資源簡介

基礎課時1　硫和二氧化硫
學習目標　1.能從物質類別和元素化合價的視角認識硫和二氧化硫的性質,認識其在生產中的應用和對生態環境的影響。2.了解二氧化硫與水反應的可逆性,二氧化硫的漂白性及其與氯氣漂白原理的不同。
一、硫
(一)知識梳理
1.硫元素
硫元素位置 原子結構示意圖 非金屬性 主要化合價
第　　周期、第　　族 比氯、氧　　
2.硫單質的性質
(1)物理性質
硫(俗稱　　　　)是一種　　　　晶體,質脆,易研成粉末。硫　　　　溶于水,　　　　于酒精,易溶于　　　　　　　　。
(2)化學性質
硫的化學性質比較活潑,處于中間價態的S能發生氧化反應和還原反應(寫出相應化學方程式)。
(二)歸納總結
1.硫以游離態和化合態形式存在。硫有多種同素異形體,如正交硫和斜方硫。
2.從物質類別和元素化合價角度理解硫的化學性質:
H2O2、
3.硫在一定條件下與大多數金屬反應生成相應的金屬硫化物,與變價金屬反應生成其低價金屬硫化物。
4.硫與氧氣反應,不論氧氣是否足量、濃度如何,其一步反應都只能生成SO2,不能生成SO3。
5.硫可與熱的NaOH溶液反應3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O(可以清洗試管壁殘留的硫)。硫與汞常溫下反應:Hg+S===HgS, 可以用來去除灑落的汞。
1.關于單質硫的敘述有:①通常狀況下為黃色粉末;②不溶于水、微溶于酒精、易溶于二硫化碳;③氧化性比氯氣弱;④只能被還原不能被氧化;⑤醫藥上用來做硫黃軟膏治療某些皮膚病。其中正確的是 (　　)
A.①②③⑤ B.②③⑤
C.②④⑤ D.③⑤
2.下列化合物中,不能由組成該化合物的兩種元素的單質直接化合而成的是 (　　)
A.CuS B.SO2 C.FeS D.Na2S
3.硫的氧化性不如氧氣強,下列敘述不能說明這一事實的是 (　　)
A.S+O2SO2,O2是氧化劑、S是還原劑
B.S是黃色固體,O2是無色氣體
C.氫硫酸放置在空氣中易變渾濁(2H2S+O2===2S↓+2H2O)
D.S和Cu反應只能生成Cu2S(硫化亞銅),而O2與Cu反應生成CuO
二、二氧化硫
(一)知識梳理
1.物理性質
二氧化硫是一種　　　　　色、有　　　　氣味的有　　　　　氣體,密度比空氣的　　　　,　　　　溶于水,通常情況下,1體積的水可以溶解約　　　　體積的二氧化硫。
2.化學性質
(1)SO2為酸性氧化物,可以與水、堿或堿性氧化物反應。
寫出下列反應的化學方程式:
①和水反應:　　　　　　　　　　　　(可逆反應)。
②和澄清石灰水反應:　　　　　　　　　　　　。
③和CaO反應:　　　　　　　　　　　　。
(2)SO2中硫元素為+4價,處于中間價態,既有氧化性又有還原性。
SO3標況下是無色晶體,也是酸性氧化物,溶于水時與水劇烈反應生成硫酸,反應方程式為
　　　　　　　　　　　　。
(3)SO2化學性質的實驗探究
(1) (2)用pH試紙測溶液酸堿度
(1)試管中　　　 (2)pH試紙呈　　　　　　　　　　　 加入品紅溶液的試管振蕩后,　　　　　　　　　　　　, 再加熱溶液　　　
SO2　　　　,且溶液呈　　　　性
3.可逆反應
是指在同一條件下,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。在書寫化學方程式時,可逆反應用符號“”表示。如Cl2+H2OHCl+HClO等。
4.二氧化硫的用途
(1)漂白紙漿、毛、絲等。
(2)用于殺菌消毒,還是一種食品添加劑。
(二)歸納總結
1.下列關于SO2的說法正確的是 (　　)
A.SO2具有還原性,不能用濃硫酸干燥
B.SO2是一種無色無味的有毒氣體
C.SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色,體現了它的漂白性
D.SO2具有還原性,少量的SO2可防止葡萄酒氧化變質
2.下列各組兩個反應互為可逆反應的是 (　　)
①H2+Cl22HCl與2HClH2↑+Cl2↑
②H2SO4(濃)+2HBr===2H2O+Br2+SO2↑與Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4
③2NO2===N2O4與N2O4===2NO2
④2SO2+O22SO3與2SO32SO2+O2
A.①② B.②③
C.③④ D.②④
3.下列說法不正確的是 (　　)
A.SO2可用于食品的防腐
B.可以用品紅溶液鑒別SO2和CO2
C.SO2能使品紅溶液、酸性KMnO4溶液褪色,但褪色原理不同
D.少量SO2通過CaCl2溶液能生成白色沉淀
【題后歸納】　常見漂白劑漂白性的區別
漂白劑 漂白原理 特點
氯水(HClO)、 Ca(ClO)2、H2O2 利用物質的氧化性氧化有色物質而使之失去原有的顏色 不可逆,褪色后不能恢復原來的顏色
SO2 與有色物質結合生成不穩定的無色物質 可逆,在一定條件下又能恢復原來的顏色
活性炭 具有較大的比表面積,可以吸附有色物質而使之失去原有的顏色 部分吸附劑可重復使用
:課后完成　第五章　基礎課時1基礎課時1　硫和二氧化硫
學習目標　1.能從物質類別和元素化合價的視角認識硫和二氧化硫的性質,認識其在生產中的應用和對生態環境的影響。2.了解二氧化硫與水反應的可逆性,二氧化硫的漂白性及其與氯氣漂白原理的不同。
一、硫
(一)知識梳理
1.硫元素
硫元素位置 原子結構示意圖 非金屬性 主要化合價
第三周期、第ⅥA族 比氯、氧弱 -2、+4、+6
2.硫單質的性質
(1)物理性質
