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1、第五章第五章 化工生产中的重要化工生产中的重要非金属原元素非金属原元素第一节第一节 硫及其化合物硫及其化合物 课时课时1 1 知识点一:硫(俗称硫黄)1.物理性质 黄色晶体,质脆,易研成粉末。硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳(CS2)。2.化学性质硫的原子结构示意图:硫是一种重要的非金属元素,位于元素周期表的第三周期VIA族。硫单质既有氧化性又有还原性硫单质既有氧化性又有还原性氧化性:氯氧化性:氯氧氧 硫硫氧的原子结构示意图:氯的原子结构示意图:最外层有最外层有6 6个电子,易得个电子,易得2 2个电子个电子硫元素的非金属性比氧元素弱硫元素的非金属性比氧元素弱1.二氧化硫的物理性质SO2
2、是一种无色、有刺激性气味的有毒气体;密度比空气的大,易溶于水;在通常情况下,1体积的水可以溶解约40体积的SO2。物质类别:SO2是一种酸性氧化物,具有酸性氧化物的性质。SO2+4酸性氧化物酸性氧化物与水反应与水反应与碱反应与碱反应还原性还原性氧化性氧化性知识点二:二氧化硫2.二氧化硫的化学性质(1)酸性氧化物的通性)酸性氧化物的通性【实验5-1】把充有SO2、塞有橡胶塞的试管倒立于水中,在水面下打开橡胶塞,观察试管内液面的上升。待液面高度不再明显变化时,在水下用橡胶塞塞紧试管口,取出试管,用pH试纸测定试管中溶液的酸碱度。实验现象实验现象实验结论实验结论试管内液面上升SO2易溶于水pH试纸变
3、为红色SO2水溶液显酸性化学反应方程式:SO2+H2O H2SO3可逆反应可逆反应:在同一条件下,既能向正反应进行,同时又能向逆反应方向进行的反应。正反应逆反应化学方程式中用化学方程式中用“”“”代替代替“”“”。思考思考H2+O2 H2OH2O H2+O2点燃电解不是可逆反应,因为不是可逆反应,因为不在同一条件不在同一条件下下与碱反应 少量SO2通入NaOH溶液:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O 足量SO2通入NaOH溶液:SO2 +NaOH =NaHSO3 少量SO2通入澄清石灰水:SO2+Ca(OH)2=CaSO3 +H2O与碱性氧化物反应:SO2+CaO =CaSO3实验室里,
4、如实验室里,如何对何对SOSO2 2进行尾进行尾气处理呢?气处理呢?可以用可以用NaOH溶液吸收溶液吸收SO2尾气尾气(2)二氧化硫的还原性)二氧化硫的还原性催化氧化2SO2+O2 2SO3是一种酸性氧化物,能溶于水且与水发生剧烈反应,生成硫酸。SO3+H2O=H2SO4与氯水反应SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl+4+6失2x2e-+4+6失2e-与酸性高锰酸钾溶液反应5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4+4+6失5x2e-+6+6二氧化硫可使酸性高锰酸钾溶液褪色褪色(3)二氧化硫的氧化性)二氧化硫的氧化性 SO2+2H2S=3S+2H2O+4
5、0得4e-总结:二氧化硫中的硫元素的化合价为总结:二氧化硫中的硫元素的化合价为+4价,处于中间价态,价,处于中间价态,既能被氧气等氧化剂氧化,又能被硫化氢还原。既能被氧气等氧化剂氧化,又能被硫化氢还原。【实验5-2】用试管取2mL实验5-1中得到的溶液,向其中滴入12滴品红溶液,振荡,观察溶液的颜色变化。然后加热试管,注意通风,再观察溶液的变化。实验实验现现 象象结结 论论向其中滴入12滴品红溶液,振荡,观察溶液的颜色变化加热试管,观察溶液的变化品红溶液褪色品红溶液褪色SO2有漂白性有漂白性 无色溶液又恢无色溶液又恢复原来的红色复原来的红色SO2的漂白性是暂时的,不的漂白性是暂时的,不稳定,容
6、易变回原来的颜色稳定,容易变回原来的颜色视频视频(4)二氧化硫的漂白性)二氧化硫的漂白性原理:原理:SO2的漂白作用是由于它能与某些有色物质(如品红溶液)化合生成不稳定的无色物质,这些无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色。应用:应用:检验SO2常见的漂白剂及漂白原理常见的漂白剂及漂白原理类型吸附型氧化型化合型物质活性炭氯水、过氧化氢二氧化硫漂白原理变化类别物理变化氧化还原反应化学变化漂白特点不可逆能漂白的物质一般用于溶液漂白可漂白所有有机色质具有选择性如品红、棉、麻、草等吸附漂白利用强氧化性漂白与有色物质化合生成不稳定的无色物质加热恢复原色SO2不能使指示剂褪色(2)食品添加剂(漂白、防
