自然界中的硫　二氧化硫 課件 2023-2024學年高一上學期化學魯科版（2019）必修第一冊

第3章物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化

第2節(jié)硫的轉(zhuǎn)化

第1課時自然界中的硫二氧化硫硫是重要的非金屬元素，也是人類最早認識的化學元素之一。在古代，硫單質(zhì)及含硫化合物就常常被煉丹家所使用。硫單質(zhì)還是我國古代四大發(fā)明之——黑火藥的主要成分。硫及其化合物在現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中仍發(fā)揮著重要的作用。火山噴發(fā)時的景象火山噴發(fā)時熔巖噴涌、濃煙滾滾，不僅釋放出巨大的能量，而且產(chǎn)生了許多含有硫元素的氣體，在火山口還有硫單質(zhì)出現(xiàn)。這是自然界中硫單質(zhì)及含硫化合物的來源之一。一、自然界中的硫1.自然界中不同價態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化硫元素廣泛存在于自然界中。海洋、大氣和地殼中乃至動植物體內(nèi)，都含有硫元素。地層深處蘊藏著大量含有硫元素的物質(zhì)?；鹕絿姲l(fā)時，部分硫元素轉(zhuǎn)化成硫化氫氣體，部分硫元素轉(zhuǎn)化成二氧化硫和三氧化硫氣體。二氧化硫在大氣中存在的時間比較短，當有氧氣、水蒸氣、陽光等存在時，二氧化硫會被氧化成三氧化硫。二氧化硫和三氧化硫溶于水，分別生成亞硫酸和硫酸。一些微生物會把部分亞硫酸和硫酸轉(zhuǎn)化成硫單質(zhì)或硫化氫。火山噴發(fā)時，熔融態(tài)的含有硫元素的物質(zhì)與含有鐵、砷、汞等元素的物質(zhì)反應形成礦物。暴露于地球表面的多種含硫礦物，受到空氣中氧氣和水蒸氣等的作用，轉(zhuǎn)化成新的物質(zhì)，如石膏、芒硝等。自然界中不同價態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化自然界中有豐富的含有硫元素的物質(zhì)，如硫化氫、硫單質(zhì)、二氧化硫、三氧化硫、亞硫酸、硫酸、硫酸鈉等。從物質(zhì)類別角度分析，硫及其化合物包括氫化物、單質(zhì)、氧化物、酸、鹽等；從硫元素的化合價角度分析，包括分別含有-2、0、+4和+6價硫元素的物質(zhì)，如下圖所示。硫及其化合物之間可以相互轉(zhuǎn)化。硫及其化合物的“價—類”二維圖2.認識硫單質(zhì)硫單質(zhì)，俗稱硫黃。通常狀況下，它是一種黃色或淡黃色的固體；很脆，易研成粉末；不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳(CS2)；熔點和沸點都不高。硫單質(zhì)的性質(zhì)[實驗1]取少量硫粉放入試管中，觀察它的顏色、狀態(tài)；在酒精燈上加熱，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。硫的熔化[實驗2]把研細的硫粉和鐵粉按照一定比例混合均勻，放在石棉網(wǎng)上堆成條狀或如圖所示的形狀。用灼熱的玻璃棒觸及一端，當混合物呈紅熱狀態(tài)時移開玻璃棒，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。硫粉與鐵粉的反應[實驗3]取少量硫粉放入燃燒匙中，將燃燒匙放在酒精燈上加熱至硫粉熔化并燃燒后，迅速伸入盛滿氧氣的集氣瓶(底部有少量水)中，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。硫在氧氣中燃燒硫元素的兩種同素異形體由硫元素組成的單質(zhì)有多種，如正交硫和單斜硫。