第一节　第1课时　硫和二氧化硫

1、高中同步学案优化设计GAO ZHONG TONG BU XUE AN YOU HUA SHE JI第1课时硫和二氧化硫第五章2022内容索引0102课前篇 素养初探课堂篇 素养提升素养目标1.通过分析硫原子的结构,推断硫元素可能的化学性质并进行验证,理解物质的微观结构与宏观性质之间的关系,提升宏观辨识与微观探析的学科核心素养。2.通过实验探究,了解二氧化硫的物理性质和化学性质;通过二氧化硫与水、氧气反应的学习,初步建立可逆反应的概念,提升科学探究与创新意识的学科核心素养。3.结合生活实例,了解单质硫和二氧化硫在生产、生活中的应用,提升科学态度与社会责任的学科核心素养。课前篇 素养初探【自主梳理

2、】一、硫1.物理性质俗称颜色、状态硬度溶解性水酒精CS2硫黄黄色晶体质脆,易研成粉末难溶微溶易溶2.化学性质(1)硫的原子结构及性质硫原子结构示意图为 ,最外电子层有6个电子,在化学反应中容易得到 2 个电子,形成 -2 价硫的化合物。与同主族的氧元素相比,硫元素的原子多一个电子层,得到电子能力相对较弱,而失去电子能力则相对 较强 。(2)单质硫的化学性质单质硫的化学性质比较活泼,能与许多金属单质及非金属单质发生化学反应。如:3.用途硫黄主要用于制造硫酸、化肥、火柴及杀虫剂等,还用于制造黑火药、烟花爆竹等。【微思考1】铁粉与硫粉反应生成FeS,铁粉与氯气反应生成FeCl3。试从微观角度分析产物

3、中铁元素价态不同的原因。提示 S和Cl的原子结构示意图分别为 、 ,电子层数相同,非金属性:SS;与变价金属铁反应时,氧化性较强的Cl2将Fe氧化生成Fe3+,氧化性较弱的S将Fe氧化生成Fe2+。【微思考2】硫在过量的纯氧中燃烧是否可直接生成SO3?提示 不能。硫在过量氧气中燃烧只能直接生成SO2。二、二氧化硫1.物理性质颜色、状态气味密度水溶性无色气体刺激性气味比空气的大易溶于水(通常情况下水与二氧化硫的体积比为140)2.化学性质(1)SO2的“4种性质”(2)可逆反应正反应:向生成物方向进行的反应;逆反应:向反应物方向进行的反应;可逆反应:在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向

4、逆反应方向进行的反应。【微思考3】氢气与氧气反应可以生成水,电解水可以得到氢气与氧气,这两个反应是否为可逆反应?提示 不是。氢气与氧气反应生成水的条件是燃烧,与电解水的条件不同,故这两个反应不互为可逆反应。3.用途(1)工业上常用二氧化硫来漂白纸浆、毛、丝等。(2)二氧化硫可用于杀菌消毒,同时还是一种食品添加剂。如葡萄酒酿制过程中,添加适量的二氧化硫,既起到一定的杀菌作用,又起到抗氧化的作用。【自我检测】1.正误判断(正确的打“”,错误的打“”)(1)硫黄是非金属单质,只具有氧化性。()(2)硫与氧气的反应中,硫单质作氧化剂。()(3)硫与金属或非金属反应时均作氧化剂。()(4)SO2的漂白性

5、主要是利用了SO2具有强氧化性这一性质。()(5)SO2使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色,体现了SO2的漂白性。()2.(教材改编题,P10第1题)由单质生成下列物质的反应中,硫表现还原性的是()A.Na2SB.H2SC.SO2D.FeS答案 C解析 加热条件下,S与Na、H2、Fe反应分别生成Na2S、H2S、FeS,硫元素均由0价降低到-2价,则硫表现氧化性,A、B、D均不符合题意。硫与氧气反应生成SO2,硫表现还原性,C符合题意。3.(2021北京房山区高一期末)下列关于二氧化硫的说法不正确的是()A.SO2能使H2S的水溶液出现黄色沉淀,说明SO2具有氧化性B.SO2能使品红溶液褪色,说明

