高中化学同步讲义（必修二）第01讲 5.1硫和二氧化硫（学生版）

第五章化工生产中的重要非金属元素第一节硫及其化合物第1课时硫和二氧化硫1．结合真实情境中的应用实例了解硫的主要性质。2．通过实验探究，了解二氧化硫的主要性质。3．认识二氧化硫在生产中的应用和对生态环境的影响。一、硫1．硫元素的原子结构和性质硫元素位置原子结构示意图非金属性主要化合价第_____周期、第_____族比氯、氧_____2．硫的性质(1)物理性质硫(俗称_______)是一种_______晶体，质脆，易研成粉末。硫_____溶于水，_____溶于酒精，_____溶于二硫化碳(CS2)。(2)化学性质硫的化学性质比较活泼，处于中间价态的S能发生氧化反应和还原反应。①与非金属反应：和O2反应：_____________________表现为_______性与H2反应：_____________________表现为_______性②与金属反应：与Fe反应：_____________________表现为_______性与Cu反应：_____________________表现为_______性与汞反应：_____________________应用：去除洒落的汞③与NaOH溶液反应：___________________________________应用：清洗试管壁残留的硫二、二氧化硫1．物理性质二氧化硫是一种_____色、有_______气味的有______气体，密度比空气的_____，_____溶于水，通常情况下，1体积的水可以溶解约_____体积的二氧化硫。2．实验探究二氧化硫的性质实验操作(1)(2)用pH试纸测溶液酸碱度。实验现象(1)试管中______________(2)pH试纸呈_______加入品红溶液的试管振荡后，_____________，再加热溶液____________结论SO2_________，且溶液呈____性3．二氧化硫的化学性质(1)酸性氧化物的通性①与水反应：____________________________，H2SO3是中强酸，水溶液能使紫色石蕊试液变红色，可逆反应是在_______条件下，既能向_______方向进行，同时又能向_______方向进行的反应。在书写化学方程式时，可逆反应用符号“_______”表示。②二氧化硫能与碱、碱性氧化物等反应。与NaOH溶液反应：____________________________应用：用NaOH溶液吸收SO2气体与澄清石灰水反应：____________________________与CaO反应：____________________________Na2SO3溶液中通入SO2气体：____________________________(2)氧化性与H2S反应：____________________________(3)还原性催化氧化：____________________________（_______反应）SO3也是酸性氧化物，与水反应生成硫酸：____________________________应用：工业上制取硫酸(4)SO2的特性——漂白性①原理：它能与某些有色物质生成_______的无色物质。这些无色物质容易_______而使有色物质恢复原来的颜色。②SO2漂白性的特点：a．SO2的漂白作用具有选择性和不稳定性等特点，可漂白品红溶液，但不能漂白石蕊等指示剂。b．漂白是使有机色素褪色，无机物褪色不能称为漂白，如二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色不是漂白。4．SO2的用途(1)漂白纸浆、毛、丝等。(2)用于杀菌消毒，还是一种食品添加剂。►问题一从化合价角度认识硫的性质【典例1】下列化合物能用相应的单质直接化合制得的是______(填序号)。①CuS②FeS③SO2④SO3⑤FeCl2⑥CuCl2⑦Cu2S【归纳小结】(1)从物质类别和元素化合价角度理解硫的化学性质：H2eq\o(S,\s\up6(－2))、Na2eq\o(S,\s\up6(－2))、Feeq\o(S,\s\up6(－2))eq\o(,\s\up7(被还原),\s\do5())eq\o(S,\s\up6(0))eq\o(→,\s\up7(被氧化))eq\o(S,\s\up6(＋4))O2、eq\o(S,\s\up6(＋4))Oeq\o\al(2－,3)、eq\o(S,\s\up6(＋6))Oeq\o\al(2－,4)(2)硫在一定条件下与大多数金属反应生成相应的金属硫化物，与变价金属反应生成其低价金属硫化物。