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文档简介
第3章物质的性质与转化第2节硫的转化第1课时自然界中的硫二氧化硫的性质核心素养
发展目标1.了解含硫物质在自然界中的存在与转化过程,并能通过实验探究了解不同价态含硫物质的相互转化,增强科学探究与创新意识。2.能从物质类别和化合价的角度认识硫、二氧化硫的性质,认识其在生产中的应用和对环境的影响,并能设计实验进行验证,分析、解释有关的实验现象,培养证据推理和模型认知能力。自然界中的硫
一硫是重要的非金属元素,也是人类最早认识的化学元素之一,在硫原子核外电子排布中,最外层电子数是6,易得到2个电子形成8电子相对稳定结构,化学性质比较活泼。而淡黄色的硫单质及含硫化合物常常被炼丹家所使用,硫单质也是黑火药的主要成分。硫及其化合物在现代生产和生活中仍发挥着重要的作用,你知道吗?硫及化合物之间转化你能说出吗?新课导入1.自然界中不同价态硫元素之间的转化(1)自然界中硫的存在①游离态的硫主要存在于
附近或地壳的岩层中。②化合态的硫广泛存在于动植物体内和海洋、大气、地壳中;如金属硫化物,硫酸盐,少量的H2S、SO2、SO3等。火山喷发口1.自然界中不同价态硫元素间的转化火山喷发时熔岩喷涌、浓烟滚滚,不仅释放出巨大能量,而且产生了许多含有硫元素的气体,在火山口还有硫单质出现。【思考】1.火山喷发时,产生的许多含有硫元素的气体是什么?2.自然界中还有哪些含硫化合物?他们在自然界中是怎样产生和以什么形态存在?3.在使用硫单质及含硫化合物的过程中,人们遇到了哪些问题?如何解决的?(2)自然界中不同价态硫元素之间的转化H2SO3H2SO4FeS2As4S4HgSAs2S3CaSO4·2H2ONa2SO4·10H2O从化合价角度分析正交硫和单斜硫氧气(O2)与臭氧(O3)
金刚石与石墨由同一种元素组成的性质不同的几种单质叫做该元素的同素异形体。同素异形体之间的性质差异主要表现在物理性质上。2.认识硫单质取少量硫粉放入试管中,观察它的颜色、状态;在酒精灯上加热,观察发生的现象;在三个装有硫粉的试管中分别加入蒸馏水、酒精、二硫化碳,观察发生的现象。(2)硫的物理性质俗称颜色、状态熔、沸点硬度溶解性水酒精CS2硫黄____________固体都_____很脆___溶___溶___溶黄色或淡黄色不不高微易把研细的硫粉和铁粉按照一定比例混合均匀,放在石棉网上堆成条状或如图所示形状。用灼热的玻璃棒触及一端,当混合物呈红热状态时移开玻璃棒,观察发生现象。现象:剧烈燃烧,发光发热,生成黑色固体。Fe+S===FeS△硫单质具有氧化性硫单质的化学性质取少量硫粉放入燃烧匙中,将燃烧匙放在酒精灯上加热至硫粉熔化并燃烧后,迅速伸入盛满氧气的集气瓶中(瓶底装有少量水),观察现象。现象:发出蓝紫色火焰,放出热量,生成一种刺激性气味气体。集气瓶中装少量水目的:吸收二氧化硫,防止污染空气。S+O2===SO2点燃硫作为还原剂具还原性1、当硫与强还原剂(金属、氢气、碳等)反应时,表现氧化性。(硫元素化合价降低)2、当硫与氧气等强氧化剂反应时,表现还原性。(硫元素化合价升高)思考:硫是一种活泼的非金属单质吗?总结③自身氧化还原(歧化)反应,S可以和热碱反应:如6NaOH+3S2Na2S+Na2SO3+3H2O,该反应中硫体现
和
,反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为
。(4)硫的用途硫黄主要用于制造
、
、
及杀虫剂,还用于制造_____、烟花爆竹等。氧化性还原性2∶1硫酸化肥火柴火药(1)硫元素在自然界中只存在化合态,没有游离态(
)(2)由相同元素组成的结构不同的物质就是同素异形体(
)(3)要洗涤试管壁上附着的硫单质,不用水洗,要用酒精洗涤(
)(4)硫和铁、铜在加热条件下生成Fe2S3和CuS(
)(5)单质硫在纯氧中燃烧,其氧化产物为SO3(
)×××正误判断提示