7、腐、抗氧化)食品添加剂(漂白、防腐、抗氧化)SO2有毒,若残留量超标,会对人体健康有害。要严格按照国家标准规定合理使用。设计实验方案,依次检验混合气体中的SO2、CO2?除去SO2检验SO2是否除尽 检验CO2检验SO2品红溶液酸性KMnO4溶液品红溶液澄清石灰水 A B C D证明有SO2的现象:A中品红溶液褪色证明有CO2的现象:C中品红溶液不褪色,D中石灰水变浑浊1.下列关于硫及其化合物的叙述,正确的是()下列关于硫及其化合物的叙述,正确的是()A硫黄是一种易溶于水的黄色晶体B二氧化硫的水溶液显酸性C二氧化硫是黄色易溶于水的有毒气体D二氧化硫不稳定,极易转化为三氧化硫B2.下列能使品红溶
8、液褪色,且褪色原理基本相同的是()下列能使品红溶液褪色,且褪色原理基本相同的是()活性炭活性炭氯水氯水二氧化硫二氧化硫臭氧臭氧过氧化钠过氧化钠双氧水双氧水ABC DC练一练练一练3.下列有关硫的氧化物说法中正确的是()下列有关硫的氧化物说法中正确的是()ASO2易溶于水,且与水反应生成H2SO4BSO2、SO3都具有漂白性,也都能使石蕊溶液变红色CSO2可用于抑制酒类中细菌的生长,可在葡萄酒中微量添加DSO2在空气中易被氧化为SO3C4.检验检验SO2气体中是否混有气体中是否混有CO2气体气体,可采用的方法是可采用的方法是()A.通过品红溶液B.通过澄清石灰水C.先通过NaOH溶液,再通过澄清
9、石灰水D.先通过酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水D重要的化工原料,可用于生产化肥、农药、炸药、燃料和盐类等。硫酸硫酸硫黄或黄铁矿SO2SO3H2SO4空气燃烧400-500V2O5(催化剂)98.3%的浓硫酸吸收4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 S+O2 SO2点燃点燃高温高温2SO2+O2 2SO3SO3+H2O=H2SO4知识点一:硫酸1.稀硫酸电离方程式:H2SO4=2H+SO2 4 稀硫酸具有酸的通性 a.能使指示剂变色:能使紫色石蕊试液变红 b.与活泼金属反应:Zn+H2SO 4 =ZnSO4+H2 c.与碱性氧化物反应:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O d.与
10、碱反应:2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O e.与某些盐反应:BaCl2+H2SO4=BaSO4 +2HCl2.浓硫酸(1)物理性质物理性质 色态:无色、粘稠的油状液体 沸点:约338难挥发酸(高沸点酸)密度:1.84gcm-3高密度酸 溶解性:跟水任意比互溶,溶解放出大量热浓硫酸的稀释方法:将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌。(2)浓硫酸的特性)浓硫酸的特性吸水性浓硫酸能吸收气体、液体中的水分子,以及固体中的结晶水。应用应用作干燥剂(干燥与之不反应的物质)可干燥酸性气体(CO2、SO2、Cl2、HCl等)和中性气体(N2、O2、H2等)不能干燥碱性气体(NH3)和
11、某些还原性气体(H2S、HBr、HI)浓硫酸不但能吸收空气中的水分,还能夺取结晶水合物中的结晶水。浓硫酸脱水性浓硫酸能将蔗糖、纸张、棉布、木条等有机物中的氢、氧元素按水的组成比(2:1)脱去。实验现象实验现象实验原理实验原理浓硫酸具有脱水性,使蔗糖炭化蔗糖逐渐变黑体积膨胀,并放出有刺激性气味的气体浓硫酸具有强氧化性,与碳反应放出气体C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2O 视频视频【思考与交流】蔗糖分子中含有水,浓硫酸将水吸去使它生成炭而变黑,这种说法对吗?吸水性与脱水性的区别吸水性与脱水性的区别吸水性与脱水性的本质区别在于物质本身是否含有水分子,若物质吸水性与脱水性的本质区别在于物质
12、本身是否含有水分子,若物质本身含有水分子(包括晶体中的结晶水),则表现为吸水性本身含有水分子(包括晶体中的结晶水),则表现为吸水性【提示】【提示】不对,因为蔗糖分子中没有水。强氧化性能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。a.与金属反应:与Cu反应实验探究【实验5-3】观察下列实验视频,描述铜与浓硫酸反应产生的现象。实验现象:加热时左侧试管内有气泡生成中间试管中的品红溶液褪色右侧试管中的石蕊溶液逐渐变红将生成物倒入水中稀释,溶液变蓝。浓硫酸具有很强的腐蚀性,在实验中应注意安全防护。注意!视频视频Cu+H2SO4(浓)CuSO4+SO2+H2O铜是还原剂,浓硫酸是氧化剂,浓硫酸体现酸性和强氧化性。
