3.2.1 不同價態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化優(yōu)質(zhì)課件2023-2024學年高一上學期化學魯科版（2019）必修第一冊

第2節(jié)硫的轉(zhuǎn)化第1課時不同價態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化一、自然界中的硫1.自然界中不同價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化知識梳理2.硫元素不同化合價之間的相互轉(zhuǎn)化【情境·思考】李時珍編著的《本草綱目》一書對石硫黃有如下記載:石硫黃,亦稱硫黃、黃硇砂、黃牙、陽侯、將軍。氣味:酸、溫、有毒。主治:腰膝寒冷無力、腳氣病、傷寒陰癥、積塊作痛、霍亂吐瀉、紅白痢、久瘧不止、腎虛頭痛、酒鼻、突然耳聾、一切惡瘡、疥瘡有蟲。現(xiàn)在仍然作為藥物使用。(1)硫黃為硫單質(zhì),在自然界中是否有硫單質(zhì)存在?提示:火山噴發(fā)口有硫單質(zhì)存在。(2)生活中哪些常見物質(zhì)含有硫元素?提示:生活中的石膏、芒硝、明礬、酸雨、葡萄酒等都含有硫元素。3.硫(1)物理性質(zhì)。俗稱顏色狀態(tài)熔、沸點硬度溶解性水酒精CS2硫黃___________色固體都不高很脆不溶微溶____黃色或淡黃易溶【微思考】若試管內(nèi)壁附著有單質(zhì)硫時,如何洗滌除去?提示:用CS2洗滌——硫單質(zhì)易溶于CS2。

(2)同素異形體。(3)化學性質(zhì)。①實驗探究:實驗操作實驗現(xiàn)象實驗一把研細的硫粉和鐵粉按一定比例混合均勻,在石棉網(wǎng)上堆成“FeS”的形狀,用紅熱的玻璃棒觸及一端混合物一端紅熱,直到整個混合物紅熱,結(jié)成_____塊狀“FeS”黑色實驗操作實驗現(xiàn)象實驗二取少量硫粉放入燃燒匙中,在酒精燈火焰上加熱至硫粉熔化并燃燒,迅速伸入盛滿氧氣的集氣瓶(底部有少量水)中發(fā)出明亮的_____色火焰,放出大量的熱,生成一種有_______氣味的氣體藍紫刺激性②實驗結(jié)論:(4)用途:硫黃主要用于制造_________________及殺蟲劑等,還用于制造_______、煙花爆竹等。硫酸、化肥、火柴黑火藥【微思考】能不能根據(jù)Fe、Cu與S、Cl2反應(yīng)的產(chǎn)物判斷S和Cl2的氧化性的強弱?提示:可以。Fe、Cu與S反應(yīng)生成低價的化合物,Fe、Cu與Cl2反應(yīng)生成高價的化合物,故Cl2的氧化性大于S。二、二氧化硫的性質(zhì)與用途1.實驗探究實驗操作

實驗現(xiàn)象___________________________________________結(jié)論_______________________________________試管中液面上升溶液顏色變紅色溶液紅色褪去SO2易溶于水SO2的水溶液顯酸性SO2與堿反應(yīng)實驗操作