必须是同一种元素形成的性质不同的单质。××1.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+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O,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:________________________________。应用体验单质硫易溶于CS23S↓+3H2O归纳总结(1)从物质类别和元素化合价角度理解硫的化学性质:(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,与变价金属反应时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。返回实验室里研究不同价态硫元素之间的转化
二实验探究:不同价态硫元素之间的转化(1)实验原理不同价态硫元素之间的转化,是通过氧化还原反应来实现的。(2)实验用品①药品:SO2水溶液、Na2SO3溶液、浓硫酸、Na2S溶液、稀硫酸、NaOH溶液、酸性KMnO4溶液、氯水、KI溶液、淀粉溶液、品红溶液、铜片。②仪器:酒精灯、玻璃管、橡胶塞、导气管、试管夹、试管、胶头滴管、铁架台等。【方法导引】探究不同价态硫元素之间的相互转化,实际上是探究含有不同价态硫元素的物质之间的相互转化。首先,要选择含有不同价态硫元素的物质其次,实现不同价态硫元素之间的相互转化,依据的是氧化还原理论,需要寻找合适的氧化剂或还原剂。再次,提供表明相应转化实际发生的证据。(3)实验方案及实施预期转化试剂及操作实验现象实验结论
生成_______沉淀SO2被Na2S_____生成________
生成_______沉淀Na2SO3被Na2S还原生成_______淡黄色还原单质硫淡黄色单质硫
酸性KMnO4溶液___________酸性KMnO4溶液能______SO2和Na2SO3
氯水_______________氯水能_____SO2和Na2SO3
Cu片________产生____,品红溶液_____浓硫酸能被铜_____生成_____紫红色褪去氧化淡黄绿色褪去氧化逐渐溶解气体褪色还原SO21.根据上述实验结果,用图示的方法表示通过加入氧化剂或还原剂实现不同价态硫元素之间的相互转化关系。提示
深度思考2.谈谈你对硫元素不同价态物质之间的转化与相关物质氧化性、还原性的认识。提示(1)-2价硫处于最低价态,如H2S、Na2S等,只有还原性,可被O2、Cl2等氧化剂氧化为S;(2)0价、+4价硫处于中间价态,如Na2SO3、SO2等,既有氧化性又有还原性;(3)+6价硫处于最高价态,如浓H2SO4、SO3等,只有氧化性。深度思考3.下图为火山喷发时硫元素的转化示意图,其中甲、乙在常温下均为气体,丙为液体,丁为固体。下列关于甲、乙、丙、丁的判断不正确的是深度思考A.甲只具有还原性B.乙、丙均为酸性氧化物C.乙既有氧化性,又有还原性D.丁为黄色或淡黄色固体√SO2与SO3均能与碱和碱性氧化物反应生成盐,均为酸性氧化物,B项正确;SO2中的S为+4价,处于S的中间价态,C项正确;单质S为黄色或淡黄色固体,D项正确。甲、乙、丙、丁分别为H2S、SO2、SO3、S。H2S中-2价的S只有还原性,但其中的H为+1价,具有氧化性,如H2S与活泼金属反应可表现出氧化性(即酸性),A项错误;归纳总结硫单质及其化合物之间的转化规律(1)邻位价态原则当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态,即台阶式升降,如+2H2O归纳总结(2)相邻价态的粒子不发生氧化还原反应:如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。(3)归中规律当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如2H2S+SO2===3S↓+2H2O,2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O。归纳总结返回二氧化硫的性质及用途
三一、物理性质二氧化硫是一种无色、有