硫(俗稱硫黃)是一種黃色晶體,質脆,易研成粉末。硫難溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳(CS2)。
(2)化學性質
硫的化學性質比較活潑,處于中間價態的S能發生氧化反應和還原反應(寫出相應化學方程式)。
(二)歸納總結
1.硫以游離態和化合態形式存在。硫有多種同素異形體,如正交硫和斜方硫。
2.從物質類別和元素化合價角度理解硫的化學性質:
H2O2、
3.硫在一定條件下與大多數金屬反應生成相應的金屬硫化物,與變價金屬反應生成其低價金屬硫化物。
4.硫與氧氣反應,不論氧氣是否足量、濃度如何,其一步反應都只能生成SO2,不能生成SO3。
5.硫可與熱的NaOH溶液反應3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O(可以清洗試管壁殘留的硫)。硫與汞常溫下反應:Hg+S===HgS, 可以用來去除灑落的汞。
1.關于單質硫的敘述有:①通常狀況下為黃色粉末;②不溶于水、微溶于酒精、易溶于二硫化碳;③氧化性比氯氣弱;④只能被還原不能被氧化;⑤醫藥上用來做硫黃軟膏治療某些皮膚病。其中正確的是 (　　)
A.①②③⑤ B.②③⑤
C.②④⑤ D.③⑤
答案　A
解析　①單質硫在常溫下是一種黃色晶體,易研成粉末狀的固體,故①正確;②單質硫不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,故②正確;③S元素的非金屬性比Cl弱,因此單質硫的氧化性比氯氣弱,故③正確;④在單質硫中,S元素的化合價為0價,處于S元素的最高+6價和最低-2價之間,因此S單質既有氧化性又有還原性,既能被氧化又能被還原,故④錯誤;⑤單質硫能殺死病菌,醫藥上用來制硫黃軟膏,治療某些皮膚病,故⑤正確;正確的是①②③⑤。
2.下列化合物中,不能由組成該化合物的兩種元素的單質直接化合而成的是 (　　)
A.CuS B.SO2
C.FeS D.Na2S
答案　A
解析　S的氧化性比Cl2的弱,因此多價態的金屬與S反應生成其低價態硫化物,與Cl2反應生成其高價態氯化物;S與Cu、Fe和Na反應分別生成Cu2S、FeS和Na2S,S與O2直接化合只能生成SO2。
3.硫的氧化性不如氧氣強,下列敘述不能說明這一事實的是 (　　)
A.S+O2SO2,O2是氧化劑、S是還原劑
B.S是黃色固體,O2是無色氣體
C.氫硫酸放置在空氣中易變渾濁(2H2S+O2===2S↓+2H2O)
D.S和Cu反應只能生成Cu2S(硫化亞銅),而O2與Cu反應生成CuO
答案　B
解析　A項,S與O2化合時,O2是氧化劑,硫是還原劑,說明氧氣的氧化性比硫強;B項,不同單質的氧化性強弱與單質的存在狀態無必然聯系;C項,氫硫酸放置在空氣中易變渾濁,是氧氣將硫置換出來,說明氧氣的氧化性比硫強;D項,S可以將Cu氧化成Cu2S(Cu的化合價為+1),而O2可以將Cu氧化為CuO(Cu的化合價為+2),說明氧氣的氧化性比硫強。
二、二氧化硫
(一)知識梳理
1.物理性質
二氧化硫是一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體,密度比空氣的大,易溶于水,通常情況下,1體積的水可以溶解約40體積的二氧化硫。
2.化學性質
(1)SO2為酸性氧化物,可以與水、堿或堿性氧化物反應。
寫出下列反應的化學方程式:
①和水反應:SO2+H2OH2SO3(可逆反應)。
②和澄清石灰水反應:SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O。
③和CaO反應:SO2+CaOCaSO3。
(2)SO2中硫元素為+4價,處于中間價態,既有氧化性又有還原性。
SO3標況下是無色晶體,也是酸性氧化物,溶于水時與水劇烈反應生成硫酸,反應方程式為SO3+H2O===H2SO4。
(3)SO2化學性質的實驗探究
(1) (2)用pH試紙測溶液酸堿度
(1)試管中液面上升 (2)pH試紙呈紅色 加入品紅溶液的試管振蕩后,溶液紅色褪去,再加熱溶液恢復紅色
SO2易溶于水,且溶液呈酸性 SO2具有漂白性,但生成的無色物質不穩定
3.可逆反應
是指在同一條件下,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。在書寫化學方程式時,可逆反應用符號“”表示。如Cl2+H2OHCl+HClO等。
4.二氧化硫的用途
(1)漂白紙漿、毛、絲等。
(2)用于殺菌消毒,還是一種食品添加劑。
(二)歸納總結
1.下列關于SO2的說法正確的是 (　　)
A.SO2具有還原性,不能用濃硫酸干燥
B.SO2是一種無色無味的有毒氣體
C.SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色,體現了它的漂白性
D.SO2具有還原性,少量的SO2可防止葡萄酒氧化變質
答案　D
解析　A項,SO2中硫元素顯+4價,H2SO4中硫元素顯+6價,同種元素相鄰價態之間不發生氧化還原反應,故SO2可以用濃硫酸干燥;B項,SO2是一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體;C項,SO2能與酸性高錳酸鉀溶液發生氧化還原反應使酸性高錳酸鉀溶液褪色,體現了SO2的還原性,而不是漂白性;D項,葡萄酒中加入少量SO2的作用是防止葡萄酒在陳釀和貯藏的過程中被氧化,抑制葡萄汁中微生物的活動。
2.下列各組兩個反應互為可逆反應的是 (　　)
①H2+Cl22HCl與2HClH2↑+Cl2↑
②H2SO4(濃)+2HBr===2H2O+Br2+SO2↑與Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4
