2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第5章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第1節(jié)第1課時硫和二氧化硫?qū)W案新人教版必修第二冊

PAGE8-第1課時硫和二氧化硫發(fā)展目標(biāo)體系構(gòu)建1.結(jié)合情境中的應(yīng)用實例或通過試驗，了解硫和二氧化硫的主要性質(zhì)。培育“宏觀辨識與改變觀念”的核心素養(yǎng)。2.相識硫和SO2在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用和對環(huán)境的影響。培育“科學(xué)看法與社會責(zé)任”的核心素養(yǎng)。一、硫1．硫元素的位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(1)硫元素位于元素周期表的第三周期、第ⅥA族，硫原子的最外電子層有6個電子，在化學(xué)反應(yīng)中簡單得到2個電子，形成－2價硫的化合物。(2)與氧元素相比，得電子實力相對較弱，非金屬性比氧的弱。故在富含O2的地表旁邊的含硫化合物中，硫常顯＋4價或＋6價，而氧顯－2價。2．硫單質(zhì)的物理性質(zhì)硫(俗稱硫黃)是一種黃色晶體，質(zhì)脆，易研成粉末。硫難溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。3．硫單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)(1)氧化性表現(xiàn)為與金屬、H2反應(yīng)：與Fe、Cu、H2反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為S＋Feeq\o(=,\s\up9(△))FeS、S＋2Cueq\o(=,\s\up9(△))Cu2S、S＋H2eq\o(=,\s\up9(△))H2S，在這些反應(yīng)，S均作氧化劑。(2)還原性表現(xiàn)為與O2反應(yīng)，其化學(xué)方程式為S＋O2eq\o(=,\s\up9(點(diǎn)燃))SO2，反應(yīng)中S作還原劑。微點(diǎn)撥：(1)硫的氧化性較弱，與變價金屬反應(yīng)，生成低價態(tài)的金屬硫化物。(2)硫與氧氣反應(yīng)，無論氧氣是否過量，只生成SO2。二、二氧化硫1．物理性質(zhì)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。在通常狀況下，1體積的水可以溶解約40體積的SO2。2．化學(xué)性質(zhì)(1)具有酸性氧化物的性質(zhì)①與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2＋H2OH2SO3。②與堿(如NaOH)反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O。(2)還原性SO2在肯定條件下與O2反應(yīng)的化學(xué)方程式為，生成的SO3也是酸性氧化物，與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO3＋H2O=H2SO4。(3)氧化性SO2與H2S反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2＋2H2S=3S＋2H2O。(4)漂白性①SO2通入品紅溶液中，品紅溶液褪色，加熱時，溶液又變紅色。②SO2的漂白原理：SO2與某些有色物質(zhì)生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)。這些無色物質(zhì)簡單分解又使有色物質(zhì)復(fù)原原來的顏色。③應(yīng)用：SO2在工業(yè)上應(yīng)用于漂白紙漿、毛、絲等；此外SO2可用于殺菌消毒，還是一種食品添加劑。3．可逆反應(yīng)(1)正反應(yīng)：向生成物方向進(jìn)行的反應(yīng)。(2)逆反應(yīng)：向反應(yīng)物方向進(jìn)行的反應(yīng)。(3)可逆反應(yīng)：在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。微點(diǎn)撥：可逆反應(yīng)要留意“兩同”：同一條件、同時進(jìn)行。1．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)硫的非金屬性較強(qiáng)，所以只以化合態(tài)存在于自然界中。 ()(2)硫在空氣中燃燒生成二氧化硫，在氧氣中燃燒生成三氧化硫。 ()(3)S能氧化Fe，使Fe生成＋3價鐵的化合物。 ()(4)潮濕的石蕊試紙遇到SO2先變紅后褪色。 ()(5)SO2與足量O2在加熱和催化劑作用下可完全生成SO3。 ()[答案](1)×(2)×(3)×(4)×(5)×2．除去試管壁上附著的硫，可采納的方法是()A．通入氫氣后加熱B．伸入灼熱的鐵絲C．用水洗滌D．用二硫化碳洗滌后再用水洗D[硫與氫氣反應(yīng)須要加熱，試驗操作困難，且產(chǎn)物硫化氫有毒；硫與鐵反應(yīng)須要加熱，其產(chǎn)物硫化亞鐵固體會附著在試管壁上；硫不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，試管壁上的硫可用二硫化碳溶解而除去。]3．下列物質(zhì)在常溫下能與SO2反應(yīng)的有______(填序號)。①H2O②H2S③澄清石灰水④O2⑤Fe[答案]①②③SO2的漂白性試驗操作試驗現(xiàn)象試驗結(jié)論用試管取2mLSO2的水溶液，向其中滴入1～2滴品紅溶液，振蕩，視察溶液的顏色改變?nèi)芤和噬玈O2或亞硫酸溶液能使品紅溶液褪色加熱試管，留意通風(fēng)，再視察溶液的顏色改變?nèi)芤簭?fù)原原來的顏色SO2與品紅溶液結(jié)合生成的無色物質(zhì)不穩(wěn)定，加熱易分解而使溶液復(fù)原原來的顏色1.若將Cl2通入品紅溶液中，現(xiàn)象是什么？若再加熱，又有什么現(xiàn)象？提示：品紅溶液褪色；再加熱時，不能復(fù)原原來的顏色。2．若將等物質(zhì)的量的SO2和Cl2同時通入品紅溶液中，溶液的漂白性是“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合”嗎？為什么？提示：不是。若將等物質(zhì)的量的SO2和Cl2相混合后，在溶液中發(fā)生反應(yīng)：SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl，從而失去漂白實力。1．物質(zhì)具有漂白性是指物質(zhì)能使有機(jī)色素褪色，如新制氯水使有色花瓣褪色，SO2使品紅溶液褪色等。SO2的漂白原理與新制氯水的不同，其原理是SO2能與某些有色物質(zhì)結(jié)合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，這些無色物質(zhì)簡單分解而使有色物質(zhì)復(fù)原原來的顏色。2．雖然SO2具有漂白性，但SO2使某些溶液褪色并不都是由于其漂白性。SO2使有機(jī)色素褪色屬于漂白，SO2使無機(jī)物褪色不屬于漂白。SO2eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(新制氯水褪色,高錳酸鉀溶液褪色,I2與淀粉的混合液褪色))還原性,品紅溶液褪色——漂白性,含NaOH的酚酞溶液褪色——酸性氧化物的通性))3．SO2雖具有漂白性，但不能漂白指示劑。因此將SO2通入紫色石蕊溶液中，溶液只會變紅，不會褪色。1．Cl2和SO2都具有漂白作用，能使品紅溶液褪色。若將等物質(zhì)的量的Cl2、SO2混合后再通入品紅與BaCl2的混合溶液，能視察到的現(xiàn)象是()①溶液很快褪色②溶液不褪色③出現(xiàn)沉淀④不出現(xiàn)沉淀A．①② B．①③C．②③ D．②④C[等物質(zhì)的量的Cl2和SO2混合通入品紅與BaCl2的混合溶液，涉及的化學(xué)反應(yīng)為Cl2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HCl、BaCl2＋H2SO4=BaSO4↓＋2HCl，相應(yīng)的現(xiàn)象是溶液不會褪色，出現(xiàn)白色沉淀。]2．下列五種有色溶液與SO2作用，均能褪色，其反應(yīng)實質(zhì)相同的是()①品紅溶液②酸性KMnO4溶液③溴水④滴入酚酞的燒堿溶液⑤淀粉-碘溶液A．①②③ B．②③④C．③④⑤ D．②③⑤D[SO2使品紅溶液褪色，SO2表現(xiàn)了漂白性；SO2使酸性KMnO4溶液、溴水、淀粉-碘溶液褪色，SO2表現(xiàn)了還原性；SO2使滴入酚酞的燒堿溶液褪色，SO2表現(xiàn)的是酸性氧化物的性質(zhì)。所以，反應(yīng)實質(zhì)相同的是②③⑤。]SO2、CO2的性質(zhì)比較與檢驗1．分別將SO2、CO2通入澄清石灰水中，有什么現(xiàn)象？石灰水能鑒別SO2和CO2氣體嗎？提示：澄清石灰水均變渾濁；若接著通入，渾濁均變澄清，不能用石灰水鑒別SO2和CO2氣體。2．舉例說明可以用于檢驗SO2的試劑有哪些？提示：品紅溶液、溴水、酸性KMnO4等。3．若要證明某氣體是CO2和SO2的混合氣體，需用哪些試劑？依次如何確定？提示：可用品紅溶液、酸性KMnO4溶液和澄清石灰水。混合氣體→品紅溶液→酸性KMnO4溶液→品紅溶液→澄清石灰水。1．