气味的有毒气体,密度比空气大,易液化,易溶于水。刺激性SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O【思考】1.二氧化硫是酸性氧化物吗?二氧化硫与碱反应1.二氧化硫是还原剂,氧气是氧化剂。2.在相同条件下能同时向正反两个方向进行的反应称为可逆反应。3.在可逆反应中,用代替===二氧化硫还原性探究实验现象:品红溶液褪色,加热后又恢复红色(该性质用来检验SO2)。结论:二氧化硫具有漂白性。二氧化硫漂白性SO2能与品红生成无色化合物,但生成的化合物不稳定,加热时会恢复。3.SO2化学性质总结SO2+2NaOH===Na2SO3+H2OSO2+CaO===CaSO3SO2+2H2S===3S↓+2H2OSO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl褪色又恢复红色特别提醒
(1)SO2的还原性很强,能被O2、酸性KMnO4溶液、氯水、溴水、碘水、Fe3+、H2O2等氧化剂氧化,其产物一般为
。(2)SO2的氧化性较弱,只有存在较强还原剂(如H2S)的情况下,才会表现出氧化性。(3)SO2虽具有漂白性,但不能漂白酸碱指示剂。如SO2可使紫色石蕊溶液变红,但不褪色。4.用途制硫酸、食品添加剂(漂白剂、防腐剂、抗氧化剂)。(1)向H2S溶液中通入SO2气体,生成淡黄色沉淀,说明SO2有还原性(
)(2)SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性(
)(3)将SO2通入品红溶液中,溶液褪色,加热后无变化(
)(4)SO2和CO2性质相似,通入BaCl2溶液中,都会产生白色沉淀(
)(5)SO2通入紫色石蕊溶液中,溶液先变红后褪色(
)××√×正误判断×1.将SO2分别通入下列五种溶液中深度思考回答下列问题:(1)试管①中的实验现象:酸性KMnO4溶液_____,证明SO2具有_____性。褪色还原(2)试管②中的实验现象:溶液______,证明SO2具有______性。褪色漂白深度思考(3)试管③中的实验现象:溶液______,证明SO2能中和NaOH,具有酸性氧化物的性质,写出该反应的离子方程式:_______________________________________________。(4)试管④中能产生________(填化学式,下同)沉淀。(5)试管⑤中能产生________沉淀。褪色BaSO3BaSO42.活性炭、Cl2、SO2都能使品红溶液褪色,原理是否相同?若将等物质的量的氯气和二氧化硫气体混合,漂白能力是否会增强?提示
三者的漂白原理不相同;活性炭使品红溶液褪色是因为活性炭的吸附作用;氯气使品红溶液褪色是因为氯气和水反应生成了强氧化性的次氯酸,可以将品红氧化生成无色物质,此过程是不可逆的,加热也不能复原;深度思考二氧化硫使品红溶液褪色是因为二氧化硫和品红化合生成无色物质,此过程是可逆的,加热可恢复成原来的红色。若将等物质的量的氯气和二氧化硫气体混合,在溶液中发生反应SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,从而失去漂白能力。归纳总结常见漂白剂漂白原理及比较类型原理特点举例氧化型漂白剂本身是强氧化剂,可将有色物质氧化,使有色物质失去原有的颜色不可逆HClO、Ca(ClO)2、新制氯水、O3、Na2O2、H2O2等加合型漂白剂与有色物质结合生成新的无色物质,使有色物质失去原有的颜色可逆SO2或H2SO3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随堂演练知识落实
1.(2022·青岛高一期末)下列说法不正确的是A.由于地壳的岩层里含硫及其化合物,因此火山喷出物中含有H2S、SO2
等硫的化合物B.化石燃料直接燃烧会产生对大气有严重污染的SO2气体C.硫在空气中燃烧的产物是SO2,在氧气中燃烧的产物是SO3D.硫是一种淡黄色固体,不溶于水,微溶于酒精1234√S在空气和氧气中燃烧的产物都是SO2。52.硫的氧化性不如氧气强,下列叙述中不能说明这一事实的是1234B.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√53.(2021·浙江镇海中学高一月考)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.将葡萄酒倒入酒杯摇一摇,可以减少其中SO2的含量1234√54.下列有关SO2的说法不正确的是A.SO2溶于水能导电,属于电解质B.SO2和CO2均能和澄清石灰水反应,现象相同C.SO2具有漂白性,但遇石蕊溶液却不能将之漂白D.SO2和Cl2均能使品红溶液褪色1234√55.下列实验报告记录的实验现象正确的是1234实验