6、SO2具有漂白性C.SO2通入水中无明显现象,说明SO2不与水反应D.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,说明SO2具有还原性答案 C解析 SO2与H2S在溶液中发生反应SO2+2H2S = 3S+2H2O,在该反应中SO2是氧化剂,得到电子,表现氧化性,A正确;SO2能使品红溶液褪色,说明SO2能够与某些有色物质反应产生无色物质,可证明SO2具有漂白性,B正确;不能根据SO2通入水中无明显现象说明SO2不能与水反应,事实上二氧化硫溶于水,并与水反应产生亚硫酸,由于亚硫酸溶液显无色,无明显现象,C错误;SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,是由于酸性KMnO4溶液具有强氧化性,在溶液中将SO2氧化为

7、硫酸,可说明SO2具有还原性,D正确。课堂篇 素养提升任务一二氧化硫和二氧化碳的比较与鉴别【问题探究】1.将某无色气体通入澄清石灰水中,发现石灰水变浑浊,该气体一定为二氧化碳吗?提示 不一定。因为二氧化硫也为无色气体,也能使澄清石灰水变浑浊,故该气体可能是CO2或SO2或二者的混合气体。2.下图是常用来检验SO2与CO2混合气体的实验装置,你能说出各装置中试剂的作用吗?上述装置中各部分的作用:A. ;B. ;C. ;D. 。答案 检验SO2的存在除去SO2气体检验SO2气体是否除尽检验CO2气体【深化拓展】1.SO2与CO2的性质对比物质SO2CO2物理性质颜色无色无色气味有刺激性气味无气味水

8、中的溶解性易溶可溶2.SO2与CO2的鉴别方法 试剂现象及结论气体为SO2气体为CO2品红溶液溶液褪色溶液不褪色氢硫酸出现淡黄色浑浊无明显现象酸性高锰酸钾溶液紫红色褪去无明显现象溴水橙色褪去无明显现象碘水(含淀粉)蓝色褪去无明显现象FeCl3溶液溶液由棕黄色变为浅绿色无明显现象【素能应用】典例1某化学兴趣小组成员为了探究常温下非金属氧化物形成的未知气体的成分,将气体通入澄清石灰水,发现澄清石灰水变浑浊,持续通入发现浑浊又变澄清,由此该小组成员对气体的成分提出猜想。【提出猜想】猜想1:该气体为CO2。猜想2:该气体为SO2。猜想3: 。为了验证猜想,该小组成员设计实验加以探究:【实验探究】该小组

9、成员按如图所示装置,将气体从a端通入,则:(1)B中应该装入下列溶液中的(填编号)试剂。A.NaCl溶液B.酸性KMnO4溶液C.盐酸D.澄清石灰水(2)A中品红溶液的作用是。(3)D中澄清石灰水的作用是。通过实验,该小组成员观察到以下三个实验现象:A中品红溶液褪色C中品红溶液不褪色D中澄清石灰水变浑浊【得出结论】(4)由上述现象,该小组成员确认该气体的成分为。答案 该气体为CO2和SO2的混合气体(1)B(2)验证混合气体中是否含有SO2(3)验证混合气体中是否含有CO2(4)CO2和SO2的混合气体解析 中学阶段能使澄清石灰水先变浑浊,继续通入又变澄清的气体只有CO2和SO2,所以提出的猜

10、想是:气体为CO2;气体为SO2;气体为CO2和SO2的混合气体。要验证气体的成分,必须先验证SO2是否存在,若存在,应除尽后再验证CO2气体是否存在,因为SO2的存在对CO2的验证有干扰。【变式设问】若去掉装置C,D中澄清石灰水变浑浊,能否说明该气体中含有CO2?为什么?提示 不能;装置C中品红溶液用于检验SO2是否被B中溶液完全吸收,去掉装置C,若SO2未被完全吸收,则D中澄清石灰水也变浑浊。变式训练1检验SO2气体中是否混有CO2气体,可采用的方法是()A.先通过澄清石灰水,再通过品红溶液B.先通过足量品红溶液,再通过澄清石灰水C.先通过足量NaOH溶液,再通过澄清石灰水D.依次通过足量

