硫及其氧化物教学设计.docx
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硫及其氧化物教学设计
硫及其氧化物
考纲解读
考向分析
1.了解硫的物理性质及硫的可燃性。
2．了解二氧化硫与氧气、与水的反应及二氧化硫的实验室制法。
3．认识二氧化硫的漂白作用与次氯酸的漂白作用的区别。
4．了解硫的氧化物对大气的污染及其防治，了解环境保护有关常识。
本讲重点知识有S、SO2、SO3、的性质、环境保护等。
主要考查SO2的酸性、还原性和漂白性，硫及其化合物的转化关系。
由于硫及其化合物知识与氧化还原反应、离子反应等理论知识关系密切，题目设置通常联系科技、生产、环境等问题进行考查。
一、硫单质
【基础知识】
1.自然界中硫单质的存在形态
游离态:
火山喷口附近或地壳的岩层里
化合态：
主要以氧化物和硫酸盐的形式存在
2.硫单质的物理性质
硫俗称硫黄，是一种黄色晶体，质脆，易研成粉末，不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2（用于洗涤沾有硫的容器）。
3.硫的同素异形体
硫元素有多种同素异形体（由同一种元素组成的不同单质），最常见的是晶状的单斜硫和斜方硫，另外还有S8、S6、S4、S2等分子存在。
4.硫的结构
硫位于第三周期ⅥA族，最外层有6个电子，在反应中易得到2个电子而呈-2价；硫的最高正价为+6价；单质硫的化合价为0，处于中间价态，故单质硫既有氧化性又有还原性，在反应中既可作氧化剂又可作还原剂。
表现氧化性
表现还原性
如-2S0S+4S（或+6S）
5.硫的化学性质
（1）氧化性
在加热的条件下，硫能被H2和绝大多数的金属单质还原。
由于硫的氧化性比较弱，与变价金属反应时往往生成低价态的金属硫化物。
研磨
S+H2H2S
2Na+SNa2S（易爆炸）
Fe+SFeS（Fe元素显+2价而不是+3价）
2Cu+SCu2S（Cu元素显+1价而不是+2价）
（2）还原性
点燃
在一定条件下，硫可被F2、O2、Cl2等非金属单质以及一些具有氧化性的化合物氧化。
S+O2SO2（现象：
空气中，淡蓝色火焰；纯氧中，蓝紫色火焰）
S+6HNO3（浓）H2SO4+6NO2↑+2H2O
S+2H2SO4（浓）3SO2↑+2H2O
（3）硫在强碱溶液里加热可发生歧化反应（歧化反应：
同一种物质中的同一价态的同种元素的原子，在反应中既有升高，又有降低的氧化还原反应；归中反应：
同一种元素的不同价态的原子，在反应中，化合价高的降低，化合价低的升高（但是化合价变化互不交叉）的氧化还原反应）
3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O
（可用热碱溶液除去试管中残留的硫）（两种方法）
（4）特性：
Ag、Hg在常温下不跟O2反应，但易跟S反应。
Hg+SHgS（此反应用于消除室内洒落的Hg）
6.硫的用途
点燃
制硫酸、黑火药、火柴、烟花爆竹等
S+2KNO3+3CK2S+N2↑+3CO2↑
二、二氧化硫
【基础知识】
1.分子结构
SO2是由极性键形成的极性分子，因此极易溶于水，其晶体为分子晶体。
2.物理性质
SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易溶于水（常温常压下，1体积水大约溶解40体积的SO2），易液化（沸点-10℃）。
3.化学性质
（1）具有酸性氧化物的通性
将SO2通入紫色石蕊溶液中，溶液变红
与水反应
SO2+H2OH2SO3
与碱性氧化物反应
Na2O+SO2Na2SO3
CaO+SO2CaSO3（利用此原理可在煤中加入一定量的生石灰，以减少SO2的排放）
与碱反应
SO2+2NaOHNa2SO3+H2O（SO2不足）
SO2+NaOHNaHSO3（SO2过量）
SO2通入澄清石灰水中
SO2+Ca（OH）2CaSO3↓+H2O（SO2不足）
2SO2+Ca（OH）2Ca（HSO3）2（SO2过量）
实验现象：
出现白色沉淀，后白色沉淀溶解（与CO2一样）
与某些盐反应
SO2+2NaHCO3Na2SO3+H2O+CO2（利用此原理可除去CO2气体中混有的SO2气体）
（2）还原性
能被Cl2、Br2、I2、Fe3+、KMnO4、HNO3等氧化剂氧化