13、实验现象:加热时左侧试管内有气泡生成中间试管中的品红溶液褪色右侧试管中的石蕊溶液逐渐变红将生成物倒入水中稀释,溶液变蓝。有气体生成该气体是二氧化硫生成了硫酸铜0+6+2+4失2e-得2e-22回顾浓硫酸与蔗糖的反应C+H2SO4(浓)CO2+SO2+H2O0+6+4+4失4e-得2x2e-222木炭是还原剂,浓硫酸是氧化剂,浓硫酸体现了强氧化性强氧化性。【思考与交流】实验室用金属与酸反应制取氢气时,经常使用稀硫酸,为什么不使用浓硫酸?常温下,Fe、Al遇浓硫酸时发生“钝化”反应,钝化是化学变化,可用铁、铝制容器盛装浓硫酸。知识点二:硫酸盐1.硫酸钙:石膏:CaSO42H2O 熟石膏:2CaSO
14、4H2O 用途:石膏绷带、调节水泥的硬化速率。2.硫酸钡:重晶石:BaSO4 用途:“钡餐”3.硫酸铜:CuSO4 白色粉末 CuSO45H2O 蓝色晶体(胆矾、蓝矾)用途:检验水(不可用作干燥剂)胆矾可以和石灰乳混合制成农药波尔多液知识点三:硫酸根离子的检验【实验5-4】在三支试管中分别加入少量稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液,然后各滴入几滴BaCl2溶液,观察现象,再分别加入少量稀盐酸,振荡,观察现象。从这个实验中你能得出什么结论?写出相关反应的离子方程式。视频视频1.原理:Ba2+=BaSO4 试剂试剂稀硫酸稀硫酸Na2SO4溶液溶液Na2CO3溶液溶液加入BaCl2溶液加入稀
15、盐酸离子方程式实验分析产生白色沉淀产生白色沉淀产生白色沉淀沉淀不溶解沉淀不溶解沉淀溶解Ba2+=BaSO4 SO2 4Ba2+=BaSO4 Ba2+=BaCO3 BaCO3+2H+=Ba2+CO2+H2OSO2 4白色固体BaSO4 不溶于盐酸,而BaCO3溶于盐酸,因此可用稀盐酸和BaCl2溶液检验【结论】若向溶液中加入稀盐酸时无明显现象,再滴加BaCl2溶液时有白色沉淀产生,则证明该溶液中含有含有 。【思考与讨论】【思考与讨论】经溶解、过滤和蒸发操作得到的粗盐中还含有一些可溶性硫酸盐及MgCl2、CaCl2等杂质,如何除去这些杂质?杂质杂质加入的试剂加入的试剂离子方程式离子方程式硫酸盐Ca
16、Cl2及过量的BaCl2MgCl2【思考】1.本实验加入试剂的顺序是什么?2.按顺序加入足量的沉淀剂后,如何操作除去杂质离子?Na2CO3溶液要在BaCl2溶液之后加,以除去引入的Ba2+为了保证完全除去杂质离子,每次所加的试剂都要略微过量略微过量。BaCl2溶液Na2CO3溶液NaOH溶液SO2 4Ba2+=BaSO4 CO2 3CO2 3Ca2+=CaCO3Ba2+=BaCO3Mg2+2OH-=Mg(OH)2 先过滤,在滤液中加入盐酸调节pH至7,除去过量的 和OH-CO2 3练一练练一练1.酸溶液中都含有酸溶液中都含有H+,因此不同的酸表现出一些共同的性质。下列,因此不同的酸表现出一些共
17、同的性质。下列关于关于H2SO4性质的描述中不属于酸的共同性质的是()性质的描述中不属于酸的共同性质的是()A能使紫色石蕊溶液变红B能与氢氧化钠反应生成水C能与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4沉淀D能与FeO反应生成水C2.下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)对应关系正确的是()下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)对应关系正确的是()A在空气中敞口久置的浓硫酸,溶液变稀(挥发性)B在加热条件下铜与浓硫酸反应(脱水性)C浓硫酸在白纸上书写的字迹变黑(氧化性)D浓硫酸可用来干燥某些气体(吸水性)D3.浓硫酸与木炭在加热条件下可发生化学反应,为了检验反应产物,浓硫酸与木炭在加热条件下可发生化
18、学反应,为了检验反应产物,选用了如下图所示的实验装置进行实验。选用了如下图所示的实验装置进行实验。请回答下列问题:(1)装置E中仪器a的名称是 。(2)E中发生反应的化学方程式为 。(3)最先检验的产物的化学式为 ,所用的装置是 。(4)装置C的作用是 。(5)为验证上述气体,将混合气体依次通过所用仪器,其所有装置连接顺序是:。(6)装置A中发生反应的离子方程式为 。(7)在不影响实验检验结果的情况下,理论上以下试剂中可以用来代替A中的酸性高锰酸钾溶液的有 (填序号)。H2O2溶液;饱和NaHCO3溶液;氯水;Na2S溶液;饱和NaHSO3溶液分液漏斗C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2OH2OD检验二氧化碳气体的存在EDBABC5SO2+2H2O=+2Mn2+4H+