11、酸性KMnO4溶液、品红溶液,再通过澄清石灰水答案 D解析 利用澄清石灰水检验是否含CO2,由于SO2也能使澄清石灰水变浑浊,要先通过足量酸性KMnO4溶液,用于除去SO2,再用品红溶液检验SO2是否除尽,最后通过澄清石灰水检验是否含CO2。任务二二氧化硫的漂白性【问题探究】1.某同学发现爷爷在夏天买的白草帽,用了一段时间后变黄了,通过询问身边的人了解到草帽是用“硫黄熏”过的,你是否认可该说法?白草帽变黄的原因是什么?提示 “硫黄熏”这个说法不准确,草帽被漂白的原理是利用硫黄在加热条件下与氧气反应生成SO2,SO2具有漂白性将其漂白,并非硫黄直接作用;SO2与有色物质结合生成的无色物质不稳定,

12、在受热(太阳光照射)等条件下分解放出SO2,又会使草帽恢复原色。2.SO2使溴水和酸性KMnO4溶液褪色是不是说明SO2具有漂白性?试写出两反应的化学方程式。提示 不是。说明SO2具有还原性,而不是漂白性。发生的反应分别为SO2+Br2+2H2O = 2HBr+H2SO4、2KMnO4+5SO2+2H2O = K2SO4+2MnSO4+2H2SO4。【深化拓展】1.SO2的漂白性(1)SO2的漂白具有选择性,可以漂白品红溶液以及棉、麻等物品,但不能漂白酸碱指示剂,如石蕊溶液等。(2)SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,是因为SO2具有还原性而非漂白性。(3)利用新制氯水、SO2的漂白性,可

13、以鉴别Cl2和SO2。方法是将气体分别通入品红溶液,品红溶液均褪色,然后再加热褪色后的溶液,恢复红色的溶液通入的是SO2,不恢复原来红色的溶液通入的是Cl2。2.漂白原理分类 漂白类型漂白原理特点举例氧化型漂白剂本身是强氧化剂,利用其氧化性氧化有色物质而使之失去原有的颜色不可逆,褪色后不能恢复原色HClO、Na2O2、H2O2化合型漂白剂与有色物质结合生成新的无色物质,使有机色质失去原有的颜色可逆,在一定的条件下又能恢复原来的颜色SO2使品红溶液褪色吸附型有些固体物质疏松、多孔,具有较大的表面积,可以吸附有色物质而使之失去原有的颜色部分吸附剂可重复使用活性炭、木炭【素能应用】典例2某化学实验小

14、组的同学为探究和比较SO2和新制氯水的漂白性,设计了如下实验装置。(1)实验室用装置A制备SO2。某同学在实验时发现打开A的分液漏斗活塞后,漏斗中液体未流下,你认为原因可能是 。(2)实验室用装置E制备Cl2,其反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O。若有6 mol的HCl参加反应,则转移的电子总数为 。(3)反应开始一段时间后,观察到B、D两个试管中的品红溶液出现的现象是:B:。D: 。停止通气后,再给B、D两个试管分别加热,两个试管中的现象分别为:B: 。D: 。答案 (1)分液漏斗的玻璃塞没有取下来(2)1.8061024(3)品红溶液褪色品红溶液褪色褪