2SO2+O2
2SO3（催化剂一般是V2O5）
SO2+X2+2H2O2HX+H2SO4（X代表Cl、Br、I）
5SO2+2KMnO4+2H2OK2SO4+2MnSO4+2H2SO4
SO2+2FeCl3+2H2OFeCl2+FeSO4+4HCl
（3）弱氧化性
SO2+2H2S3S↓+2H2O（火山口S的形成）
3SO2+2Na2S2Na2SO3+3S↓
（4）漂白性（不能漂白酸碱指示剂）
SO2
能和某些有色物质化合生成无色物质，生成的无色物质不稳定，易分解而恢复原色，因此，SO2的漂白并不彻底。
SO2能漂白品红溶液无色溶液恢复原色
4.二氧化硫的制备
煅烧
工业制法：
4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
实验室制法：
Na2SO3+H2SO4（浓）Na2SO4+SO2↑+H2O
或Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O
（1）收集：
向上排空气法
（2）检验：
品红溶液（SO2是中学阶段学到的唯一一种既能使品红褪色，加热后又能使其恢复原色的气体）
（3）尾气处理：
用NaOH溶液吸收
5.二氧化硫的用途
工业上用二氧化硫漂白纸浆、毛、丝、草编制品等。
此外，二氧化硫还可用于杀菌消毒，可以用作防腐剂。
6.二氧化硫对环境的污染及治理
（1）酸雨的形成和危害
大气中的SO2和NO2溶于水后形成酸性溶液，随雨水降下，就可形成酸雨。
酸雨的pH小于。
酸雨能直接破坏农作物、森林、草原、使土壤、湖泊酸化，还会加速建筑物、工业设备等的腐蚀。
（2）治理方法
空气中的SO2主要来自于化石燃料（煤和石油）的燃烧，以及含硫矿石的冶炼和硫酸、磷肥、纸浆生产等产生的工业废气。
消除污染的主要方法之一是减少SO2的排放。
例如：
硫酸厂、化工厂、冶炼厂等的尾气在排放前要进行处理。
三、三氧化硫
【基础知识】
1.分子结构
是含极性键的非极性分子，固态时为分子晶体。
2.物理性质
常温下为液态、标况下为固态。
熔点为℃，沸点为℃，易升华。
3.化学性质
SO3表现出酸性氧化物的通性。
（1）与水反应
SO3+H2OH2SO4（SO3遇水剧烈反应生成硫酸，同时放出大量的热，SO3是硫酸的酸酐，又叫硫酐）
（2）与碱反应
SO3+Ba（OH）2BaSO4↓+H2O
SO3+2NaOHNa2SO4+H2O
（3）与碱性氧化物反应
Na2O+SO3Na2SO4
CaO+SO3CaSO4
【归纳总结】SO2使物质褪色的原理小结
SO2能使许多有色物质“褪色”，但其“褪色”原理不同。
（1）还原性“褪色”：
SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，利用SO2的还原性。
（2）漂白性“褪色”：
SO2能使品红溶液褪色，利用SO2的漂白性。
（3）酸性“褪色”：
SO2能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，利用SO2是酸性氧化物的性质。
【应用体验】
1.将SO2分别通入到下表所列的溶液中，回答相关问题。
反应物
溴水
酸性KMnO4
溶液
氢硫酸
（H2S溶液）
滴有酚酞的
NaOH溶液
石蕊
溶液
品红
溶液
反应
现象
SO2的
性质
提示:
褪色褪色有淡黄色沉淀褪色变红褪色
还原性还原性氧化性酸性氧化物通性酸性氧化物通性漂白性
2.判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”。
（1）硫在空气中燃烧生成SO2而在纯氧中燃烧生成SO3。
（ × ）
（2）二氧化硫可广泛用于食品的增白。
（ × ）
（3）点燃爆竹后，硫燃烧生成SO3。
（ × ）
（4）CaO能与SO2反应，可作工业废气的脱硫剂。
（ √ ）
3.下列有关说法正确的是（ ）
A．CuS、FeS、SO3、FeCl2均可由单质直接化合生成
B．硫在空气中的燃烧产物是SO2，在纯氧中的燃烧产物是SO3
C．SO2使酸性KMnO4溶液和溴水退色的原因是因为SO2具有还原性
D．SO2和O2按物质的量之比2∶1通入密闭容器中充分反应后，容器中只有SO3