(3)硫与氧气反应，不论氧气是否足量、浓度如何，其一步反应都只能生成SO2，不能生成SO3。【变式练1-1】下列说法中不正确的是()A．常温常压下硫单质是一种黄色的不溶于水的晶体B．硫元素在自然界中既有化合态存在又有游离态存在C．硫跟铁反应生成硫化亚铁D．硫在过量的氧气中的燃烧产物是三氧化硫【变式练1-2】硫的氧化性不如氧气强，下列叙述不能说明这一事实的是()A．S＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))SO2，O2是氧化剂、S是还原剂B．S是淡黄色固体，O2是无色气体C．氢硫酸放置在空气中易变浑浊(2H2S＋O2=2S↓＋2H2O)D．S和Cu反应只能生成Cu2S(硫化亚铜)，而O2与Cu反应生成CuO►问题二从物质类别和化合价角度认识SO2的性质【典例2】某同学从物质类别、元素价态的角度，预测并验证SO2的部分化学性质。(1)从物质类别的角度分析，二氧化硫属于酸性氧化物。①预测SO2可以和强碱反应，反应的离子方程式为_______________________________。②预测SO2可以和水反应，反应的化学方程式为SO2＋H2OH2SO3，请设计实验验证SO2能和水发生反应：__________________________________________________。(2)从硫元素的价态角度分析，SO2既有氧化性又有还原性。①将SO2通入酸性高锰酸钾溶液中，溶液紫色褪去体现了SO2的__________性。②SO2能与H2S反应，生成硫单质和水，反应的化学方程式为_________________________。【归纳小结】SO2、H2SO3、SOeq\o\al(2－,3)具有强还原性，在溶液中能被氧化性物质（如Cl2、Br2、I2、O2、H2O2、Fe3+、酸性KMnO4、硝酸等）反应，产物是SOeq\o\al(2－,4)。SO2与氯水反应：SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HClSO2与H2O2反应：SO2+H2O2=H2SO4H2SO3被氧气氧化：2H2SO3+O2=2H2SO4Na2SO3被氧气氧化：2Na2SO3+O2=2Na2SO4SO2与Fe3+反应：SO2+2Fe3++2H2O=SOeq\o\al(2－,4)+2Fe2++4H+SOeq\o\al(2－,3)与酸性高锰酸钾溶液反应：5SO32-+2MnOeq\o\al(－,4)+6H+=5SOeq\o\al(2－,4)+2Mn2++3H2O【变式练2-1】下列关于SO2和SO3的叙述正确的是()A．通常条件下，SO2是无色、无味的气体，易溶于水B．都是酸性氧化物，其水溶液都是强酸C．都可使品红溶液褪色，加热时红色又能再现D．都能跟碱液反应【变式练2-2】将SO2分别通入下列五种溶液中：回答下列问题：(1)试管①中的实验现象：酸性KMnO4溶液__________，证明SO2具有________性。(2)试管②中的实验现象：溶液________，证明SO2具有________性。(3)试管③中的实验现象：溶液__________，证明SO2能中和NaOH，写出该反应的离子方程式：_____________________________________。(4)试管④中能产生______沉淀，该沉淀是__________。(5)试管⑤中能产生白色沉淀，该沉淀是__________。►问题三SO2和CO2性质比较【典例3】下图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图，按要求回答下列问题：(1)B中加入的试剂是________，作用是______________________________________________。