的硫一般存在于火山口附近或巖層里。硫鐵礦（FeS2）黃銅礦（CuFeS2）石膏（CaSO4·2H2O）芒硝（Na2SO4·10H2O）自然界中化合態(tài)的硫主要以硫化物或硫酸鹽形式存在。一、探究硫及其性質(zhì)2、硫單質(zhì)的物理性質(zhì)（俗稱：硫磺）黃色固體；不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2自然硫硫粉【思考1】若試管內(nèi)壁附著有單質(zhì)硫，如何洗滌除去?(物理性質(zhì))可以用CS2來清洗沾滿硫的試管。一、探究硫及其性質(zhì)有正交硫、單斜硫、彈性硫、S8S6S4S2等多種單質(zhì)，為硫的同素異形體

正交硫S8【思考】碳單質(zhì)有同素異形體，硫單質(zhì)有同素異形體嗎?一、探究硫及其性質(zhì)畫出硫的原子結(jié)構(gòu)示意圖，并回答以下問題：（1）硫在元素周期表中的位置如何？（2）硫的常見化合價(jià)有哪些？SO“位——構(gòu)——性”+16286+16288易得兩個(gè)電子化合價(jià)：位置

第三周期第ⅥA族結(jié)構(gòu)

性質(zhì)非金屬性：比氧元素、氯元素弱－2、0、+4、+6一、探究硫及其性質(zhì)預(yù)測(cè)單質(zhì)硫具有哪些化學(xué)性質(zhì)？非金屬單質(zhì)從化合價(jià)角度分析?0+4+6-2氧化性還原性一、探究硫及其性質(zhì)從物質(zhì)分類角度分析?一、探究硫及其性質(zhì)①S與金屬單質(zhì)的反應(yīng)Fe+S

FeS2Cu+S

Cu2S（硫化亞銅）S

+2Na=Na2SS

+

Hg

=

HgSΔ【思考】對(duì)比Fe、Cu與Cl2的反應(yīng)，你能得出什么結(jié)論？得到低價(jià)的金屬硫化物；氧化性Cl2>S。不小心打碎水銀溫度計(jì)，可用硫粉處理3、化學(xué)性質(zhì)一、探究硫及其性質(zhì)②S與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)H2+S

H2S（無色、有臭雞蛋氣味、有毒氣體）O2+S

SO2S前者表現(xiàn)氧化性，后者表現(xiàn)還原性，說明氧化性O(shè)2>S。【思考】這兩個(gè)反應(yīng)中，硫的化學(xué)性質(zhì)一樣嗎？O2過量能否生成SO3？注意：無論O2是少量還是過量，產(chǎn)物只能是SO2【思考】從氧化還原的角度，試著寫出S和濃硫酸在加熱時(shí)的反應(yīng)。3S+6NaOH

2Na2S+Na2SO3+3H2OS+2H2SO4(濃)

3SO2↑

+2H2O【思考】若試管內(nèi)壁附著有單質(zhì)硫時(shí)，可以用哪些方法洗滌除去?一、探究硫及其性質(zhì)③S與堿的反應(yīng)物理方法：用CS2溶解；化學(xué)方法：用熱的堿溶液(氧化性、還原性）4、用途①制黑火藥（一硫二硝三木炭）S+2KNO3+3CK2S+N2↑+3CO2↑②制硫磺皂硫磺皂屬于藥皂,具有清潔衣物、清潔皮膚、除螨蟲、消炎、抗真菌的功效,建議在醫(yī)生指導(dǎo)下使用硫磺皂,以免對(duì)皮膚造成刺激。③羊毛、蠶絲或麻類纖維及其制品可用硫磺熏燒漂白一、探究硫及其性質(zhì)【思考】為什么羊毛、蠶絲或麻類纖維及其制品可用硫磺熏燒漂白呢？其原理是什么？

根據(jù)上述反應(yīng)可知，硫磺熏燒漂白的實(shí)質(zhì)是利用了二氧化硫的漂白性。依據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，二氧化硫的漂白有什么特點(diǎn)？食物，如銀耳是否可以使用二氧化硫漂白？S+O2

===SO2點(diǎn)燃二、二氧化硫的性質(zhì)和用途顏色狀態(tài)氣味密度溶解性毒性比空氣____無色氣態(tài)刺激性氣味大易溶于水1:40有毒SO2的溶解性實(shí)驗(yàn)1、SO2的物理性質(zhì)二、二氧化硫的性質(zhì)和用途二、二氧化硫的性質(zhì)和用途SO2的溶解性實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】試管內(nèi)水位上升，pH試紙變紅SO2易溶于水，水溶液呈酸性SO2+H2OH2SO3(亞硫酸，弱酸)可逆反應(yīng)符號(hào)在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。酸性：H2SO3>CH3COOH>H2CO3【實(shí)驗(yàn)原理】Cl2+