實驗現(xiàn)象_________________________________________________________________________結(jié)論_________________________________________________________________溶液紫紅色褪去溶液淺黃綠色褪去振蕩后溶液紅色褪去,再加熱溶液恢復(fù)紅色SO2具有還原性SO2具有還原性SO2具有漂白性,但生成的無色物質(zhì)不穩(wěn)定2.二氧化硫的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)。顏色狀態(tài)氣味密度溶解性毒性無色氣體刺激性氣味比空氣大易溶于水有毒(2)化學性質(zhì)。3.用途制硫酸、漂白劑、食品添加劑。【情境·思考】某同學發(fā)現(xiàn)夏天爺爺買的白草帽,用了一段時間后變黃了,通過詢問身邊的人了解到草帽是用“硫黃熏”過的,你是否認可該說法?白草帽變黃的原因是什么?提示:“硫黃熏”這個說法不準確,漂白的原理是利用硫黃在加熱條件下與氧氣反應(yīng)生成SO2,SO2具有漂白性將草帽漂白,并非硫黃直接作用;SO2與有色物質(zhì)結(jié)合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì),在受熱(太陽光照射)等條件下分解放出SO2,又會恢復(fù)原色。知識點一SO2和CO2性質(zhì)的比較【重點釋疑】SO2和CO2的性質(zhì)比較重難理解SO2CO2物理性質(zhì)色、味無色、刺激性氣味無色、無味毒性有毒無毒溶解性易溶(1∶40)可溶(1∶1)SO2CO2化學性質(zhì)與水反應(yīng)H2O+SO2H2SO3H2O+CO2H2CO3與堿反應(yīng)SO2+OH-(少量)====,SO2+2OH-(足量)====+H2OCO2+OH-(少量)====,CO2+2OH-(足量)====+H2O氧化性SO2+2H2S====3S↓+2H2OCO2+C2CO高溫====SO2CO2化學性質(zhì)還原性2SO2+O22SO3,也能被酸性KMnO4、氯水、溴水等氧化無還原性漂白性有,但不穩(wěn)定無對環(huán)境的影響過量排放形成酸雨過量排放引起溫室效應(yīng)催化劑△【思考·討論】(1)CO2和SO2均為酸性氧化物,在性質(zhì)上具有一定的相似性,結(jié)合已有的知識分析能否用澄清石灰水鑒別CO2和SO2,為什么?提示:不能。少量的CO2和SO2通入澄清石灰水中,均產(chǎn)生白色沉淀;足量的CO2和SO2通入到澄清石灰水中現(xiàn)象都是先變渾濁后變澄清。其中SO2與Ca(OH)2反應(yīng)的離子方程式為SO2+Ca2++2OH-====CaSO3↓+H2O,CaSO3+SO2+H2O====Ca2++2。(2)如何檢驗?zāi)碂o色氣體是SO2還是CO2?提示:將氣體通入品紅溶液中,品紅溶液褪為無色,加熱,褪色后的溶液又恢復(fù)紅色,則氣體為SO2;若品紅溶液不褪色,則為CO2。(3)已知:酸性H2SO3>H2CO3,除去CO2中的SO2可用哪些方法?提示:①可用飽和NaHCO3溶液洗氣,2NaHCO3+SO2====Na2SO3+2CO2+H2O。②可用酸性KMnO4溶液或溴水洗氣,與溴水反應(yīng)的化學方程式為SO2+Br2+2H2O====H2SO4+2HBr?！景咐痉丁俊镜淅?2019·長沙高一檢測)濃硫酸和木炭在加熱時發(fā)生反應(yīng)的化學方程式是2H2SO4(濃)+CCO2↑+2H2O+2SO2↑。用如圖所示各裝置設(shè)計一個實驗,驗證濃硫酸與木炭在加熱條件下反應(yīng)產(chǎn)生的各種產(chǎn)物。(1)這些裝置的連接順序(按產(chǎn)物氣流從左到右的方向)是________→________→________→________(填裝置的序號)。

(2)裝置②中要檢驗產(chǎn)物中有水蒸氣,則放入的藥品是__________;裝置③中要檢驗產(chǎn)物中有二氧化碳氣體,則放入的藥品是__________;實驗時可觀察到裝置①中A瓶的溶液褪色,C瓶的溶液不褪色,A瓶溶液的作用是______________________,B瓶溶液的作用是________________,C瓶溶液的作用是__________________。

【思維建?！拷獯鹩嘘P(guān)檢驗SO2和CO2同時存在的思維流程如下:【解析】(1)濃硫酸與木炭共熱生成CO2、SO2和H2O,應(yīng)先檢驗水蒸氣的存在,因為在驗證二氧化碳、二氧化硫的存在時都需通過溶液,能帶出水蒸氣;二氧化碳、二氧化硫都能使澄清的石灰水變渾濁,所以不能先通過澄清的石灰水來檢驗二氧化碳的存在,應(yīng)先檢驗二氧化硫的存在并除去二氧化硫后再檢驗二氧化碳的存在。故檢驗流程為檢驗水蒸氣→檢驗并除盡二氧化硫→檢驗二氧化碳。(2)檢驗水蒸氣用無水硫酸銅,白色固體遇水變藍,則裝置②中要檢驗產(chǎn)物中有水蒸氣,放入的藥品是無水硫酸銅粉末;裝置③中要檢驗產(chǎn)物中有二氧化碳氣體,二氧化碳的檢驗方法為通過澄清的石灰水,使澄清的石灰水變渾濁,則放入的藥品是澄清石灰水;實驗時可觀察到裝置①中A瓶的溶液褪色,C瓶的溶液不褪色,因此裝置A中盛有紅色的品紅溶液來檢驗二氧化硫;二氧化硫影響二氧化碳的檢驗,因此檢驗二氧化碳前先除盡二氧化硫,裝置B中盛有的酸性高錳酸鉀溶液除去二氧化硫,而不除去二氧化碳,裝置C中的紅色的品紅溶液是用來證明SO2氣體已完全除盡的。答案:(1)④②①③(2)無水硫酸銅粉末澄清石灰水檢驗二氧化硫的存在除去氣體中的SO2證明SO2氣體已完全除盡【母題追問】(1)裝置B中試劑能否使用氫氧化鈉溶液?還可以使用什么試劑?提示:不能。還可使用溴水。若用氫氧化鈉溶液,CO2也被吸收,則無法檢驗,溴水可以吸收SO2而不影響CO2。