③2NO2===N2O4與N2O4===2NO2
④2SO2+O22SO3與2SO32SO2+O2
A.①② B.②③
C.③④ D.②④
答案　C
解析　可逆反應要求的是相同條件,①②呈現的反應條件不同,③④條件相同,故③④互為可逆反應。
3.下列說法不正確的是 (　　)
A.SO2可用于食品的防腐
B.可以用品紅溶液鑒別SO2和CO2
C.SO2能使品紅溶液、酸性KMnO4溶液褪色,但褪色原理不同
D.少量SO2通過CaCl2溶液能生成白色沉淀
答案　D
解析　A項,SO2可用于食品的防腐;B項,SO2能使品紅溶液褪色,CO2不能,可以用品紅溶液鑒別SO2和CO2;C項,SO2能使品紅溶液、酸性KMnO4溶液褪色,但褪色原理不同,前者是因為SO2的漂白性,后者是被酸性高錳酸鉀溶液氧化,是由于SO2的還原性而使酸性KMnO4褪色;D項,SO2與CaCl2溶液不反應。
【題后歸納】　常見漂白劑漂白性的區別
漂白劑 漂白原理 特點
氯水(HClO)、 Ca(ClO)2、H2O2 利用物質的氧化性氧化有色物質而使之失去原有的顏色 不可逆,褪色后不能恢復原來的顏色
SO2 與有色物質結合生成不穩定的無色物質 可逆,在一定條件下又能恢復原來的顏色
活性炭 具有較大的比表面積,可以吸附有色物質而使之失去原有的顏色 部分吸附劑可重復使用
A級　合格過關練
選擇題只有1個選項符合題意
(一)硫
1.下列關于硫單質的說法中不正確的是 (　　)
A.試管內壁附著的硫可用二硫化碳溶解除去
B.硫跟鐵反應生成硫化亞鐵
C.單質硫既有氧化性又有還原性
D.硫元素沒有同素異形體
答案　D
解析　硫黃易溶于二硫化碳,試管內壁附著的硫可用二硫化碳溶解除去,A正確;單質硫的化合價為0價,處于中間價態,既有氧化性又有還原性,C正確;硫元素可以形成單斜硫與正交硫等多種同素異形體,D錯誤。
2.硫單質能與許多金屬單質和非金屬單質發生反應。下列說法正確的是 (　　)
A.汞蒸氣有毒,實驗室里不慎灑落一些汞,可撒上硫粉進行處理
B.硫蒸氣與紅熱的銅絲反應生成黑色的CuS固體
C.硫單質在化合反應中只體現氧化性
D.硫元素廣泛存在于自然界中,火山口附近的環境中硫元素只以游離態形式存在
答案　A
解析　A項,汞在常溫下能與硫反應,生成不揮發的HgS,從而避免汞蒸氣的揮發;B項,S單質氧化性比較弱,硫蒸氣與紅熱的銅絲反應生成黑色的Cu2S固體;C項,硫單質與氧氣反應時,硫單質體現還原性;與H2反應產生H2S時表現氧化性;D項,火山口附近的環境中也存在化合態的硫。
3.下列有關硫單質性質的敘述正確的是 (　　)
A.硫在空氣中的燃燒產物是SO2,在純氧中的燃燒產物也是SO2
B.自然界中在富氧環境中的含硫化合物,硫通常顯+4價
C.硫燃燒時,硫過量時燃燒的產物是SO2,氧氣過量時燃燒的產物是SO3
D.常溫常壓下硫單質是一種黃色易溶于水的晶體
答案　A
解析　硫在空氣中或者純氧中的燃燒產物只能是SO2,A正確;硫在過量氧氣中燃燒只生成二氧化硫,C錯誤。
4.常溫下單質硫主要以S8的形式存在。加熱時,S8會轉化為S6、S4、S2等。當溫度達到750 ℃時,硫蒸氣主要以S2的形式存在。下列說法中正確的是 (　　)
A.S8轉化為S6、S4、S2屬于物理變化
B.S8在足量O2中完全燃燒時生成SO2
C.S8、S6、S4、S2均屬于新型化合物
D.把硫單質在空氣中加熱到750 ℃即得S2
答案　B
解析　A項,S8轉化為S6、S4、S2有新物質生成,屬于化學變化;B項,硫完全燃燒都生成二氧化硫;C項,S8、S6、S4、S2均屬于單質;D項,硫單質在空氣中加熱能和氧氣反應。
(二)二氧化硫
5.對于反應2SO2+O22SO3的敘述不正確的是 (　　)
A.該反應是可逆反應
B.反應方程式中“”表示在相同條件下,反應可以同時向兩個方向進行
C.1 mol O2與2 mol SO2混合反應,可生成2 mol SO3
D.在該反應中SO2作還原劑
答案　C
解析　根據可逆反應的特點,1 mol O2和2 mol SO2反應,不可能生成2 mol SO3。
6.葡萄酒是以葡萄為原料釀造的一種果酒,如圖某品牌葡萄酒說明書標識“食品添加劑:二氧化硫”。下列說法正確的是 (　　)
A.SO2屬于非法添加劑,不該添加到葡萄酒中
B.SO2具有還原性,少量的SO2可防止葡萄酒氧化變質
C.SO2具有還原性,不能用濃硫酸干燥
D.SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色,體現了它的漂白性
答案　B
解析　適量的SO2可抑制葡萄酒中細菌生長,延長保存時間,可作為添加劑,A項錯誤、B項正確;SO2中S為+4價,硫酸中的S為+6價,為相鄰價態,不會發生氧化還原反應,C項錯誤;SO2使酸性KMnO4溶液褪色,發生氧化還原反應,體現SO2的還原性,D項錯誤。
7.下列關于SO2和SO3的說法正確的是 (　　)
A.SO3極易溶于水,且與水反應生成H2SO4
B.SO2、SO3均具有漂白性,均能使紫色石蕊溶液變紅色
C.SO3可與堿反應,但不與堿性氧化物反應
D.SO2在空氣中易被氧化為SO3
答案　A
解析　A項,SO3極易溶于水,與水發生反應SO3+H2O===H2SO4;B項,SO3不具有漂白性,SO2、SO3均能使紫色石蕊溶液變紅色,是因為二者溶于水所得溶液均顯酸性;C項,SO3為酸性氧化物,既可與堿反應,也可與堿性氧化物反應;D項,SO2在空氣中不易被氧化為SO3,一般需要在一定溫度和催化劑作用下才能變為SO3。
