2023人教版高中化學必修第二冊 第五章 化工生產中的重要非金屬元素 第一節(jié) 硫及其化合物

第一節(jié)硫及其化合物1|單質硫1.物理性質(1)硫(俗稱硫黃)是一種黃色晶體,質脆,易研成粉末。(2)硫難溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。2.化學性質

O2

S

Fe

、Cu2

、H2

氧化性

與Fe反應:S+Fe

FeS與Cu反應:S+2Cu

Cu2S與H2反應:S+H2

H2S還原性與O2反應:S+O2

SO2易錯警示①硫無論在空氣中還是在純氧中燃燒,只能生成二氧化硫,不能生成

三氧化硫。②S與熱的燒堿溶液反應:3S+6NaOH

Na2SO3+2Na2S+3H2O,該反應中S既表現(xiàn)出氧化性又表現(xiàn)出還原性;S2-和S

在堿性條件下可大量共存,但在酸性條件下發(fā)生歸中反應而不能大量共存。

1.二氧化硫(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(常溫常壓下,1體積水約能溶解40體積的二氧化硫)。2

|二氧化硫和三氧化硫(2)化學性質

知識拓展可逆反應①概念: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

應叫可逆反應。②特點:a.反應物和生成物同時存在,反應物不能完全轉化為生成物;b.反應物和生成物用“

”連接。(3)制備Na2SO3+H2SO4

Na2SO4+SO2↑+H2O(原理:強酸制弱酸)。特別提醒利用上述反應制備二氧化硫時,通常使用溶質質量分數(shù)為70%的硫酸,

70%的硫酸中氫離子濃度較大,有利于發(fā)生離子反應。(4)用途①漂白紙漿、毛、絲等;②用于殺菌消毒;③可作為食品添加劑。如葡萄酒釀制過程中添加適量二氧化硫可以起到殺菌、

抗氧化的作用。2.三氧化硫(1)物理性質熔點16.8℃,沸點44.8℃。常溫下,SO3是一種無色液體;標準狀況下,SO3是一

種固體。(2)化學性質——具有酸性氧化物的通性①能溶于水形成硫酸:SO3+H2O

H2SO4。②能與石灰乳反應:SO3+Ca(OH)2

CaSO4+H2O。③能與堿性氧化物(CaO)反應:SO3+CaO

CaSO4。

1.硫酸的工業(yè)制備(1)工業(yè)制備流程

特別提醒用98.3%的濃硫酸吸收SO3,可以避免形成酸霧,并能提高吸收效率。3|硫酸(2)相關反應①S+O2

SO2或4FeS2+11O2

2Fe2O3+8SO2②2SO2+O2

2SO3③SO3+H2O

H2SO4

2.濃硫酸的特性(1)吸水性濃硫酸能夠吸收氣體、液體中的水分子,故常用作干燥劑。(2)脫水性

濃硫酸能把蔗糖、紙張、棉布和木材等有機物中的氫元素和氧元素按水的組成

比脫去。向蔗糖中加入濃硫酸時,蔗糖逐漸變黑,體積膨脹,形成黑色固體,并放出有刺激性氣味的氣體。易錯辨析

濃硫酸的吸水性可以表現(xiàn)為物理變化,如干燥氧氣時,除去氧氣中混

有的水蒸氣;也可以表現(xiàn)為化學變化,如將濃硫酸滴加到CuSO4·5H2O晶體上,晶體

由藍色變?yōu)榘咨?。濃硫酸的脫水性表現(xiàn)為化學變化,如向蔗糖中加入濃硫酸,發(fā)

生了化學變化。

特別提醒濃硫酸與金屬的反應體現(xiàn)了濃硫酸的強氧化性和酸性,與木炭的反應

只體現(xiàn)出強氧化性。(3)強氧化性3.濃硫酸與稀硫酸的比較與鑒別(詳見定點2)S

的檢驗4|1.實驗操作

2.理論解釋(1)先加稀鹽酸酸化的目的是排除C

、S

、Ag+等離子的干擾。(2)再滴加BaCl2溶液,若存在S

,則發(fā)生反應:Ba2++S

BaSO4↓,有白色沉淀生成。3.粗鹽的提純粗鹽中常含有一些可溶性的硫酸鹽、MgCl2和CaCl2等雜質,可通過一系列操作提

純粗鹽,得到較為純凈的氯化鈉。雜質加入的試劑離子方程式硫酸鹽氯化鋇溶液Ba2++S

BaSO4↓CaCl2碳酸鈉溶液Ca2++C

CaCO3↓MgCl2燒堿溶液Mg2++2OH-

Mg(OH)2↓(1)粗鹽提純加入的試劑及反應的離子方程式最后加入鹽酸除去過量的除雜試劑。(2)試劑加入的順序通常加入試劑及順序有如下三種:a.BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→鹽酸;b.NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→鹽酸;c.BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→鹽酸?？偨Y:為使雜質離子完全除去,只要碳酸鈉溶液在氯化鋇溶液之后加入即可。1.自然界中硫的存在(1)游離態(tài)的硫存在于火山口附近或地殼的巖層中。(2)化合態(tài)的硫主要以硫化物和硫酸鹽的形式存在,如黃鐵礦(FeS2)、黃銅礦