H2OHCl+HClOCO2+H2O

H2CO3反應(yīng)條件不同，不是可逆反應(yīng)。H2燃燒生成水?水電解生成氫氣和氧氣?二、二氧化硫的性質(zhì)和用途【思考】我們學(xué)過的哪些反應(yīng)是可逆反應(yīng)?【思考】二氧化硫有什么化學(xué)性質(zhì)？請(qǐng)根據(jù)二氧化硫的類別和價(jià)態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)。從物質(zhì)類別角度看，SO2屬于______________酸性氧化物二、二氧化硫的性質(zhì)和用途具有酸性氧化物的通性(跟CO2對(duì)比)①與水反應(yīng)SO2+H2OH2SO3②與堿→鹽+水SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O(吸收尾氣)SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2OSO2少量：SO2過量:SO2+NaOH=NaHSO32SO2+Ca(OH)2=Ca(HSO3)2③與堿性氧化物→鹽SO2+CaO=CaSO3（燃煤脫硫）能被KMnO4(H+)、X2(X=Cl、Br、I)、Fe3+溶液等強(qiáng)氧化劑氧化，生成SO42-

從化合價(jià)角度看,

硫元素的化合價(jià)有

，SO2

中硫元素為

價(jià)，處于“中間”價(jià)態(tài)，所以SO2具有

性和

性。-2、0、+4、+6+4氧化還原2、SO2的化學(xué)性質(zhì)二、二氧化硫的性質(zhì)和用途(1)還原性（強(qiáng)）二氧化硫還可能被哪些氧化劑氧化？（溶液由紫紅色變?yōu)闊o色）5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4(2)氧化性（弱）SO2

＋2H2S===3S+2H2O

氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是多少？氧化劑還原劑2:1氧化產(chǎn)物還原產(chǎn)物（產(chǎn)生淡黃色固體）為什么不標(biāo)“”？↓2、SO2的化學(xué)性質(zhì)二、二氧化硫的性質(zhì)和用途H2S溶液：SO2+2H2S=3S↓+2H2O(黃色沉淀)

實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論用試管取2mLSO2的水溶液，向其中滴入1～2滴品紅溶液，振蕩，觀察溶液的顏色變化。

然后加熱試管，注意通風(fēng)，再觀察溶液的變化。

溶液褪色溶液恢復(fù)原來的顏色SO2能使品紅溶液褪色，SO2的漂白是暫時(shí)性的,加熱后恢復(fù)原來的顏色(3)SO2的漂白性【實(shí)驗(yàn)5-2】二、二氧化硫的性質(zhì)和用途(3)SO2的漂白性①原理：②實(shí)質(zhì)：化合反應(yīng)，非氧化還原反應(yīng)。二氧化硫+有色物質(zhì)=不穩(wěn)定的無色物質(zhì)光照、加熱、久置有色物質(zhì)注意：SO2

不能漂白酸堿指示劑！檢驗(yàn)SO2：品紅溶液二、二氧化硫的性質(zhì)和用途③程度：暫時(shí)性、可逆性【思考1】將SO2

通入含少量酚酞的NaOH溶液中，溶液的紅色褪去，體現(xiàn)的是SO2

的漂白性嗎?答：不是，SO2與NaOH反應(yīng)，導(dǎo)致溶液堿性減弱，故紅色褪去。【思考2】SO2可以使溴水、高錳酸鉀褪色和SO2使品紅褪色原理一樣嗎？答：前者是表現(xiàn)還原性，后者是表現(xiàn)漂白性。【思考3】SO2和氯水均有漂白性，如果將SO2和Cl2等物質(zhì)的量混合，其水溶液的漂白性是不是更強(qiáng)？為什么？答：將等物質(zhì)的量的SO2和Cl2同時(shí)通入水中，二者發(fā)生反應(yīng)：SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl，從而失去漂白效果。二、二氧化硫的性質(zhì)和用途漂白劑漂白原理分類變化效果活性炭、硅膠————HClO、O3、H2O2

SO2

有強(qiáng)氧化性，能將有色物質(zhì)氧化成無色物質(zhì)吸附有色物質(zhì)能夠和有色有機(jī)物(如品紅)結(jié)合，形成不穩(wěn)定的無色化合物吸附型氧化型加合型物理變化化學(xué)變化化學(xué)變化

不可逆（永久性）可逆（暫時(shí)性）歸納總結(jié)——常見物質(zhì)的漂白原理二、二氧化硫的性質(zhì)和用途通入SO2

品紅溶液通入SO2

褪色加熱至沸騰恢復(fù)紅色通入Cl2

加熱至沸騰不恢復(fù)紅色褪色紫色石蕊試液通入Cl2

很快變紅，但不褪色立即變紅，隨后褪色SO2

和氯水的漂白性比較(1)通入品紅溶液(2)通入紫色石蕊試液【對(duì)比提升】二、二氧化硫的性質(zhì)和用途3．SO2的用途（1）工業(yè)上常用SO2來漂白紙漿、毛、絲等；（2）SO2可用于殺菌消毒，還是一種食品添加劑。SO2作為食品添加劑有多種用途，如在食糖制備過程中作漂白劑，葡萄酒、干果制作中添加適量SO2作防腐劑、抗氧化劑，但SO2作為食品添加劑應(yīng)嚴(yán)格控制用量。

