資源簡介

(共23張PPT)
第五章 化工生產中的重要非金屬元素
第一節 硫及其化合物
第1 課時 硫和二氧化硫
【學習目標】
1.通過分析硫的原子結構，推斷硫元素可能的化學性質并進行證實，理
解物質的微觀結構與宏觀性質之間的關系。
2.通過實驗探究，了解二氧化硫的物理性質和化學性質，能說出二氧化
硫的主要用途。
3.能從物質類別和硫元素化合價的角度認識硫和二氧化硫的性質，強化“證據推理與模型認知”能力的發展。
【情景引入】
自然界的硫單質
印度尼西亞爪哇島東部，卡瓦伊真火山噴出的氣體通過火山口內的噴氣孔形成硫黃，當地很多青壯年男子冒險去火山口采硫黃礦謀生。
請根據該視頻總結硫元素在自然界的存在形態和單質硫的性質？
一、硫和二氧化硫
(1)硫在自然界的存在形式
①游離態：
火山噴口附近或地殼的巖層里
②化合態
硫化物
黃鐵礦：FeS2；黃銅礦：CuFeS2
硫酸鹽
芒硝：Na2SO4·10H2O 石膏：CaSO4·2H2O
存在于某些蛋白質中
1.單質硫
畫出硫的原子結構示意圖，并回答以下問題：
（1）硫在元素周期表中的位置如何？
（2）硫的常見化合價有哪些？
S
O
第三周期、第VIA族
位置
化合價
-2 0 +4 +6
化合價
-2
0
+4
+6
氫化物
物質類別
單質
氧化物
酸
鹽
H2S
Na2S
S
SO2
H2SO3
Na2SO3
SO3
H2SO4
Na2SO4
【小組討論】根據火山噴發過程中產生的含硫物質以及你知道的含硫物質，
建立硫及其化合物的價類二維圖？
黃色晶體，俗稱硫黃，質脆，易研成粉末，不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2。
試管內壁附著的硫怎樣洗掉？
可用二硫化碳清洗
(3)物理性質
【想一想】
氧化性
(4)硫單質的化學性質
硫單質
Fe
Cu
H2
O2
與堿溶液反應
與金屬反應
與非金屬反應
（還原性）
3S+6NaOH Na2SO3+2Na2S+3H2O
(氧化性、還原性）
硫的氧化性較弱，與變價金屬反應，生成低價態的金屬硫化物。
硫與氧氣反應，無論氧氣是否過量，只生成SO2。
S
＋氧化劑
＋還原劑
－２
+4
０
既有氧化性又有還原性
【注意】也可用熱的強堿溶液洗滌附著在試管內壁上的硫
(5)硫的用途
硫主要用于制造硫酸、化肥、火柴及殺蟲劑等，還用于制造
黑火藥、煙花爆竹、硫化橡膠等。
2、二氧化硫
(1)SO2的物理性質
【思考】請設計一個實驗來證明SO2易溶于水？
色、態、味 密度 溶解性 毒性
比空氣____ ________________________________________________________ _____
無色有刺激性氣味的氣體
大
易溶于水，通常狀況下，1體積水溶解約40體積SO2
有毒
【實驗5-1】如圖5-2所示，把充滿SO2、塞有橡膠塞的試管倒立在水中，在水面下打開橡膠塞，觀察試管內液面的上升。待液面高度不再明顯變化時，在水下用橡膠塞塞緊試管口，取出試管，用pH試紙測定試管中溶液的酸堿度。
圖5-2 SO2溶于水
實驗現象 實驗結論
試管內液面上升
pH試紙測得溶液的pH小于7
SO2易溶于水
SO2水溶液顯酸性
SO2 + H2O H2SO3 （亞硫酸）
H2SO3 SO2 + H2O
亞硫酸不穩定，易分解
SO2 + H2O H2SO3
可逆反應符號
屬于中強酸
可逆反應：在同一條件下既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應。
特點：
① 雙向性 可逆反應分為兩個方向相反的反應；
② 雙同性 正、逆反應在同一條件下同時進行；
③ 共存性 在可逆反應中，反應物與生成物共存。
【想一想】我們以前學過的哪些反應是可逆反應
CO2 + H2O H2CO3
Cl2 + H2O HCl + HClO
【思考】氫氣與氧氣反應可以生成水,電解水可以得到氫氣與氧氣,
該反應是可逆反應嗎？
反應條件不同，
不是可逆反應。
不是
【思考】SO2有什么化學性質？請根據SO2的物質類別和價態進行預測。
（1）物質類別：酸性氧化物
（2）化合價：
SO2
＋還原劑
S
H2S
＋氧化劑
SO3
+4
+6
0
-2
化學性質：酸性氧化物通性, 既具有氧化性又具有還原性。
a.SO2+水→酸