(2)C中加入的试剂是__________，作用是__________________________________________。(3)D中加入的试剂是______________，作用是_____________________________________。(4)实验时，C中应观察到的现象是_____________________________________________。【归纳小结】SO2和CO2的鉴别方法试剂操作现象与结论品红溶液将气体分别通入检验试剂中溶液褪色的是SO2，不褪色的是CO2酸性KMnO4溶液溴水(或氯水)氢硫酸产生黄色浑浊的是SO2，无变化的是CO2【变式练3-1】下列几种溶液既能鉴别CO2和SO2，又能除去CO2中的SO2的是()A．NaOH溶液 B．酸性KMnO4C．饱和NaHCO3溶液 D．澄清石灰水【变式练3-2】检验SO2气体中是否混有CO2气体，可采用的方法是()A．通过品红溶液B．通过澄清石灰水C．先通过足量的NaOH溶液，再通过澄清石灰水D．先通过酸性KMnO4溶液，再通过澄清石灰水►问题四SO2的特性——漂白性【典例4】下列变化可以说明SO2具有漂白性的是()A．SO2通入溴水中，溴水褪色B．SO2通入酸性高锰酸钾溶液中，溶液的紫红色褪去C．SO2通入品红溶液中，溶液的红色褪去D．SO2通入滴有酚酞的氢氧化钠溶液中，溶液的红色褪去【归纳小结】比较三类常见的漂白剂类型举例原理特点氧化型HClO、NaClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2、O3等将有机色质内部“生色团”破坏掉不可逆、持久加合型SO2与有机色质内部“生色团”“化合”成无色物质可逆、不持久吸附型活性炭将有色物质(色素)吸附而褪色物理变化【变式练4-1】大约4000年前，埃及人已经用硫燃烧所生成的二氧化硫漂白布匹。在著名诗人荷马的著作里讲到硫燃烧的产物有消毒和漂白作用。下列物质都具有漂白性：①潮湿的氯气、②二氧化硫、③活性炭、④过氧化钠，其漂白原理相同的是()A．①③B．②③C．①④D．②④【基础强化】1．东汉魏伯阳在《周易参同契》中对汞有如下描述：“得火则飞，不见埃尘。鬼隐龙匿，莫知所存。将欲制之，黄芽为根。”这里的“黄芽”是指()A．硫B．铜C．铁D．金2．下列关于单质硫的叙述：①通常状况下为黄色晶体；②不溶于水、易溶于酒精和CS2；③氧化性比氯气弱；④只能被还原不能被氧化；⑤医药上用来制作硫黄软膏，治疗某些皮肤病；⑥硫有许多同素异形体，如正交硫和斜方硫。其中正确的是()A．①②③⑤B．②③⑤⑥C．③④⑤⑥D．①③⑤⑥3．下列叙述不正确的是()A．试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去B．硫微溶于酒精C．大量燃烧化石燃料是空气中二氧化硫含量升高的原因之一D．硫与氧气反应时表现出氧化性4．常温下单质硫主要以S8形式存在。加热时，S8会转化为S6、S4、S2等。当温度达到750℃时，硫蒸气主要以S2形式存在(占92%)。下列说法正确的是()A．S8转化为S6、S4、S2属于物理变化B．不论哪种硫分子，完全燃烧时都生成二氧化硫C．S2、S4、S6、S8都是硫元素形成的单质，为同种物质D．把硫单质在空气中加热到750℃即得S25．将SO2气体通入BaCl2溶液，无明显现象，然后再通入X气体或加入X溶液，有白色沉淀生成，X不可能是()A．Cl2B．CO2C．H2O2D．NaOH6．SO2有毒，但葡萄酒中都含有一定量的SO2，起到杀菌和抗氧化的作用。下列说法错误的是()A．葡萄酒中的SO2对人体无害，是因为它的含量很少B．葡萄酒中的SO2具有抗氧化作用，是因为它具有较强的还原性C．从红葡萄酒的颜色判断，其中含有的SO2没有漂白性D．将葡萄酒倒入酒杯中摇一摇，可以减少其中SO2的含量7．如图装置可用于收集SO2并验证其某些化学性质，下列说法正确的是()选项试剂现象结论A酸性KMnO4溶液溶液褪色SO2有氧化性B品红溶液溶液褪色SO2有漂白性CNaOH溶液无明显现象SO2与NaOH溶液不反应D紫色石蕊溶液溶液变红色后不褪色SO2有酸性，没有漂白性8．下列离子方程式正确的是()A．