8.Cl2和SO2都具有漂白作用,能使品紅溶液褪色。若將等物質的量的Cl2、SO2混合后再通入品紅與BaCl2的混合溶液,能觀察到的現象是 (　　)
①溶液很快褪色　②溶液不褪色　③出現沉淀
④不出現沉淀
A.①② B.①③
C.②③ D.②④
答案　C
解析　等物質的量的Cl2和SO2混合通入品紅與BaCl2的混合溶液,涉及的化學反應為Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl、BaCl2+H2SO4===BaSO4↓+2HCl,相應的現象是溶液不會褪色,出現白色沉淀。
9.某化學實驗小組的同學為探究和比較SO2和氯水的漂白性,設計了如下的實驗裝置。
(1)①反應開始一段時間后,觀察到B、D兩支試管中的品紅溶液出現的現象是B:　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　, D:　　　　　　　　　　　　。
②停止通氣后,再給B、D兩支試管分別加熱,兩支試管中的現象分別為B:　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　, D:　　　　　　　　　　　　。
(2)相同條件下,若將SO2與Cl2按體積比1∶1混合后,再通入品紅溶液,品紅溶液能否褪色 　　　　　　(選填“能”“不能”或“不能確定”)。其原因是　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　(用離子方程式表示)。
答案　(1)①品紅溶液褪色　品紅溶液褪色
②褪色的品紅溶液又恢復成紅色　無明顯現象
(2)不能　Cl2+SO2+2H2O===4H++2Cl-+S
解析　(1)SO2具有漂白性,可使品紅溶液褪色,但其漂白性是可逆的,加熱后溶液會恢復原來的顏色;Cl2通入品紅溶液時與H2O反應生成HCl和HClO,HClO具有強氧化性,會把品紅溶液氧化而褪色,且該過程不可逆,故加熱溶液不會恢復原來的顏色。(2)由于Cl2與SO2混合后與水發生反應:SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,故不能使品紅溶液褪色。
B級　素養培優練
10.能正確表示下列反應的離子方程式是 (　　)
A.向澄清石灰水中通入SO2氣體:Ca2++SO2===CaSO3↓
B.過量SO2氣體通入氫氧化鈉溶液中:SO2+OH-===HS
C.SO2氣體通入溴水中:SO2+Br2+H2O===2H++2Br-+S
D.氫硫酸中通入氯氣:S2-+Cl2===S↓+2Cl-
答案　B
解析　向澄清石灰水中通入SO2氣體,反應的化學方程式是SO2(少量)+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O,對應的離子方程式是Ca2++2OH-+SO2===CaSO3↓+H2O,A不正確;過量SO2氣體通入氫氧化鈉溶液中,反應的化學方程式是SO2+NaOH===NaHSO3,對應的離子方程式是SO2+OH-===HS,B正確;SO2氣體通入溴水中,反應的化學方程式是SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4,對應的離子方程式是SO2+Br2+2H2O===4H++2Br-+S,C不正確;氫硫酸中通入氯氣,反應的化學方程式是H2S+Cl2===S↓+2HCl,對應的離子方程式是H2S+Cl2===S↓+2H++2Cl-,D不正確。
11.如圖所示是一系列含硫化合物的轉化關系(反應中生成的水已略去),其中說法正確的是 (　　)
A.反應①說明SO2具有漂白性,反應②說明SO2為酸性氧化物
B.反應②中生成物n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)=1∶1時,反應物n(SO2)∶n(NaOH)=3∶2
C.反應③④⑤均屬于氧化還原反應
D.實驗室中可利用反應②吸收SO2
答案　D
解析　A項,反應①中溶液先變藍后褪色,是因為SO2先與KIO3反應生成I2,后SO2又與I2反應生成I-,體現了SO2的還原性,反應②屬于酸性氧化物與堿的反應,錯誤;B項,根據原子守恒,當n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)=1∶1時,n(SO2)∶n(NaOH)=2∶3,錯誤;C項,反應④是非氧化還原反應,錯誤;D項,實驗室中可利用NaOH溶液吸收二氧化硫,正確。
12. 某學習小組設計了如圖裝置用于制SO2并驗證其性質。
(1)儀器a的名稱為　　　　　　,實驗時裝置E中反應的離子方程式為　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　。
(2)若裝置B中溶液無明顯現象,裝置C中溶液紅色褪去,則使品紅水溶液褪色的含硫微粒一定不是　　　　　　(填化學式)。
(3)該實驗小組的甲、乙兩位同學為了進一步探究SO2的漂白性,按下圖裝置繼續進行實驗并記錄相關實驗現象。請根據下表中實驗現象做出合理解釋。
組別 實驗現象 合理解釋
甲 品紅溶液幾乎不褪色 反應離子方程式為　　　　　
乙 品紅溶液隨時間的推移變得越來越淺 原因可能是　　　　　
(4)該實驗小組的學生丙預測裝置D中沒有白色沉淀產生,但隨著反應的進行,發現裝置D中產生了少量白色沉淀。為進一步探究產生沉淀的原因,分別用煮沸和未煮沸過的蒸餾水配制的Ba(NO3)2和BaCl2溶液,進行如圖實驗:
實驗中G、H、I燒杯中觀察到的現象如表:
燒杯 實驗現象
G 無白色沉淀產生,pH傳感器測的溶液pH=5.3