(2)若裝置按④①②③連接,得出的結(jié)論是什么?提示:能檢測出SO2和CO2,不能檢測出H2O。因為裝置①中會帶出水蒸氣,故無法通過②中的現(xiàn)象證明反應(yīng)有水生成。【方法規(guī)律】SO2和CO2的鑒別方法試劑現(xiàn)象及結(jié)論品紅溶液使品紅溶液褪色的是SO2;不能使品紅溶液褪色的是CO2氫硫酸出現(xiàn)渾濁的是SO2,無明顯現(xiàn)象的是CO2酸性高錳酸鉀溶液使紫色褪去的是SO2,無明顯現(xiàn)象的是CO2試劑現(xiàn)象及結(jié)論溴水使橙色褪去的是SO2,無明顯現(xiàn)象的是CO2碘水(含淀粉)使藍色褪去的是SO2,無明顯現(xiàn)象的是CO2硝酸酸化的硝酸鋇溶液產(chǎn)生白色沉淀的是SO2,無明顯現(xiàn)象的是CO2【遷移·應(yīng)用】1.(2019·濟南高一檢測)如圖裝置可用于收集SO2并驗證其某些化學性質(zhì),下列說法正確的是 (

)選項試劑現(xiàn)象結(jié)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C滴有酚酞的NaOH溶液溶液褪色SO2有漂白性D硫化氫水溶液溶液變渾濁SO2有還原性【解析】選B。酸性高錳酸鉀溶液能將二氧化硫氧化成硫酸,二氧化硫體現(xiàn)還原性,故A錯誤;二氧化硫使品紅褪色,體現(xiàn)漂白性,故B正確;二氧化硫使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,體現(xiàn)二氧化硫酸性氧化物的性質(zhì),不是漂白性,故C錯誤;溶液變渾濁是SO2與H2S反應(yīng)生成硫單質(zhì),SO2中的+4價硫元素被還原生成0價的單質(zhì)硫,二氧化硫被還原,說明SO2有氧化性,故D錯誤。2.實驗室可用如圖裝置(略去部分夾持儀器)制取SO2并驗證其性質(zhì)。(1)盛裝70%H2SO4溶液的儀器名稱為________。儀器組裝完成后,關(guān)閉兩端活塞,向裝置B的長頸漏斗內(nèi)注入液體至形成一段液柱,若________,則整個裝置氣密性良好。

(2)裝置B的作用之一是通過觀察產(chǎn)生氣泡的多少判斷SO2生成的快慢,其中的液體最好選擇________(填代號)。

a.蒸餾水 b.飽和Na2CO3溶液c.飽和NaHSO3溶液 d.飽和NaOH溶液(3)C試管中的試劑可以驗證二氧化硫的氧化性,現(xiàn)象為___________________________________。

(4)為驗證二氧化硫的還原性,充分反應(yīng)后,取試管D中的溶液分成三份,分別進行如下實驗:方案Ⅰ:向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成;方案Ⅱ:向第二份溶液中加入品紅溶液,紅色褪去;方案Ⅲ:向第三份溶液中加入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀。上述方案合理的是方案________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”);試管D中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。