CO2與SO2的主要化學(xué)性質(zhì)比較物質(zhì)SO2CO2與堿反應(yīng)通入澄清石灰水中先生成沉淀，當(dāng)氣體過量時沉淀又溶解：Ca(OH)2＋SO2=CaSO3↓＋H2OCaSO3＋SO2＋H2O=Ca(HSO3)2通入澄清石灰水中，先生成沉淀，當(dāng)氣體過量時沉淀又溶解：Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2OCaCO3＋CO2＋H2O=Ca(HCO3)2氧化性SO2＋2H2S=3S＋2H2OCO2＋Ceq\o(=,\s\up9(高溫))2CO還原性能被酸性高錳酸鉀溶液、HNO3、NO2、氧氣、氯水、溴水、碘水、Na2O2、H2O2、Ca(ClO)2等氧化劑氧化無漂白性能與某些有色物質(zhì)生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)而使有色物質(zhì)褪色無2.鑒別SO2和CO2的常用方法(1)用品紅溶液鑒別：褪色的是SO2，不褪色的是CO2。(2)用酸性KMnO4溶液鑒別：褪色的是SO2，不褪色的是CO2，原理：SO2被氧化。(3)用溴水(或氯水)鑒別：褪色的是SO2，不褪色的是CO2，原理：Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr(或Cl2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HCl)。(4)用H2S溶液鑒別：出現(xiàn)淡黃色渾濁的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2，原理：2H2S＋SO2=3S＋2H2O。3．SO2和CO2混合氣體的檢驗和除雜方法(1)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)檢驗SO2和CO2混合氣體中CO2的方法eq\x(\a\al(CO2、,SO2))→eq\x(\a\al(品紅,溶液))→eq\x(\a\al(酸性KMnO4,溶液))→eq\x(\a\al(品紅,溶液))→eq\x(\a\al(澄清石,灰水))eq\a\vs4\al(混合,氣體)eq\a\vs4\al(證明,有SO2)除去SO2eq\a\vs4\al(驗證SO2,是否除盡)檢驗CO23．下列溶液或用品中：①澄清石灰水；②H2S溶液；③酸性KMnO4溶液；④溴水；⑤Ba(NO3)2溶液；⑥品紅溶液；⑦潮濕的藍(lán)色石蕊試紙。不能區(qū)分SO2和CO2氣體的是()A．①⑦ B．①⑤⑦C．②③④⑤⑥ D．①⑤A[SO2和CO2都屬于酸性氧化物，與澄清石灰水反應(yīng)分別生成CaSO3和CaCO3白色沉淀，兩者均能使潮濕的藍(lán)色石蕊試紙變紅，所以①⑦不能用來區(qū)分SO2和CO2。SO2具有氧化性，能將H2S氧化生成單質(zhì)硫(有淡黃色沉淀生成)；SO2具有還原性，能被酸性KMnO4溶液和溴水氧化(溶液褪色)，能和Ba(NO3)2溶液反應(yīng)生成BaSO4沉淀；SO2具有漂白性，能使品紅溶液褪色，而CO2沒有這些性質(zhì)。所以可以用②③④⑤⑥來區(qū)分SO2和CO2，A正確。]4．某化學(xué)愛好小組為了探究常溫下某非金屬氧化物形成的未知?dú)怏w的成分。該小組成員將氣體通入澄清石灰水中，發(fā)覺澄清石灰水變渾濁，持續(xù)通入，發(fā)覺渾濁又變澄清，由此該小組成員對該氣體的成分提出猜想。[提出猜想]猜想1：______________________________________________；猜想2：______________________________________________；猜想3：______________________________________________。為了驗證猜想，該小組設(shè)計試驗加以探究。[試驗探究]該小組同學(xué)按下圖所示裝置，將氣體從a端通入，則：(1)B中應(yīng)當(dāng)裝________(填字母)。A．NaCl溶液 B．酸性KMnO4溶液C．鹽酸 D．澄清石灰水(2)A中品紅溶液的作用是______________________________。(3)D中澄清石灰水的作用是____________________________。通過該試驗，該小組同學(xué)視察到以下三個試驗現(xiàn)象：①A中品紅溶液褪色②C中品紅溶液不褪色③D中澄清石灰水變渾濁[得出結(jié)論](4)由上述現(xiàn)象，該小組同學(xué)確認(rèn)該氣體為________。[解析]SO2和CO2在某些性質(zhì)方面較相像，如都能使澄清石灰水變渾濁，若通入的氣體過量，則渾濁都可消逝，但SO2具有還原性，能被強(qiáng)氧化劑氧化，且SO2可使品紅溶液褪色，而CO2不具備這些性質(zhì)，可利用這些差異性鑒別CO2、SO2的存在與否。[答案]氣體為CO2氣體為SO2氣體為CO2和SO2的混合氣體(1)B(2)檢驗該氣體中是否含有SO2(3)檢驗該氣體中是否含有CO2(4)CO2和SO2的混合氣體[素材一]食品中添加適量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用。