H 有白色沉淀產生
I 有白色沉淀產生,I中出現白色沉淀比H中快很多
已知:pH=-lgc(H+),室溫時,pH<7為酸性溶液。
①據G中現象推測D中產生的白色沉淀的化學式是　　　　　　。
②據I中出現白色沉淀的速率比H中快很多的現象,推測其根本原因可能是　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　。
(5)該實驗小組的學生丁用100 mL 0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液測定空氣中SO2含量,若氣體流速為a cm3·min-1,當時間為t min時酸性KMnO4溶液恰好褪色,則空氣中SO2的含量為　　　　　　 g·cm-3。
答案　(1)分液漏斗　2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++S+4H+
(2)SO2　(3)Cl2+SO2+2H2O===4H++2Cl-+S　Cl2與SO2流速不相同,導致其中一種過量,漂白品紅溶液
(4) ①BaSO4　②沒有煮沸的蒸餾水中溶有的氧氣能加快硝酸根離子、氧氣氧化二氧化硫的反應速率　(5)
解析　由實驗裝置圖可知,裝置A中亞硫酸鈉與稀硫酸反應制得二氧化硫,B中盛有的品紅乙醇溶液不褪色,C中盛有的品紅溶液褪色,D中盛有的氯化鋇溶液不與二氧化硫反應,溶液中沒有現象,D中氯化鐵溶液與二氧化硫發生氧化還原反應,溶液由棕黃色變為淺綠色,F中盛有的氫氧化鈉溶液用于吸收有毒的二氧化硫,防止污染環境。(1)由實驗裝置圖可知,儀器a為分液漏斗;裝置E中發生的反應為氯化鐵溶液與二氧化硫發生氧化還原反應生成氯化亞鐵、鹽酸和硫酸,反應的離子方程式為2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++S+4H+;(2)若裝置B中溶液無明顯現象,裝置C中溶液紅色褪去,說明使品紅的水溶液褪色的含硫微粒是二氧化硫與水反應生成的亞硫酸或亞硫酸根或亞硫酸氫根,不是二氧化硫;(3)由甲中品紅溶液幾乎不褪色可知,二氧化硫和氯氣在品紅溶液恰好完全反應生成沒有漂白性的鹽酸和硫酸,反應的離子方程式為Cl2+SO2+2H2O===4H++2Cl-+S;由乙中品紅溶液隨時間的推移變得越來越淺,說明某種氣體流速過快,導致氯氣或二氧化硫過量,使品紅溶液漂白褪色;(4)①由G中無白色沉淀產生,pH傳感器測的溶液pH=5.3可知,D中二氧化硫與溶液中的氧氣反應生成硫酸,硫酸與氯化鋇溶液反應生成硫酸鋇沉淀;②由I中出現白色沉淀的速率比H中快很多的現象可知,沒有煮沸的蒸餾水中溶有的氧氣能加快硝酸根離子、氧氣氧化二氧化硫的反應速率,導致反應能更快的沉淀;(5)由題意可知,二氧化硫與酸性高錳酸鉀溶液反應生成硫酸錳、硫酸鉀、硫酸和水,5SO2+2Mn+4H+,由t min時酸性高錳酸鉀溶液恰好褪色可知二氧化硫的含量為 g/cm3。(共52張PPT)
第一節　硫及其化合物
基礎課時 硫和二氧化硫
1
第五章
化工生產中的重要非金屬元素
1.能從物質類別和元素化合價的視角認識硫和二氧化硫的性質,認識其在生產中的應用和對生態環境的影響。
2.了解二氧化硫與水反應的可逆性,二氧化硫的漂白性及其與氯氣漂白原理的不同。
學習目標
一、硫
二、二氧化硫
目
錄
CONTENTS
課后鞏固訓練
一、硫
對點訓練
(一)知識梳理
1.硫元素
硫元素位置 原子結構示意圖 非金屬性 主要化合價
第____周期、第______族 比氯、氧____
三
ⅥA
弱
-2、+4、+6
2.硫單質的性質
(1)物理性質
硫(俗稱______)是一種______晶體,質脆,易研成粉末。硫____溶于水,______ 于酒精,易溶于____________________。
(2)化學性質
硫的化學性質比較活潑,處于中間價態的S能發生氧化反應和還原反應(寫出相應化學方程式)。
硫黃
黃色
難
微溶
二硫化碳(CS2)
還原
氧化
(二)歸納總結
1.硫以游離態和化合態形式存在。硫有多種同素異形體,如正交硫和斜方硫。
2.從物質類別和元素化合價角度理解硫的化學性質:
1.關于單質硫的敘述有:①通常狀況下為黃色粉末;②不溶于水、微溶于酒精、易溶于二硫化碳;③氧化性比氯氣弱;④只能被還原不能被氧化;⑤醫藥上用來做硫黃軟膏治療某些皮膚病。其中正確的是 (　　)
A.①②③⑤ B.②③⑤
C.②④⑤ D.③⑤
A
解析　①單質硫在常溫下是一種黃色晶體,易研成粉末狀的固體,故①正確;②單質硫不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,故②正確;③S元素的非金屬性比Cl弱,因此單質硫的氧化性比氯氣弱,故③正確;④在單質硫中,S元素的化合價為0價,處于S元素的最高+6價和最低-2價之間,因此S單質既有氧化性又有還原性,既能被氧化又能被還原,故④錯誤;⑤單質硫能殺死病菌,醫藥上用來制硫黃軟膏,治療某些皮膚病,故⑤正確;正確的是①②③⑤。
2.下列化合物中,不能由組成該化合物的兩種元素的單質直接化合而成的是 (　　)
A.CuS B.SO2
C.FeS D.Na2S
解析　S的氧化性比Cl2的弱,因此多價態的金屬與S反應生成其低價態硫化物,與Cl2反應生成其高價態氯化物;S與Cu、Fe和Na反應分別生成Cu2S、FeS和Na2S,S與O2直接化合只能生成SO2。
A
3.硫的氧化性不如氧氣強,下列敘述不能說明這一事實的是 (　　)
B