(CuFeS2)、石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等。5|不同價態(tài)含硫物質的轉化2.不同價態(tài)含硫物質的性質及轉化關系(詳見定點3)1.硫在空氣中燃燒生成SO2,若在過量的純氧中燃燒,則生成SO3。這種說法正確

嗎?提示:不正確。硫在空氣或純氧中燃燒均生成SO2,與反應物的用量無關。知識辨析2.將SO2氣體分別通入品紅溶液、酸性KMnO4溶液和新制氯水中,溶液均褪色,SO2均表現(xiàn)漂白性。這種說法正確嗎?提示:不正確。SO2使品紅溶液褪色時表現(xiàn)出漂白性,是SO2與有機色質結合生成

了無色物質;而SO2使酸性KMnO4溶液或新制氯水褪色,均發(fā)生氧化還原反應,SO2

在反應中均表現(xiàn)出還原性。3.SO2和Cl2分別通入品紅溶液中,均可使品紅溶液褪色,若將等物質的量的SO2和

Cl2混合,通入品紅溶液中,溶液褪色更快。這種說法正確嗎?提示:不正確。等物質的量的SO2和Cl2混合后通入品紅溶液中,會發(fā)生反應SO2+Cl2+2H2O

H2SO4+2HCl,品紅溶液不褪色。4.由于常溫下,鋁、鐵與濃硫酸均不反應,故可用鋁制或鐵制槽罐車儲運濃硫酸。

這種說法正確嗎?提示:不正確。常溫下,鋁、鐵遇濃硫酸鈍化,鈍化是金屬表面被濃硫酸氧化生成

一層致密氧化膜的過程,也就是說金屬與濃硫酸發(fā)生了反應。5.向溶液X中加入鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液,若產生白色沉淀,說明溶液X中一定

含有S

。這種說法正確嗎?提示:不正確。溶液X中加入鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液,相當于向溶液X中加入了

HNO3,若溶液X中含有S

或HS

,也會產生白色沉淀,因此無法說明溶液X中一定含有S

。6.1L18.4mol·L-1的濃硫酸與足量的銅在加熱條件下發(fā)生反應,最終生成的SO2的

物質的量為9.2mol。這種說法正確嗎?提示:不正確。銅與濃硫酸發(fā)生反應的化學方程式為Cu+2H2SO4(濃)

CuSO4+SO2↑+2H2O,隨著反應的進行,硫酸的濃度不斷減小,銅與稀硫酸不反應,故18.4

molH2SO4不能完全參與反應,即最終生成的SO2的物質的量小于9.2mol。47.濃硫酸具有強氧化性,二氧化硫具有還原性,二者可以發(fā)生氧化還原反應。這種

說法正確嗎?提示:不正確。同一元素的相鄰價態(tài)之間不能發(fā)生氧化還原反應,如S和H2S、S和

SO2、SO2和濃硫酸均不發(fā)生氧化還原反應。

1二氧化硫化學性質的綜合應用1.SO2的特殊性質與應用(1)注意SO2的漂白性和還原性的區(qū)別SO2使品紅溶液褪色表現(xiàn)的是SO2的漂白性,加熱后溶液顏色復原;SO2使酸性高錳

酸鉀溶液、溴水、氯水、碘水褪色表現(xiàn)的是SO2的還原性,加熱后溶液顏色不復

原。(2)將SO2通入氫硫酸、硫化鈉溶液中都會生成黃色沉淀,表現(xiàn)了SO2的氧化性。(3)SO2不能漂白酸堿指示劑,能使紫色石蕊溶液變紅。2.常見的漂白劑及其漂白原理比較

SO2HClO、H2O2、Na2O2、

O3活性炭漂白原理與有色物質結合生成

無色物質將有色物質氧化為無

色物質結構疏松多孔,可以吸

附有色物質變化類型化學變化化學變化物理變化是否可逆可逆,加熱或久置后恢

復原來顏色不可逆,加熱或久置后

不恢復原來顏色活性炭經處理后可重

復使用易錯辨析

①二氧化硫使酸性KMnO4溶液褪色是因為發(fā)生了氧化還原反應,不屬

于漂白作用。②不是所有具有強氧化性的物質都具有漂白性,強氧化劑如酸性KMnO4溶液、濃

硫酸等不能用作漂白劑。3.SO2和CO2的性質比較與鑒別(1)SO2和CO2的性質比較

SO2CO2物理性質無色、有刺激性氣味

的氣體;密度比空氣大,有毒;1體積水可溶解約40體

積SO2氣體無色無味的氣體;密度比空氣大,無毒;1體積水可溶解約1體

積CO2氣體

與水反應SO2+H2O

H2SO3CO2+H2O

H2CO3與堿反應SO2(少量)+Ca(OH)2

CaSO3↓+H2O2SO2(過量)+Ca(OH)2

Ca(HSO3)2CO2(少量)+Ca(OH)2

CaCO3↓+H2O2CO2(過量)+Ca(OH)2

Ca(HCO3)2與堿性氧化物反應SO2+Na2O

Na2SO3CO2+Na2O

Na2CO3與鹽溶液反應與BaCl2或CaCl2溶液均不反應,與Ba(NO3)2溶液反應產生白色沉淀與BaCl2、CaCl2和Ba(NO3)2溶液均不反應還原性能被酸性KMnO4溶液、O2、氯水、溴