(5)裝置E的作用是________。裝置F中為________溶液。

【解析】(1)根據(jù)儀器特點,該儀器名稱為分液漏斗,液柱高度保持不變,說明氣密性良好;(2)SO2易溶于水,能與NaOH溶液、Na2CO3溶液反應(yīng),但在NaHSO3溶液中溶解度較小,c項正確;(3)SO2能將S2-氧化,生成硫單質(zhì),所以現(xiàn)象為有淺黃色沉淀生成;(4)方案Ⅰ,氯水中加入AgNO3溶液也可得到白色沉淀;方案Ⅱ中二氧化硫和氯水均可使品紅褪色;方案Ⅲ中產(chǎn)生沉淀可證明SO2與Cl2發(fā)生了氧化還原反應(yīng)(因溶液顯酸性,不會產(chǎn)生BaSO3沉淀,而是BaSO4沉淀),選方案Ⅲ;(5)E為安全瓶,防止倒吸;裝置F起到吸收尾氣中SO2的作用,可選用NaOH溶液。答案:(1)分液漏斗液柱高度保持不變(2)c

(3)有淺黃色沉淀生成(4)Ⅲ

SO2+Cl2+2H2O====4H+++2Cl-

(5)防止倒吸NaOH(合理即可)【補償訓(xùn)練】(2019·東莞高一檢測)檢驗SO2氣體中是否混有CO2氣體,可采用的方法是 (

)A.通過品紅溶液B.通過澄清石灰水C.先通過NaOH溶液,再通過澄清石灰水D.先通過酸性KMnO4溶液,再通過澄清石灰水【解析】選D。A項檢驗的是SO2而不是CO2;B項中不管是否混有CO2,均有白色沉淀;C項中不管是否混有CO2,均無白色沉淀生成;D項在通過酸性KMnO4溶液時混合氣體中僅SO2被吸收,再通過澄清石灰水若有白色沉淀,說明混有CO2;若無白色沉淀,說明不混有CO2。綜上分析,D正確。知識點二常見的漂白劑及漂白原理【重點釋疑】常見的漂白劑及漂白原理類型吸附型氧化型化合型物質(zhì)活性炭氯氣、漂白粉(液)、次氯酸二氧化硫類型吸附型氧化型化合型漂白原理吸附漂白利用次氯酸的強氧化性進行漂白與有色物質(zhì)化合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)變化類別物理變化氧化還原反應(yīng)化學變化漂白特點不可逆加熱恢復(fù)原色能漂白的物質(zhì)一般用于溶液漂白可漂白所有有機色質(zhì)具有選擇性,如品紅、棉、麻、草等【易錯提醒】(1)漂白是指使有機色質(zhì)褪色,漂白劑不一定使無機色質(zhì)(如KMnO4、CuSO4·5H2O等)褪色,即使能使無機色質(zhì)褪色,也不稱漂白作用(如SO2使KMnO4溶液褪色)。(2)活性炭的吸附是物理變化,而化合型、氧化型漂白均為化學變化。(3)Na2O2具有漂白性,但通常不用它作漂白劑,因為Na2O2具有較強的腐蝕性?！舅伎肌び懻摗?1)分別將SO2及Cl2通入品紅溶液中并加熱,現(xiàn)象有何不同?若分別通入紫色石蕊試液中呢?

提示:(2)將等物質(zhì)的量的SO2和Cl2同時通入同一品紅溶液中,有何現(xiàn)象?請解釋原因。提示:等物質(zhì)的量的SO2和Cl2同時通入同一品紅溶液中,發(fā)生反應(yīng)SO2+Cl2+2H2O====H2SO4+2HCl,失去漂白能力,品紅溶液不褪色?！景咐痉丁俊镜淅?2019·聊城高一檢測)下列說法正確的是(