解析　A項,S與O2化合時,O2是氧化劑,硫是還原劑,說明氧氣的氧化性比硫強;B項,不同單質的氧化性強弱與單質的存在狀態無必然聯系;C項,氫硫酸放置在空氣中易變渾濁,是氧氣將硫置換出來,說明氧氣的氧化性比硫強;D項,S可以將Cu氧化成Cu2S(Cu的化合價為+1),而O2可以將Cu氧化為CuO(Cu的化合價為+2),說明氧氣的氧化性比硫強。
二、二氧化硫
對點訓練
(一)知識梳理
1.物理性質
二氧化硫是一種____色、有________氣味的有____氣體,密度比空氣的____, ____ 溶于水,通常情況下,1體積的水可以溶解約______體積的二氧化硫。
無
刺激性
毒
大
易
40
2.化學性質
(1)SO2為酸性氧化物,可以與水、堿或堿性氧化物反應。
寫出下列反應的化學方程式:
①和水反應:____________________________ (可逆反應)。
②和澄清石灰水反應:_______________________________。
③和CaO反應:____________________________。
SO2+H2O H2SO3
SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O
SO2+CaO CaSO3
(2)SO2中硫元素為+4價,處于中間價態,既有氧化性又有還原性。
H2SO4+2HCl
2SO3
3S+2H2O
SO3標況下是無色晶體,也是酸性氧化物,溶于水時與水劇烈反應生成硫酸,反應方程式為______________________。
SO3+H2O===H2SO4
(3)SO2化學性質的實驗探究
實驗操作 (1) (2)用pH試紙測溶液酸堿度
實驗現象 (1)試管中__________ (2)pH試紙呈______ 加入品紅溶液的試管振蕩后,______________, 再加熱溶液__________
結論 SO2__________, 且溶液呈____性
液面上升
紅色
溶液紅色褪去
恢復紅色
易溶于水
酸
SO2具有漂白性,但生成的無色物質不穩定
3.可逆反應
是指在同一條件下,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。在書寫化學方程式時,可逆反應用符號“ ”表示。如Cl2+H2O HCl+HClO等。
4.二氧化硫的用途
(1)漂白紙漿、毛、絲等。
(2)用于殺菌消毒,還是一種食品添加劑。
(二)歸納總結
1.下列關于SO2的說法正確的是 (　　)
A.SO2具有還原性,不能用濃硫酸干燥
B.SO2是一種無色無味的有毒氣體
C.SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色,體現了它的漂白性
D.SO2具有還原性,少量的SO2可防止葡萄酒氧化變質
D
解析　A項,SO2中硫元素顯+4價,H2SO4中硫元素顯+6價,同種元素相鄰價態之間不發生氧化還原反應,故SO2可以用濃硫酸干燥;B項,SO2是一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體;C項,SO2能與酸性高錳酸鉀溶液發生氧化還原反應使酸性高錳酸鉀溶液褪色,體現了SO2的還原性,而不是漂白性;D項,葡萄酒中加入少量SO2的作用是防止葡萄酒在陳釀和貯藏的過程中被氧化,抑制葡萄汁中微生物的活動。
2.下列各組兩個反應互為可逆反應的是 (　　)
C
解析　可逆反應要求的是相同條件,①②呈現的反應條件不同,③④條件相同,故③④互為可逆反應。
3.下列說法不正確的是 (　　)
A.SO2可用于食品的防腐
B.可以用品紅溶液鑒別SO2和CO2
C.SO2能使品紅溶液、酸性KMnO4溶液褪色,但褪色原理不同
D.少量SO2通過CaCl2溶液能生成白色沉淀
解析　A項,SO2可用于食品的防腐;B項,SO2能使品紅溶液褪色,CO2不能,可以用品紅溶液鑒別SO2和CO2;C項,SO2能使品紅溶液、酸性KMnO4溶液褪色,但褪色原理不同,前者是因為SO2的漂白性,后者是被酸性高錳酸鉀溶液氧化,是由于SO2的還原性而使酸性KMnO4褪色;D項,SO2與CaCl2溶液不反應。
D
【題后歸納】　常見漂白劑漂白性的區別
漂白劑 漂白原理 特點
氯水(HClO)、 Ca(ClO)2、H2O2 利用物質的氧化性氧化有色物質而使之失去原有的顏色 不可逆,褪色后不能恢復原來的顏色
SO2 與有色物質結合生成不穩定的無色物質 可逆,在一定條件下又能恢復原來的顏色
活性炭 具有較大的比表面積,可以吸附有色物質而使之失去原有的顏色 部分吸附劑可重復使用
課后鞏固訓練
A級　合格過關練
選擇題只有1個選項符合題意
(一)硫
1.下列關于硫單質的說法中不正確的是(　　)
A.試管內壁附著的硫可用二硫化碳溶解除去
B.硫跟鐵反應生成硫化亞鐵
C.單質硫既有氧化性又有還原性
D.硫元素沒有同素異形體
D
解析　硫黃易溶于二硫化碳,試管內壁附著的硫可用二硫化碳溶解除去,A正確;單質硫的化合價為0價,處于中間價態,既有氧化性又有還原性,C正確;硫元素可以形成單斜硫與正交硫等多種同素異形體,D錯誤。
2.硫單質能與許多金屬單質和非金屬單質發生反應。下列說法正確的是 (　　)
A.汞蒸氣有毒,實驗室里不慎灑落一些汞,可撒上硫粉進行處理
B.硫蒸氣與紅熱的銅絲反應生成黑色的CuS固體
C.硫單質在化合反應中只體現氧化性
D.硫元素廣泛存在于自然界中,火山口附近的環境中硫元素只以游離態形式存在
解析　A項,汞在常溫下能與硫反應,生成不揮發的HgS,從而避免汞蒸氣的揮發;B項,S單質氧化性比較弱,硫蒸氣與紅熱的銅絲反應生成黑色的Cu2S固體;C項,硫單質與氧氣反應時,硫單質體現還原性;與H2反應產生H2S時表現氧化性;D項,火山口附近的環境中也存在化合態的硫。