C [A项，CuS、SO3、FeCl2均不能由单质化合生成；B项，S燃烧产物只能生成SO2不能生成SO3；D项，SO2与O2的反应为可逆反应，SO2与O2不可能完全反应。
]
4．下列说法正确的是（ ）
A．因为SO2具有漂白性，所以它能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、石蕊溶液退色
B．能使品红溶液退色的物质不一定是SO2
C．SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水退色，其原理相同
D．SO2和Cl2等物质的量混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中，漂白效果更好
B [A项中SO2使酸性高锰酸钾溶液退色是因为其具有还原性，能使品红溶液退色是因为其具有漂白性，SO2不能使石蕊溶液退色；B项，能使品红溶液退色的物质有很多，如Cl2，不仅仅是SO2；C项中这些漂白剂的漂白原理都不相同；D项，SO2和Cl2等物质的量混合后在溶液中发生反应：
SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，从而失去漂白能力。
]
5．下列各种溶液中通入足量的SO2后，期间既无沉淀又无气体产生的有（ ）
①Ba（OH）2 ②Ba（NO3）2 ③Na2S ④BaCl2
⑤Ca（ClO）2 ⑥Fe（NO3）3 ⑦H2O2 ⑧NaClO
A．3种B．4种
C．5种D．6种
A [①中有BaSO3沉淀，②中有NO气体和BaSO4沉淀，③有S沉淀，⑤中有CaSO4沉淀，⑥中有NO气体。
]
6．下列有关说法不正确的是（ ）
A．改燃煤为燃气，可以减少废气中SO2等有害物质的排放量，是治理“雾霾”等灾害天气的一种措施
B．向煤中加入适量石灰石，使煤燃烧产生的SO2最终生成CaSO3，可减少对大气的污染
C．大量燃烧化石燃料排放的废气中含SO2，从而使雨水的pH<形成酸雨
D．硫和氮的氧化物是形成酸雨的主要物质
B [加入石灰石，使产生的SO2最终生成CaSO4，不是CaSO3。
]
7.用如图所示实验装置进行物质性质的探究实验。
下列说法不合理的是（ C ）
A．若品红溶液①褪色，则说明产物中含有SO2
B．若溴水褪色，则说明SO2具有还原性
C．若烧瓶中产生黄色浑浊和无色气泡，则说明Na2S2O3只作氧化剂
D．若品红溶液②不褪色、Na2SiO3溶液中出现白色浑浊，则说明亚硫酸比碳酸的酸性强
【知识拓展】
1.具有漂白作用的物质，按其漂白原理可分为三类
（1）氧化型：
此类漂白剂本身是一种强氧化剂，它可以将有机色质内部的“生色团”破坏掉使之失去原有的颜色，这种漂白是彻底的，不可逆的。
此类物质有HClO、NaClO、Ca（ClO）2、Na2O2、H2O2、O3等强氧化性物质。
（2）化合型：
此类漂白剂可与有机色质内部的“生色团”发生反应，使有机色质失去原有的颜色，但是，如果受热或有其他因素的影响，漂白剂从有机色质中脱离，使之又恢复原有的颜色，这种漂白是可逆的、不彻底的，如SO2使品红溶液褪色，加热溶液又恢复原有颜色（SO2不能漂白酸碱指示剂）。
（3）吸附型：
有些物质疏松、多孔，具有较大的比表面积，因而具有很强的吸附能力，可以吸附一些有色物质而使之失去原来的颜色。
这种吸附属物理吸附，属物理变化。
此类物质有：
活性炭、胶体等。
常见漂白剂的比较
漂白类型
化合型
氧化性
吸附性
漂白原理
与有机色质化合
利用物质的强氧化性
吸附色素
漂白特征
不稳定
稳定
稳定
常见漂白剂
SO2
HClO、Na2O2、H2O2、O3
活性炭
变化
化学变化
化学变化
物理变化
备注
加热，溶液又恢复原色
氯水使酸碱指示剂褪色，不是Cu2+、Fe3+褪色
——
和Cl2漂白原理
氯气的漂白原理是氯气溶于水生成的HClO具有强氧化性，将有色物质氧化成无色物质，褪色后不能恢复原来的颜色。
而SO2的漂白原理是它能与有色物质直接结合，生成不稳定的无色化合物，褪色后在一定条件下又能恢复原来的颜色。
品红溶液
褪色
褪色
红色
无色
不褪色
通入SO2
通入Cl2
加热至沸
加热至沸
Cl2与SO2按体积比1:
1通入
（SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4）