資料卡片——食品添加劑SO2二、二氧化硫的性質(zhì)和用途4、酸雨的形成原因及過程成因主要來自含硫高的煤炭，火山噴發(fā)、工業(yè)廢氣等過程SO2+H2OH2SO32H2SO3+O22H2SO4危害水體酸化，魚類死亡；土壤酸化，農(nóng)作物減產(chǎn)；腐蝕建筑物、森林等1、開發(fā)新能源，減少化石燃料燃燒2、煤脫硫處理（石灰固硫法：SO2+CaO

CaSO3）3、工業(yè)廢氣處理排放（石灰乳吸收：SO2+Ca(OH)2

CaSO3+H2O防治我們?cè)撊绾螠p少二氧化硫的排放，防止大氣污染呢？二、二氧化硫的性質(zhì)和用途5、SO2的制備SO2的實(shí)驗(yàn)室制法：Na2SO3＋H2SO4(70%)=Na2SO4＋SO2↑＋H2O試說明圖中各試劑瓶中的現(xiàn)象及SO2體現(xiàn)的性質(zhì)。

二、二氧化硫的性質(zhì)和用途制取SO2，進(jìn)而驗(yàn)證SO2水溶液的酸性、漂白性、還原性、氧化性【思考】如何利用SO2的性質(zhì)鑒別CO2和SO2？將兩種氣體分別通入品紅溶液中,能使品紅溶液褪色的是SO2。1、根據(jù)氣味:2、用品紅溶液鑒別:有刺激性氣味的氣體是SO2，無氣味的氣體是CO2。3、用溴水、酸性高錳酸鉀溶液鑒別:將兩種氣體分別通入溴水或酸性高錳酸鉀溶液中,能使溴水或酸性高錳酸鉀溶液褪色的是SO2。4、用FeCl3溶液鑒別:使溶液棕黃色變淺的是SO2,無明顯現(xiàn)象的是CO2。5、用Ba(NO3)2溶液鑒別:使溶液變渾濁的是SO2,無明顯現(xiàn)象的是CO2。二、二氧化硫的性質(zhì)和用途【思考】如何的除去CO2中SO2？用飽和NaHCO3溶液除去。1、利用二氧化硫的還原性：2、利用亞硫酸的酸性比碳酸強(qiáng)：用酸性高錳酸鉀溶液、氯水、溴水等除去。【思考】如何的除去SO2中HCl？用飽和亞硫酸氫鈉溶液除去。二、二氧化硫的性質(zhì)和用途SO2+2NaHCO3=Na2SO3+CO2+H2O1.化學(xué)興趣小組為了探究常溫下某非金屬氧化物形成的未知?dú)怏w的成分,將氣體通入澄清石灰水,發(fā)現(xiàn)澄清石灰水變渾濁,持續(xù)通入發(fā)現(xiàn)溶液又變澄清,由此該小組成員對(duì)氣體的成分提出猜想。[提出猜想]猜想1:該氣體為CO2。猜想2:該氣體為SO2。猜想3:___________________________。

為了驗(yàn)證猜測(cè),該小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以探究。[實(shí)驗(yàn)探究]該小組同學(xué)按如圖所示裝置,將氣體從a端通入。氣體為CO2和SO2的混合氣體及時(shí)鞏固(1)B中應(yīng)該裝下列________試劑(填編號(hào))。

A.NaCl溶液B.酸性KMnO4溶液C.鹽酸 D.澄清石灰水(2)A中品紅溶液的作用是___________________________。

(3)D中澄清石灰水的作用是___________________________。

通過該實(shí)驗(yàn),該小組同學(xué)觀察到以下三個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:①A中品紅溶液褪色 ②C中品紅溶液不褪色③D中澄清石灰水變渾濁[得出結(jié)論](4)由上述現(xiàn)象,該小組同學(xué)確認(rèn)該氣體的成分為_____________________。

B驗(yàn)證混合氣體中是否含有SO2驗(yàn)證混合氣體中是否含有CO2CO2和SO2的混合氣體及時(shí)鞏固1.物理性質(zhì)：2.化學(xué)性質(zhì)：酸性氧化物的通性①與水反應(yīng)：②與堿性氧化物反應(yīng)：③與堿反應(yīng)：

④與某些鹽溶液反應(yīng)(BaCl2)：SO3＋H2O=H2SO4（放出大量熱）SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2OSO3+CaO=CaSO4熔點(diǎn)為16.8℃，沸點(diǎn)為44.8℃，常溫下為無色液體，標(biāo)況下為無色固體。三、了解三氧化硫的性質(zhì)SO3＋H2O＋BaCl2=BaSO4↓＋2HCl思考：SO2與BaCl2溶液能否反