由同一種元素組成的性質(zhì)不同的幾種單質(zhì)，叫作該元素的同素異形體。同素異形體之間的性質(zhì)差異，主要表現(xiàn)在物理性質(zhì)上。正交硫和單斜硫是常見的硫元素的同素異形體。硫單質(zhì)能與金屬鐵反應生成硫化亞鐵(FeS)，體現(xiàn)了硫單質(zhì)的氧化性；能與氧氣反應生成二氧化硫，體現(xiàn)了硫單質(zhì)的還原性。硫黃主要用于制造硫酸、化肥、火柴及殺蟲劑等。二、實驗室里研究不同價態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化探究不同價態(tài)硫元素之間相互轉(zhuǎn)化的思路探究不同價態(tài)硫元素之間的相互轉(zhuǎn)化，實際上是探究含有不同價態(tài)硫元素的物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化。首先，要選擇含有不同價態(tài)硫元素的物質(zhì)，如含+4價硫元素的物質(zhì)可以選擇二氧化硫或亞硫酸鈉。其次，實現(xiàn)不同價態(tài)硫元素之間的相互轉(zhuǎn)化，依據(jù)的是氧化還原理論，需要尋找合適的氧化劑或還原劑。再次，提供表明相應轉(zhuǎn)化實際發(fā)生的證據(jù)。含有不同價態(tài)硫元素的物質(zhì)之間轉(zhuǎn)化時，所發(fā)生的反應屬于氧化還原反應。當硫元素處于中間價態(tài)時，含有這種價態(tài)硫元素的物質(zhì)(如硫黃、二氧化硫、亞硫酸鈉)，既具有氧化性又具有還原性；當硫元素處于最高價態(tài)時，含有這種價態(tài)硫元素的物質(zhì)(如三氧化硫、濃硫酸)，只具有氧化性；當硫元素處于最低價態(tài)時，含有這種價態(tài)硫元素的物質(zhì)(如硫化氫、硫化鈉)，只具有還原性。二氧化硫是一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體，易溶于水。二氧化硫在催化劑和加熱的條件下能被氧氣氧化，體現(xiàn)了二氧化硫的還原性；二氧化硫能與硫化氫(或硫化鈉)反應，則體現(xiàn)了二氧化硫的氧化性及硫化氫(或硫化鈉)的還原性。二氧化硫與H2S溶液的反應在相同條件下能同時向正、反兩個方向進行的反應稱為可逆反應。二氧化硫與氧氣的反應以及前面學過的氯氣與水的反應都屬于可逆反應。在可逆反應的化學方程式中用代替。二氧化硫除了具有氧化性和還原性外，還具有酸性氧化物的一般性質(zhì)，如與水反應生成亞硫酸、與NaOH溶液反應生成亞硫酸鈉和水。二氧化硫具有漂白性，能使品紅等有色物質(zhì)褪色。但是，用二氧化硫漂白過的有色物質(zhì)，在一定條件下會恢復原來的顏色。二氧化硫使品紅溶液褪色二氧化硫是一種食品添加劑。我國《食品安全國家標準食品添加劑使用標準》規(guī)定了二氧化硫作為漂白劑、防腐劑、抗氧化劑的使用范圍、使用限量和殘留量。

SO2CO2物理性質(zhì)氣味有刺激性氣味無味毒性有毒無毒溶解性易溶能溶SO2和CO2性質(zhì)的比較方法規(guī)律CO2、SO2的鑒別(1)利用SO2的刺激性氣味，用聞氣味鑒別。(2)利用SO2的漂白性，用品紅溶液鑒別。(3)利用SO2的還原性，用酸性高錳酸鉀溶液、溴水或氯水、硝酸酸化的硝酸鋇、氯化鐵溶液等鑒別。類型原理特點舉例適用對象氧化型漂白劑本身是強氧化劑，可將有色物質(zhì)氧化，使有色物質(zhì)失去原有的顏色不可逆HClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2等主要適用于漂白紡織品漂白原理分類比較加合型漂白劑與有機色質(zhì)結(jié)合生成新的無色物質(zhì)，使有機色質(zhì)失去原有的