水、碘水等氧化CO2中的C為最高價態(tài),無還原性氧化性SO2+2H2S

3S+2H2OCO2+C

2CO漂白性有無(2)SO2和CO2的鑒別方法物理方法聞氣味SO2有刺激性氣味,CO2無味稱量充滿兩種氣體的相同集氣

瓶質量較大的集氣瓶中是SO2,質

量較小的集氣瓶中是CO2同溫同壓下將氣體充滿相同的

試管中,分別倒置于水槽中試管內進水多的是SO2,試管內

進水少的是CO2化學方法通入品紅溶液中使品紅溶液褪色的是SO2,無明

顯現(xiàn)象的是CO2通入少量酸性KMnO4溶液或少

量新制氯水中使溶液褪色的是SO2,無明顯現(xiàn)

象的是CO2通入H2S或Na2S溶液中使溶液中產生黃色沉淀的是SO

2,無明顯現(xiàn)象的是CO2通入Ba(NO3)2溶液中使溶液中產生白色沉淀的是SO

2,無明顯現(xiàn)象的是CO2通入少量FeCl3溶液中使溶液顏色變淺的是SO2,無明

顯現(xiàn)象的是CO2

典例如圖所示裝置可用于收集SO2并驗證其某些化學性質,下列說法正確的是(

)

選項試劑現(xiàn)象結論A酸性KMnO4溶液溶液褪色SO2有氧化性B品紅溶液溶液褪色SO2有漂白性CNaOH溶液無明顯現(xiàn)象SO2與NaOH溶液不反

應D紫色石蕊試液溶液變紅色后不褪色SO2有酸性,沒有漂白性思路點撥解答此類題目的思維流程如下:

解析

酸性KMnO4溶液具有強氧化性,溶液褪色體現(xiàn)了SO2的還原性,A錯誤;SO2

使品紅溶液褪色體現(xiàn)了SO2的漂白性,B正確;SO2是酸性氧化物,可以與NaOH溶液

反應生成Na2SO3和H2O,C錯誤;SO2可以使紫色石蕊試液變紅,說明SO2是酸性氧化

物,但二氧化硫不能漂白酸堿指示劑,故石蕊試液變紅后不褪色,不能說明SO2沒有

漂白性,D錯誤。答案

B規(guī)律方法

(1)檢驗SO2和CO2混合氣體中CO2的方法

(2)除去CO2中混有的SO2,常將混合氣體通過盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶洗

氣。2濃硫酸與稀硫酸的比較與鑒別1.濃硫酸與稀硫酸的比較

濃硫酸稀硫酸溶質的主要存在形式H2SO4H+、S

導電性純H2SO4幾乎不導電強酸性強弱弱(不能制H2)強遇堿反應反應遇NaCl固體2NaCl+H2SO4(濃)

Na2SO4+2HCl↑(用于制HCl氣體)不反應氧化性強弱強,還原產物為SO2弱,還原產物為H2遇Fe、Al(常溫)使Fe、Al鈍化反應遇Cu、C(加熱)反應不反應脫水性有無吸水性有無2.濃硫酸與稀硫酸的鑒別各取少量試樣,可用物理方法和化學方法進行鑒別:

稀釋法各取少量蒸餾水于兩支試管中,

分別向其中加入少量試樣,溫度

更高的是濃硫酸稱量法取等體積的兩種試樣,稱量,質量

較大的是濃硫酸

利用濃硫酸的脫水性用玻璃棒分別蘸取少量試樣點在白紙上,一段時間后使白紙變黑的是濃硫酸利用濃硫酸的吸水性分別取等量膽礬(CuSO4·5H2O)于兩支試管中,加入試樣,使膽礬變白的是濃硫酸利用氧化性強弱不同分別取等量銅片于兩支試管中,加入試樣,加熱,銅片溶解,生成有刺激性氣味氣體的是濃硫酸利用特殊性質常溫下,分別取等量鐵片于兩支試管中,加入試樣,有氣泡冒出的是稀硫酸,無明顯現(xiàn)象的是濃硫酸3探究不同價態(tài)含硫物質的轉化關系1.利用“價—類二維圖”構建含硫物質的轉化關系

(1)含有相同價態(tài)的硫元素的不同化合物間可通過與水或酸、堿反應相互轉化,

如:SO2

H2SO3

NaHSO3

Na2SO3。(2)含有不同價態(tài)的硫元素的不同物質間也可通過氧化還原反應來相互轉化,如:2H2S+SO2

3S+2H2O、S+H2

H2S、S+O2

SO2。2.實驗探究不同