例如，在葡萄酒釀制過程中，葡萄汁中某些細(xì)菌的繁殖會影響發(fā)酵，添加適量的二氧化硫可以起到殺菌的作用。二氧化硫又是一種抗氧化劑，能防止葡萄酒中的一些成分被氧化，起到保質(zhì)作用，并有助于保持葡萄酒的自然果香味。[素材二]某化學(xué)愛好小組從新聞中得知，管理部門從銀耳中檢驗出二氧化硫；于是查閱資料得知：二氧化硫是食品加工過程中常用的漂白劑、防腐劑和抗氧化劑。不法商販經(jīng)常采納加熱硫黃的方法來熏制食品，達(dá)到漂白的目的。1．素材一中體現(xiàn)了SO2的哪些應(yīng)用？這些應(yīng)用的原理分別是什么？提示：殺菌消毒，原理是SO2與H2O反應(yīng)生成的H2SO3具有氧化性；抗氧化劑，原理是SO2具有還原性，易被氧化。2．素材二中，SO2產(chǎn)生的反應(yīng)原理是什么？提示：S加熱燃燒生成SO2。3．素材二中依據(jù)所學(xué)學(xué)問可知采納什么方法檢測漂白過程中運(yùn)用了SO2?提示：取漂白后的物質(zhì)加熱，若復(fù)原原來的顏色，則采納SO2進(jìn)行漂白。4．SO2作防腐劑和抗氧化劑體現(xiàn)SO2的什么性質(zhì)？提示：還原性。5．SO2在食品中運(yùn)用時應(yīng)留意什么問題？提示：留意適量，不能超標(biāo)，食品漂白不能運(yùn)用硫黃熏制。通過食品中運(yùn)用硫及其氧化物探究，培育學(xué)生“科學(xué)探究與社會責(zé)任”的核心素養(yǎng)。1．下列說法中正確的是()A．硫與金屬或非金屬反應(yīng)均作氧化劑B．分別黑火藥中的硝酸鉀、木炭、硫黃要用到二硫化碳、水及過濾操作C．過量的硫與鐵反應(yīng)生成Fe2S3，表現(xiàn)了硫單質(zhì)的氧化性D．硫只以化合態(tài)形式存在于自然界中B[硫單質(zhì)與金屬反應(yīng)時表現(xiàn)氧化性，與氧化性較強(qiáng)的非金屬單質(zhì)反應(yīng)時表現(xiàn)還原性，A錯誤；先用CS2處理，使硫溶解，過濾后蒸發(fā)濾液，得晶體硫，濾渣再用水處理，溶去硝酸鉀，過濾，又得濾渣(木炭)，濾液經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶，得到銷酸鉀，B正確；硫單質(zhì)的氧化性較弱，只能將Fe氧化到＋2價，C錯誤；硫元素在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)，D錯誤。]2．(素養(yǎng)題)銀耳本身為淡黃色，某地出產(chǎn)一種雪耳，顏色雪白如雪，其制作過程為：將銀耳堆放在密封狀況良好的塑料棚內(nèi)，在棚的一端支一口鍋，鍋內(nèi)放硫黃，加熱使硫黃熔化并燃燒，兩天左右雪耳就制成了。雪耳燉不爛，且對人體有害，制作雪耳利用的是()A．硫的還原性 B．二氧化硫的漂白性C．二氧化硫的還原性 D．硫的漂白性B[硫黃燃燒生成的二氧化硫具有漂白性，使淡黃色銀耳變成雪白如雪的雪耳。]3．下列有關(guān)SO2的說法錯誤的是()A．SO2能與NaOH溶液反應(yīng)，說明SO2是酸性氧化物B．SO2通入溴水，溴水褪色，說明SO2有還原性C．SO2通入H2S溶液中有淺黃色沉淀生成，說明SO2有氧化性D．SO2能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，說明SO2有漂白性D[SO2能與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)生成Na2SO3和H2O，說明SO2是酸性氧化物，故A正確；SO2與溴水發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr，說明SO2有還原性，故B正確；SO2與H2S發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2＋2H2S=3S＋2H2O，說明SO2有氧化性，故C正確；SO2能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，是因為發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，說明SO2有還原性，故D錯誤。]4．如圖所示是一套檢驗氣體性質(zhì)的試驗裝置。向裝置中緩慢通入氣體X，若關(guān)閉活塞，則品紅溶液無改變而澄清的石灰水變渾濁；若打開活塞，則品紅溶液褪色。據(jù)此推斷氣體X和洗氣瓶內(nèi)溶液Y分別可能為()①②③④XSO2H2SCO2Cl2Y飽和的NaHCO3溶液濃硫酸Na2SO3溶液Na2CO3溶液A.①④ B．①②C．②③ D．③④A[SO2、Cl2均具有漂白性，且均與NaHCO3溶液、Na2CO3溶液反應(yīng)生成CO2，A項正確。]5．(