A
3.下列有關硫單質性質的敘述正確的是 (　　)
A.硫在空氣中的燃燒產物是SO2,在純氧中的燃燒產物也是SO2
B.自然界中在富氧環境中的含硫化合物,硫通常顯+4價
C.硫燃燒時,硫過量時燃燒的產物是SO2,氧氣過量時燃燒的產物是SO3
D.常溫常壓下硫單質是一種黃色易溶于水的晶體
解析　硫在空氣中或者純氧中的燃燒產物只能是SO2,A正確;硫在過量氧氣中燃燒只生成二氧化硫,C錯誤。
A
4.常溫下單質硫主要以S8的形式存在。加熱時,S8會轉化為S6、S4、S2等。當溫度達到750 ℃時,硫蒸氣主要以S2的形式存在。下列說法中正確的是 (　　)
A.S8轉化為S6、S4、S2屬于物理變化
B.S8在足量O2中完全燃燒時生成SO2
C.S8、S6、S4、S2均屬于新型化合物
D.把硫單質在空氣中加熱到750 ℃即得S2
解析　A項,S8轉化為S6、S4、S2有新物質生成,屬于化學變化;B項,硫完全燃燒都生成二氧化硫;C項,S8、S6、S4、S2均屬于單質;D項,硫單質在空氣中加熱能和氧氣反應。
B
(二)二氧化硫
C
解析　根據可逆反應的特點,1 mol O2和2 mol SO2反應,不可能生成2 mol SO3。
6.葡萄酒是以葡萄為原料釀造的一種果酒,如圖某品牌葡萄酒說明書標識“食品添加劑:二氧化硫”。下列說法正確的是 (　　)
A.SO2屬于非法添加劑,不該添加到葡萄酒中
B.SO2具有還原性,少量的SO2可防止葡萄酒氧化變質
C.SO2具有還原性,不能用濃硫酸干燥
D.SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色,體現了它的漂白性
B
解析　適量的SO2可抑制葡萄酒中細菌生長,延長保存時間,可作為添加劑,A項錯誤、B項正確;SO2中S為+4價,硫酸中的S為+6價,為相鄰價態,不會發生氧化還原反應,C項錯誤;SO2使酸性KMnO4溶液褪色,發生氧化還原反應,體現SO2的還原性,D項錯誤。
7.下列關于SO2和SO3的說法正確的是 (　　)
A.SO3極易溶于水,且與水反應生成H2SO4
B.SO2、SO3均具有漂白性,均能使紫色石蕊溶液變紅色
C.SO3可與堿反應,但不與堿性氧化物反應
D.SO2在空氣中易被氧化為SO3
A
解析　A項,SO3極易溶于水,與水發生反應SO3+H2O===H2SO4;B項,SO3不具有漂白性,SO2、SO3均能使紫色石蕊溶液變紅色,是因為二者溶于水所得溶液均顯酸性;C項,SO3為酸性氧化物,既可與堿反應,也可與堿性氧化物反應;D項,SO2在空氣中不易被氧化為SO3,一般需要在一定溫度和催化劑作用下才能變為SO3。
8.Cl2和SO2都具有漂白作用,能使品紅溶液褪色。若將等物質的量的Cl2、SO2混合后再通入品紅與BaCl2的混合溶液,能觀察到的現象是 (　　)
①溶液很快褪色　②溶液不褪色　③出現沉淀 ④不出現沉淀
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
解析　等物質的量的Cl2和SO2混合通入品紅與BaCl2的混合溶液,涉及的化學反應為Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl、BaCl2+H2SO4===BaSO4↓+2HCl,相應的現象是溶液不會褪色,出現白色沉淀。
C
9.某化學實驗小組的同學為探究和比較SO2和氯水的漂白性,設計了如下的實驗裝置。
(1)①反應開始一段時間后,觀察到B、D
兩支試管中的品紅溶液出現的現象是
B:　　　　　　　　　　　 , D:　　　　　　　　　　　　。
②停止通氣后,再給B、D兩支試管分別加熱,兩支試管中的現象分別為B:　　　　　　　　　　　　　　　 , D:　　　　　　　　。
品紅溶液褪色
品紅溶液褪色
褪色的品紅溶液又恢復成紅色
無明顯現象
解析　(1)SO2具有漂白性,可使品紅溶液褪色,但其漂白性是可逆的,加熱后溶液會恢復原來的顏色;Cl2通入品紅溶液時與H2O反應生成HCl和HClO,HClO具有強氧化性,會把品紅溶液氧化而褪色,且該過程不可逆,故加熱溶液不會恢復原來的顏色。
(2)相同條件下,若將SO2與Cl2按體積比1∶1混合后,再通入品紅溶液,品紅溶液能否褪色 　　　　　　(選填“能”“不能”或“不能確定”)。其原因是
　　　　　　　　　　　　 　　　　　(用離子方程式表示)。
不能
Cl2+SO2+2H2O===4H++2Cl-+S
解析　(2)由于Cl2與SO2混合后與水發生反應:SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,故不能使品紅溶液褪色。
B級　素養培優練
10.能正確表示下列反應的離子方程式是(　　)
A.向澄清石灰水中通入SO2氣體:Ca2++SO2===CaSO3↓
B.過量SO2氣體通入氫氧化鈉溶液中:SO2+OH-===HS
C.SO2氣體通入溴水中:SO2+Br2+H2O===2H++2Br-+S
D.氫硫酸中通入氯氣:S2-+Cl2===S↓+2Cl-
B
解析　向澄清石灰水中通入SO2氣體,反應的化學方程式是SO2(少量)+Ca(OH)2 ===CaSO3↓+H2O,對應的離子方程式是Ca2++2OH-+SO2===CaSO3↓+H2O,A不正確;過量SO2氣體通入氫氧化鈉溶液中,反應的化學方程式是SO2+NaOH===NaHSO3,對應的離子方程式是SO2+OH-===HS,B正確;SO2氣體通入溴水中,反應的化學方程式是SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4,對應的離子方程式是SO2+Br2+2H2O ===4H++2Br-+S,C不正確;氫硫酸中通入氯氣,反應的化學方程式是H2S+Cl2 ===S↓+2HCl,對應的離子方程式是H2S+Cl2===S↓+2H++2Cl-,D不正確。