向NaOH溶液中通入少量SO2：SO2＋OH－=HSOeq\o\al(－,3)B．向氯水中通入少量SO2：Cl2＋SO2＋2H2O=4H＋＋2Cl－＋SOeq\o\al(2－,4)C．将SO2通入饱和NaHCO3溶液中：2H＋＋COeq\o\al(2－,3)=H2O＋CO2↑D．将SO2通入BaCl2溶液中：SO2＋H2O＋Ba2＋=BaSO3↓＋2H＋9．在探究SO2水溶液成分和性质的实验中，下列根据实验现象得出的结论正确的是()A．向SO2水溶液中加入少量NaHCO3粉末，有气泡产生，说明SO2水溶液呈酸性B．向SO2水溶液中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，说明SO2水溶液中含有SOeq\o\al(2－,4)C．向SO2水溶液中通入H2S气体，有淡黄色沉淀产生，说明SO2具有还原性D．向酸性KMnO4溶液中滴加SO2水溶液，溶液褪色，说明SO2具有漂白性10．实验室洗涤试管壁上附着的硫单质，常用两种方法。(1)物理方法：用CS2洗涤，利用单质硫的性质为____________________。(2)化学方法：用热的NaOH溶液洗涤，该反应原理为3S＋6NaOHeq\o(=,\s\up7(△))2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，在该反应中，硫单质表现__________性和________性，氧化剂和还原剂的物质的量之比为____________，写出上述反应的离子方程式：__________________________________。(3)向上述反应的溶液中再加入适量的稀H2SO4，会产生淡黄色沉淀，写出该反应的离子方程式：__________________________________。(4)由第(2)(3)问我们可看出S2－与SOeq\o\al(2－,3)在______性条件下可共存，在______性条件下可反应，不能共存。【能力提升】1．A是中学化学中常见的单质，B、C为化合物。它们有如图所示的转化关系(部分产物及反应条件省略)。下列判断正确的是()A．A、B、C含有一种相同的元素B．A可能是金属，也可能是非金属C．A对应氧化物的水化物为强酸D．反应①②互为可逆反应2．某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3＋，他们使用的药品和装置如图所示，下列说法不合理的是()A．为了验证A中发生了氧化还原反应，加入酸性KMnO4溶液，紫红色褪去B．为了验证A中发生了氧化还原反应，加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀C．能表明I－的还原性弱于SO2的现象是B中蓝色溶液褪色D．装置C的作用是吸收SO2尾气，防止污染空气3．“以废治废”是治理污染的新思路。用工业废碱渣(主要成分为Na2CO3)吸收烟气中的SO2，得到亚硫酸钠(Na2SO3)粗品。其流程如图，下列说法错误的是()A．步骤①④中都要用到玻璃棒B．步骤②中SO2既体现还原性又体现酸性氧化物的性质C．步骤③中发生反应的离子方程式为HSOeq\o\al(－,3)＋OH－=SOeq\o\al(2－,3)＋H2OD．亚硫酸钠粗品中可能含有Na2SO44．如图所示是一系列含硫化合物的转化关系(反应中生成的水已略去)，其中说法正确的是()A．反应①说明SO2具有漂白性，反应②说明SO2为酸性氧化物B．反应②中生成物n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)＝1∶1时，反应物n(SO2)∶n(NaOH)＝1∶2C．反应③④⑤均属于氧化还原反应D．实验室中可利用反应②吸收SO25．SO2是国内外允许使用的一种食品添加剂，在食品工业中发挥着防腐、漂白和抗氧化的作用。某研究小组用如图装置对市售黄花菜中的SO2进行测定。其中，溶液X为黄花菜进行充分浸泡后所得浅黄色浸泡液，Y为加入的试剂(Y的浓度及体积均未标出)。查阅资料发现，在水溶液中正四价硫元素主要以SOeq\o\al(2－,3)形式存在，且SO2与SOeq\o\al(2－,3)化