紫色石蕊
很快变成红色
立即变红随后变为无色
通入Cl2
通入SO2
3.SO2与CO2的鉴别方法
（1）SO2与CO2的鉴别方法
（1）利用物理性质鉴别：
有刺激性气味的无色气体是SO2，无色无味的气体是CO2。
（2）利用化学性质鉴别：
①氧化性：
与H2S气体混合或通入氢硫酸中，有黄色固体生成的是SO2，无现象的是CO2。
②还原性
利用漂白性鉴别：
通入品红溶液中，能使品红溶液褪色的是SO2，无明显现象的是CO2。
（2）检验SO2和CO2同时存在的一般流程
在检验SO2气体时，常利用其漂白性，但注意Cl2的干扰；利用其还原性，可以使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，但注意CH2===CH2的干扰。
若检验CO2、SO2都存在时，注意SO2通入澄清石灰水中也能生成白色沉淀。
检验和鉴别CO2一般是跟澄清石灰水生成白色沉淀。
因此，必须先检验或鉴别SO2，后检验或鉴别CO2。
方法如图装置所示：
若A瓶品红溶液褪色，证明混合气体中含有SO2。
B瓶除去剩余的SO2。
C瓶品红溶液不褪色，说明SO2已除净。
若D瓶生成了白色沉淀，证明原混合气体中含有CO2。
注：
有时为简化装置，可将除去SO2（B）和检验SO2是否除尽（C）合并为一个装置，用较浓的酸性KMnO4溶液，现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅。
【例题】
1．下列溶液中，不能鉴别CO2、SO2气体的是（ ）
①石灰水 ②稀硝酸 ③KMnO4溶液 ④溴水 ⑤酸化的Ba（NO3）2溶液 ⑥品红溶液
A．①⑤B．②③④⑤⑥
C．①D．③④
C [SO2和CO2都是酸性气体，都能使澄清石灰水变浑浊，但SO2气体具有漂白性、还原性和氧化性，②⑤中通入SO2有遇空气变红棕色的气体生成，且⑤中还有白色沉淀生成，只有①不能鉴别二者。
]
2．下列实验中能证明某气体为SO2的是（ ）
①使澄清石灰水变浑浊 ②使湿润的蓝色石蕊试纸变红③使品红溶液退色 ④通入足量NaOH溶液中，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该沉淀溶于稀盐酸 ⑤通入溴水中，能使溴水退色，再滴加Ba（NO3）2溶液有白色沉淀产生
A．都能证明B．都不能证明
C．③④⑤均能证明D．只有⑤能证明
D [①CO2使澄清石灰水也变浑浊；②酸性气体均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；③Cl2也能使品红溶液退色；④CO2、SO2均有此过程现象。
]
3．浓硫酸和木炭在加热时发生反应的化学方程式是2H2SO4（浓）＋C
CO2↑＋2H2O＋2SO2↑，请从下图中选用所需的仪器（可重复选用）组成一套进行该反应并检验反应产物的装置。
现提供浓硫酸、木炭和酸性KMnO4溶液，其他固、液试剂自选。
（连接和固定仪器用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去）
将所选的仪器按连接顺序由上至下依次填入下表，并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用。
选用的仪器（填字母）
加入的试剂
作用
[解析] 观察A、B、C，可作反应发生装置的只有C。
木炭与浓硫酸的反应产物有H2O、CO2及SO2。
为避免相互干扰，尤其是SO2对CO2的干扰，确定三种气体检验顺序为H2O——SO2——CO2。
其中，H2O用无水硫酸铜变蓝证明，用B装置。
检验SO2用品红溶液，检验CO2用澄清石灰水，由于SO2也能使之变浑浊，故对CO2检验有干扰，因此需要将SO2除净，故用酸性KMnO4溶液将其彻底除去，再检验CO2，以上均用到洗气瓶。
[答案]
选用的仪器（填字母）
加入的试剂
作用
C
浓硫酸和木炭
反应器（或产生气体）
B
无水CuSO4
检出H2O
A
品红溶液
检出SO2
A
酸性KMnO4溶液
吸收SO2
A
品红溶液
检验SO2是否除尽
A
澄清石灰水
检出CO2
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