SO2 + H2O H2SO3
①具有酸性氧化物的通性(類似CO2)
(2)化學性質
b.SO2+堿→鹽+水
SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O (SO2少量)
SO2 + NaOH = NaHSO3 (SO2足量)
SO2 + Ca(OH)2= CaSO3 ↓+ H2O
c. SO2+堿性氧化物→鹽
SO2+CaO=CaSO3
d. SO2+鹽→新鹽
SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3
SO2+NaHCO3 =NaHSO3 +CO2
燃煤脫硫
②還原性
SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX (X=Cl、Br、I)
5SO2+2MnO4 -+2H2O=5SO42- +2Mn2+ +4H+
SO2＋H2O2=H2SO4
SO2+2H2O+2Fe3+=4H++2Fe2++SO42-
③氧化性
SO2+2H2S=3S↓+2H2O
與O2、X2、酸性KMnO4、H2O2、Fe3+等反應
【思考交流】
1.怎樣除去CO2中的SO2
2.二氧化硫通入CaCl2溶液中是否能生成沉淀？若不能請想出生成沉淀的方法？
可向其中加入氨水或NaOH等堿性溶液
②通過盛有酸性高錳酸鉀溶液洗氣瓶。
①通過盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶
不能
SO2+NaHCO3 =NaHSO3 +CO2
5SO2+2MnO4 -+2H2O=5SO42- +2Mn2+ +4H+
實驗探究------探究SO2的漂白性
【實驗5-2】用試管取2mL在實驗5-1中的得到的溶液，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，再
觀察溶液的變化。
實驗操作 實驗現象
向品紅溶液中滴加SO2水溶液
給試管加熱
品紅溶液褪色
無色溶液又恢復原來的紅色
④漂白性
原理：
SO2與某些有色物質生成不穩定的無色物質
SO2 + 有色物質 = 不穩定的無色物質
暫時性，加熱可恢復。
特點：
注意：不能使酸堿指示劑褪色
還有活性炭、HClO 、Na2O2 、H2O2 等
【思考】我們還知道哪些物質具有漂白性？它們的漂白原理相同嗎？
漂白類型 實例 漂白原理 特點
氧化型 HClO、NaClO、 Na2O2、H2O2等 將有色物質氧化使其 失去原有的顏色 不可逆
加合型 SO2使品紅 溶液褪色 與有色物質結合，生成 不穩定的無色物質 可逆
吸附型 活性炭、Al(OH)3、 Fe(OH)3膠體 疏松多孔，表面積較大， 可以吸附一些有色物質 物理吸附
可重復使用
漂白類型 實例 漂白原理 特點
氧化型 HClO、NaClO、 Na2O2、H2O2等
加合型 SO2
物理吸附型 活性炭、 Al(OH)3膠體、 Fe(OH)3膠體
將大多數有色物質氧化使其失去原有的顏色
與某些有色物質結合，生成不穩定的無色物質
疏松多孔，表面積較大，可以吸附一些有色物質
不可逆
可逆
可重復使用
【思考】我們還知道哪些物質具有漂白性？它們的漂白原理相同嗎？
還有活性炭、HClO 、Na2O2 、H2O2 等
（3）SO2的用途
①制取硫酸：
②可以漂白紙漿、毛、絲、草編制品等。
③殺菌消毒。
④作食物和干果的防腐劑。
例如：SO2在葡萄酒果汁中可以殺菌、抗氧化防腐的作用。
有毒(共17張PPT)
第五章 化工生產中的重要非金屬元素
第一節 硫及其化合物
第2 課時 硫酸
【學習目標】
1、通過實驗了解硫酸的物理性質和濃硫酸的三大特性。
2、能運用氧化還原反應知識理解濃硫酸的氧化性。
硫酸是重要的化工原料，可用于生產化肥、農藥、炸藥、染料和鹽類等。
【情景引入】
工業制硫酸的原理示意圖
反應原理
①制備SO2：_____________________
或______________________________;
②制備SO3：______________________;
③吸收SO3：______________________;
S+O2
SO2
4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2