)A.SO2具有漂白性,能使品紅溶液和酸性KMnO4溶液褪色且常作食品的漂白劑B.活性炭、膠體、H2O2、O3等都有漂白性C.氯氣具有漂白性D.Na2O2也有漂白性,其漂白原理和SO2相似【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下兩點:(1)SO2具有還原性,可以使一些具有氧化性的有色溶液褪色。(2)氯氣本身沒有漂白性,與水反應(yīng)生成的次氯酸具有漂白性?！窘馕觥窟xB。SO2使酸性KMnO4溶液褪色是因為其具有還原性而不是漂白性,且SO2有毒,不能用于食品漂白,A錯誤;活性炭、膠體具有吸附性,能吸附色素,H2O2、O3、Na2O2等有強氧化性,能氧化色素,B正確,D錯誤;氯氣沒有漂白性,C錯誤?！灸割}追問】(1)將A中反應(yīng)后的溶液加熱分別有什么現(xiàn)象?提示:加熱褪色后的品紅溶液恢復(fù)紅色,而加熱褪色后的酸性KMnO4溶液無明顯現(xiàn)象。(2)上題涉及的物質(zhì)既能用于漂白又能用于殺菌消毒的有哪些?提示:H2O2、O3、氯氣、Na2O2。既能漂白又能殺菌消毒的物質(zhì)具有(或與水反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)具有)強氧化性?！具w移·應(yīng)用】1.(2019·南京高一檢測)能證明SO2具有漂白性的是 (

)A.酸性KMnO4溶液中通入SO2氣體后紫紅色消失B.滴有酚酞的NaOH溶液中通入SO2氣體后紅色消失C.品紅溶液中通入SO2氣體后紅色消失D.溴水中通入SO2氣體后橙色消失【解析】選C。SO2氣體通入酸性KMnO4溶液后紫紅色消失、通入溴水后橙色消失都是利用了SO2的還原性;滴有酚酞的NaOH溶液紅色消失,是因為通入的SO2氣體與水反應(yīng)生成酸中和了堿;只有SO2氣體通入品紅溶液后紅色消失,才能證明SO2具有漂白性。2.下列有關(guān)SO2的說法錯誤的是 (

)A.SO2通入Na2SO3或NaHCO3溶液中能發(fā)生反應(yīng)B.SO2能使品紅溶液褪色是因它具有氧化性C.給已被SO2褪色的品紅溶液加熱,可恢復(fù)原來的紅色D.SO2使酸性KMnO4溶液褪色體現(xiàn)的是SO2的還原性【解析】選B。SO2可與Na2SO3反應(yīng)生成NaHSO3,SO2可與NaHCO3溶液反應(yīng)生成CO2,A正確;SO2使品紅溶液褪色體現(xiàn)的是SO2的漂白性,B不正確;SO2的漂白性具有暫時性,故加熱可恢復(fù)原色,C正確;SO2使酸性KMnO4溶液褪色體現(xiàn)了SO2的還原性,D正確?！狙a償訓(xùn)練】1.下列物質(zhì)都可用于漂白,但漂白原理與其他三種物質(zhì)不相同的是 (

)A.ClO2

B.SO2

C.H2O2

D.NaClO【解析】選B。ClO2、H2O2、NaClO均具有氧化性,具有漂白性,漂白的原理是與有色物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng),是永久性的和不可逆的過程;SO2具有漂白性,原理是與有色物質(zhì)結(jié)合成一種無色的不穩(wěn)定的物質(zhì),加熱顏色又恢復(fù),因此SO2的漂白是可逆的、非氧化還原反應(yīng)的、暫時性的過程,答案選B。2.(2018·撫州高一檢測)A、B是兩種常溫下有刺激性氣味的氣體。將A通入品紅溶液中,品紅溶液變?yōu)闊o色;將B通入品紅溶液中,品紅溶液也變?yōu)闊o色。將A通入紫色石蕊溶液中,溶液變?yōu)榧t色;將B通入紫色石蕊溶液中,溶液先變紅后褪色。將A和B按1︰1的體積比充分混合,通入品紅溶液中,品紅溶液不褪色,通入紫色石蕊溶液中,溶液只變紅不褪色。試回答下列問題:(1)寫出A、B的化學式:A________;B________。(2)寫出A與NaOH溶液反應(yīng)的化學方程式:______________________________________或______________________________________。(3)寫出B與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式:_________________________________________________。(4)加熱通入A后變?yōu)闊o色的品紅溶液,現(xiàn)象是________________________;加熱通入B后變?yōu)闊o色的品紅溶液,現(xiàn)象是_____________________________?！窘馕觥烤哂衅鬃饔?能使品紅溶液褪色的氣體有Cl2、SO2、O3等。A氣體不能使紫色石蕊溶液褪色,但能使紫色石蕊溶液變紅色,所以A為SO2:

H2O+SO2H2SO3;B氣體使紫色石蕊溶液先變紅后褪色,為Cl2:H2O+Cl2HCl+HClO,HCl使紫色石