记录A无色无色无色溶液无色溶液B红色无色无色溶液白色沉淀C红色无色白色沉淀白色沉淀D无色无色白色沉淀无色沉淀5√微专题六12341.下列叙述不正确的是选项被提纯物质杂质除杂试剂或方法A酸性Fe2(SO4)3溶液FeSO4加入适量H2O2BFeCl2溶液FeCl3加入过量铁粉并过滤CFeSO4溶液CuSO4加入足量铁粉,充分反应后过滤DFe(OH)3Fe(OH)2在空气中灼烧√512342.元素的“价—类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具,它指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质类别为横坐标所绘制的二维平面图像。下图为铁元素的“价—类”二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是A.铁与水蒸气在高温时的反应可实现上述
转化①B.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中
受热,迅速发生转化②生成红棕色粉末C.转化⑥发生反应的类型是化合反应D.加热Fe(OH)3发生转化⑤,加水溶解可实现转化③√53.(2022·广东珠海高一期末)用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和Fe)制备纳米Fe3O4(平均直径25nm)的流程示意图如下:1234下列叙述错误的是A.步骤①中,生产车间要禁止
烟火B.步骤②中,主要反应的离子
方程式是2Fe3++Fe===3Fe2+C.步骤④中H2O2应该过量D.步骤⑤中,为验证得到的固体是纳米态Fe3O4粒子,可将其形成分散系,
做丁达尔效应实验√512344.(2021·深圳第二外国语学校高一期末)某小组的同学模拟工业废水的处理,设计了如图流程,混合液中含有大量FeSO4和较多的Cu2+,小组希望从中回收FeSO4·7H2O固体和Cu单质,请回答下列问题:(1)请写出下列标号所代表的的物质(化学式)或操作方法:①_____;④_________;操作a______。FeH2SO4过滤51234(2)检验溶液⑦中的金属阳离子所需的试剂是____________,现象是_______________。请写出流程中酸性条件下⑥→⑦步骤的离子方程式:__________________________________。KSCN溶液溶液变为红色2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O51234(3)取少量③中的溶液于试管中,滴加NaOH溶液,可观察到的现象是_____________________________________________,此过程涉及的氧化还原反应的化学方程式为__________________________________。产生白色沉淀,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)351234(4)铁红是一种常见的红色颜料,请设计在实验室中由FeCl3溶液制备铁红的实验方案:__________________________________________________________________________________。取适量氯化铁溶液,向其中加入过量NaOH溶液,过滤,洗涤沉淀,将沉淀灼烧至恒重即可512345.(2021·湖北荆州中学高一期末)FeCO3是重要的工业原料,可以生产补血剂。资料显示:FeCO3是难溶于水的白色固体,不同条件下煅烧可得到不同的铁的氧化物。(1)在物质的分类中,FeCO3属于______(填字母)。a.碳酸盐b.亚铁盐c.难溶盐FeCO3属于盐类,从阳离子上分类是亚铁盐,从阴离子上看是碳酸盐,FeCO3是难溶于水的白色固体,从溶解性上看是难溶盐。abc51234(
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