15、色的品红溶液又恢复成红色无明显现象解析 (1)A中分液漏斗的玻璃塞若没有取下,漏斗内气体与空气不连通,打开活塞后液体不能流下。(2)根据制取Cl2的反应原理可知,每生成1 mol Cl2,消耗4 mol HCl,转移2 mol电子,故有6 mol HCl参加反应,则转移3 mol电子。(3)SO2具有漂白性,可使品红溶液褪色,但其漂白是暂时性的,加热后又恢复原来的颜色;Cl2通入品红溶液时与H2O反应生成HCl和HClO,HClO具有强氧化性,会把品红氧化而使其褪色,其漂白是永久性的,故加热不会恢复原来的颜色。【变式设问】另一实验小组的同学认为SO2和氯水都具有漂白性,二者混合使用,漂白性肯定

16、会增强。他们将制取的SO2和Cl2按体积比11同时通入品红溶液中,结果发现褪色效果并不明显,可能的原因是(用化学方程式表示)。答案 SO2+Cl2+2H2O = H2SO4+2HCl变式训练2(2021江苏泰州中学高一期末)下列现象能说明SO2具有漂白性的是()SO2通入品红溶液中,溶液褪色SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色SO2通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色SO2通入氯水中,溶液褪色A.只有B.只有和C.只有和D.只有和答案 A解析 SO2通入品红溶液中,与品红化合生成无色物质,品红溶液褪色,体现SO2的漂白性;SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中,反应生成Na2SO3,溶液碱性

17、减弱,溶液褪色,体现SO2作为酸性氧化物的性质;酸性KMnO4溶液具有强氧化性,与SO2发生氧化还原反应,溶液褪色,SO2体现还原性;SO2通入氯水中,发生反应SO2+Cl2+2H2O = H2SO4+2HCl,SO2是还原剂,体现其还原性。 随堂检测1.2020年,在抗击新型冠状病毒的过程中,中医发挥了重要的作用。中医用药讲究十八反和十八畏,其中有“硫黄原是火中精,朴硝一见便相争”,硫黄即硫单质。下列说法不正确的是()A.自然界中的硫是一种黄色难溶于水的固体B.硫的化合物常存在于火山喷出物中C.硫与金属反应,不会生成最高价态金属的硫化物D.硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫,在纯氧中的燃烧产物是

18、三氧化硫答案 D解析 硫的氧化性较弱,与变价金属化合时,只能将金属氧化为低价态硫化物,如与Fe、Cu反应,分别生成FeS、Cu2S。硫无论在空气中还是在纯氧中的燃烧产物都是SO2,而不是SO3,如果要使SO2转化为SO3,需在催化剂并加热的条件下与O2发生化合反应。2.葡萄酒是以葡萄为原料酿造的一种果酒,它能调整新陈代谢,促进血液循环,防止体内胆固醇增加。有人认为,葡萄酒是较健康、较卫生的饮料之一。下图是某品牌葡萄酒及其说明书,我们可以看到“食品添加剂:二氧化硫”。下列有关的描述正确的是()A.SO2属于非法添加剂,不该添加到葡萄酒中B.SO2具有还原性,少量的SO2可防止葡萄酒氧化变质C.S

19、O2具有还原性,不能用浓硫酸干燥D.SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色,体现了其漂白性答案 B解析 适量的SO2可防止葡萄酒氧化,可作为添加剂,A项错误,B项正确;SO2中S显+4价,硫酸中S显+6价,为相邻价态,不会发生氧化还原反应,C项错误;SO2使酸性KMnO4溶液褪色,发生的是氧化还原反应,体现了SO2的还原性,D项错误。3.下列五种有色溶液与SO2作用均能褪色,其实质相同的是()品红溶液酸性KMnO4溶液滴有酚酞的NaOH溶液溴水碘的淀粉溶液A.只有B.C.D.答案 D解析 SO2使中溶液褪色,表现酸性氧化物的通性;SO2使中溶液褪色,表现还原性;SO2使中溶液褪色,表现漂白性。故正确答案为D。4.(2021山东聊城高一期末)某小组设计实验对硫的燃烧产物及其性质进行验证,实验装置如下图所示,以下说法正确的是()选项实验事实所得结论A湿润的品红试纸褪色证明硫燃烧的产物中有SO2B湿润的蓝色石蕊试纸变红证明硫的燃烧产