11.如圖所示是一系列含硫化合物的轉化關系(反應中生成的水已略去),其中說法正確的是 (　　)
A.反應①說明SO2具有漂白性,反應②說明SO2為酸性氧化物
B.反應②中生成物n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)=1∶1時,反應物n(SO2)∶n(NaOH)=3∶2
C.反應③④⑤均屬于氧化還原反應
D.實驗室中可利用反應②吸收SO2
D
解析　A項,反應①中溶液先變藍后褪色,是因為SO2先與KIO3反應生成I2,后SO2又與I2反應生成I-,體現了SO2的還原性,反應②屬于酸性氧化物與堿的反應,錯誤;B項,根據原子守恒,當n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)=1∶1時,n(SO2)∶n(NaOH)=2∶3,錯誤;C項,反應④是非氧化還原反應,錯誤;D項,實驗室中可利用NaOH溶液吸收二氧化硫,正確。
12. 某學習小組設計了如圖裝置用于制SO2并驗證其性質。
(1)儀器a的名稱為　　　　　　,實驗時裝置E中反應的離子方程式為
　　　　　　　　　　　　 　　　　　　。
(2)若裝置B中溶液無明顯現象,裝置C中溶液紅色褪去,則使品紅水溶液褪色的含硫微粒一定不是　　　　　　(填化學式)。
分液漏斗
2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++S+4H+
SO2
解析　由實驗裝置圖可知,裝置A中亞硫酸鈉與稀硫酸反應制得二氧化硫,B中盛有的品紅乙醇溶液不褪色,C中盛有的品紅溶液褪色,D中盛有的氯化鋇溶液不與二氧化硫反應,溶液中沒有現象,D中氯化鐵溶液與二氧化硫發生氧化還原反應,溶液由棕黃色變為淺綠色,F中盛有的氫氧化鈉溶液用于吸收有毒的二氧化硫,防止污染環境。(1)由實驗裝置圖可知,儀器a為分液漏斗;裝置E中發生的反應為氯化鐵溶液與二氧化硫發生氧化還原反應生成氯化亞鐵、鹽酸和硫酸,反應的離子方程式為2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++S+4H+;(2)若裝置B中溶液無明顯現象,裝置C中溶液紅色褪去,說明使品紅的水溶液褪色的含硫微粒是二氧化硫與水反應生成的亞硫酸或亞硫酸根或亞硫酸氫根,不是二氧化硫;
(3)該實驗小組的甲、乙兩位同學為了進一步探究SO2的漂白性,按下圖裝置繼續進行實驗并記錄相關實驗現象。請根據下表中實驗現象做出合理解釋。
組別 實驗現象 合理解釋
甲 品紅溶液幾乎不褪色 反應離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　
乙 品紅溶液隨時間的推移變得越來越淺 原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
________________
Cl2+SO2+2H2O===4H++2Cl-+S
Cl2與SO2流速不相同,導致其中一種過量,
漂白品紅溶液
解析　(3)由甲中品紅溶液幾乎不褪色可知,二氧化硫和氯氣在品紅溶液恰好完全反應生成沒有漂白性的鹽酸和硫酸,反應的離子方程式為Cl2+SO2+2H2O===4H++2Cl-+S;由乙中品紅溶液隨時間的推移變得越來越淺,說明某種氣體流速過快,導致氯氣或二氧化硫過量,使品紅溶液漂白褪色;
(4)該實驗小組的學生丙預測裝置D中沒有白色沉淀產生,但隨著反應的進行,發現裝置D中產生了少量白色沉淀。為進一步探究產生沉淀的原因,分別用煮沸和未煮沸過的蒸餾水配制的Ba(NO3)2和BaCl2溶液,進行如圖實驗:
實驗中G、H、I燒杯中觀察到的現象如表:
燒杯 實驗現象
G 無白色沉淀產生,pH傳感器測的溶液pH=5.3
H 有白色沉淀產生
I 有白色沉淀產生,I中出現白色沉淀比H中快很多
已知:pH=-lgc(H+),室溫時,pH<7為酸性溶液。
①據G中現象推測D中產生的白色沉淀的化學式是　　　　　　。
②據I中出現白色沉淀的速率比H中快很多的現象,推測其根本原因可能是______
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
(5)該實驗小組的學生丁用100 mL 0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液測定空氣中SO2含量,若氣體流速為a cm3·min-1,當時間為t min時酸性KMnO4溶液恰好褪色,則空氣
中SO2的含量為　　　　　　 g·cm-3。
BaSO4
沒有煮
沸的蒸餾水中溶有的氧氣能加快硝酸根離子、氧氣氧化二氧化硫的反應速率
解析　(4)①由G中無白色沉淀產生,pH傳感器測的溶液pH=5.3可知,D中二氧化硫與溶液中的氧氣反應生成硫酸,硫酸與氯化鋇溶液反應生成硫酸鋇沉淀;②由I中出現白色沉淀的速率比H中快很多的現象可知,沒有煮沸的蒸餾水中溶有的氧氣能加快硝酸根離子、氧氣氧化二氧化硫的反應速率,導致反應能更快的沉淀;(5)由題意可知,二氧化硫與酸性高錳酸鉀溶液反應生成硫酸錳、硫酸鉀、硫酸和水,5SO2+2Mn+4H+,由t min時酸性高錳酸鉀溶液恰好褪色可知二氧化硫的含量為 g/cm3。

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