2SO2+O2
2SO3
SO3+H2O=H2SO4
【思考】工業制備硫酸工藝中為什么用98.3%的濃硫酸吸收SO3，而不直接用水吸收
SO3遇水生成硫酸的同時會釋放出大量的熱，易形成酸霧，影響SO3的吸收。
二、硫酸
1、硫酸的物理性質
無色油狀液體，沸點約338℃，高沸點難揮發酸。密度1.84g/cm3，與水以任意比混合，并放出大量的熱。
將濃硫酸沿著容器內壁緩慢地注入水中，并用玻璃棒不斷攪拌
【思考】稀釋濃硫酸時應該如何操作
用于制易揮發性酸，如鹽酸。
2、稀硫酸的化學性質——酸的通性
H2SO4 = 2H+ + SO42-
①使酸堿指示劑變色
②與活潑金屬反應
③與堿反應
④與堿性氧化物反應
⑤與鹽反應
使紫色石蕊試液變紅
Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
OH- + H+ = H2O
CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O
CO32- + 2H+ = CO2↑ + H2O
SO42- + Ba2+ = BaSO4↓
3、濃硫酸的性質
(1)吸水性：
濃硫酸能吸收周圍環境中的水分或含結晶水化合物中的結晶水
可用來干燥中性氣體和酸性氣體：
如 H2、O2、N2、Cl2、CO2、CH4、 SO2、NO2、HCl
注意：濃硫酸不能干燥NH3(堿性)、H2S、HBr、HI等還原性氣體
①作干燥劑
物理變化
②除去結晶水
化學變化
CuSO4·5H2O（膽礬）藍色晶體逐漸變白色
(2)脫水性：濃硫酸能將有機物中的氧、氫元素按2：1的比例脫去水。
現象：蔗糖變黑，體積膨脹，放出大量熱，產生刺激性氣味氣體。
C12H22O11
濃硫酸
12C + 11H2O
蔗糖
2H2SO4 (濃) + C = CO2 + 2SO2+ 2H2O
“黑面包實驗”
【想一想】濃硫酸的吸水性與脫水性有什么區別？
吸水性是指濃硫酸直接與水分子結合。
吸收現成的水
脫水性是指濃硫酸將許多有機物中的氫、氧元素按H2O的比例脫去。
本身沒有水分子，反應生成水
(3)強氧化性： H2SO4→SO2
①與金屬單質反應
2H2SO4(濃)+Cu==CuSO4+2H2O+SO2↑
現象：試管中銅絲表面有氣泡產生,品紅溶液逐漸變為無色,紫色石蕊溶
液逐漸變為紅色,將a試管里的溶液慢慢倒入水中，溶液變為藍色。
【總結】加熱時，濃硫酸能與大多數金屬反應(Au、Pt除外)生成SO2氣體。
問題1:可抽動的銅絲有什么作用？
控制反應的發生與停止
問題2：銅絲為何螺旋狀？
增大接觸面積，加快反應速率
問題3：浸有堿液的棉花團有什么作用？
吸收SO2，防止大氣污染
問題4：濃硫酸表現了什么性質？
氧化性和酸性
【思考】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，濃硫酸能讓Fe、Al鈍化
常溫下，Fe、Al與濃H2SO4 或濃HNO3反應，生成了致密的氧化膜，阻止酸與內層金屬進一步反應從而保護了金屬，這個過程叫做“鈍化”。故可用鐵罐車或鋁槽車運輸冷的濃硫酸、濃硝酸。
6H2SO4(濃)+2Fe==Fe2(SO4)3+6H2O+3SO2
鈍化是化學變化
②與非金屬單質反應
如何檢驗該反應的產物？
白色變為藍色
檢驗H2O的存在
品紅溶液褪色
檢驗SO2的存在
KMnO4顏色變淺
除去SO2氣體
不褪色
檢驗SO2是否除盡
澄清石灰水渾濁
檢驗CO2
③與還原性化合物，如H2S、HBr等反應
H2S+3H2SO4 (濃)= 4SO2↑+4H2O
2HBr+H2SO4 (濃)= Br2+SO2↑+2H2O
4. 硫酸的用途:
① 重要的化工原料,可用于制化肥、農藥、炸藥、染料、鹽類等。
② 用于精煉石油、金屬加工前的酸洗及制取各種揮發性酸、作干燥劑等。
硫酸是世界上用量最大、用途最廣的化工基本原料之一，故素有“化學工業之母”之稱。
物 理 性 質 純凈的硫酸是無色油狀液體,沸點高,難揮發,密度比水的大(98%的濃H2SO4密度為1.84 g·cm-3),溶于水放出大量的熱
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
課堂小結

展開更多......

收起↑