鲁科版必修1 第3章第3节 硫的转化第1课时 学案.docx

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鲁科版必修1第3章第3节硫的转化第1课时学案

第3节　硫的转化

第1课时　自然界中的硫　二氧化硫

[目标导航]　1.了解硫在自然界的存在||，认识硫单质的主要性质和用途。

2.了解二氧化硫的物理性质||，掌握二氧化硫的化学性质。

一、硫

1．硫元素的存在

硫元素在自然界中主要存在于海洋、大气、地壳中。

2．自然界中不同价态的硫元素间的转化

3．物理性质

同素异形体

俗名

颜色

状态

溶解性

熔沸点

斜方硫和

单斜硫

硫黄

淡黄色

固体

不溶于水||，微溶于

酒精||，易溶于CS2

较低

4．化学性质

（2）硫与金属反应规律：

①硫在一定条件下与大多数金属反应生成相应的硫化物。

②硫与变价金属反应生成低价态金属硫化物。

二、二氧化硫

1．物理性质

颜色

气味

状态

密度

毒性

水溶性

无色

刺激性

气态

比空气大

有毒

易溶于水

2．化学性质

（1）酸性氧化物的通性：

①与水反应：

向紫色石蕊试液中通入SO2||，溶液变红色||，微热||，溶液变紫色。

二氧化硫与水反应的化学方程式为H2O＋SO2H2SO3。

②与碱反应：

二氧化硫与NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O（碱过量）或NaOH＋SO2===NaHSO3（SO2过量）。

③与碱性氧化物反应：

二氧化硫与氧化钙反应的化学方程式为CaO＋SO2

CaSO3。

（2）漂白性：

①向品红溶液中通入二氧化硫||，振荡后溶液退色||，再加热后||，溶液颜色恢复红色。

②SO2与某些有色物质生成不稳定的无色物质||，这种无色物质易分解而使有色物质可恢复到原来的颜色。

（3）还原性：

二氧化硫与氧气反应的化学方程式为2SO2＋O2

2SO3。

（4）氧化性：

二氧化硫与硫化氢反应的化学方程式为SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O

【练一练】

1．下列说法正确的是________（填序号）。

（1）硫的非金属性较强||，所以只以化合态存在于自然界中。

（2）分离黑火药中的硝酸钾、木炭、硫黄要用到二硫化碳、水及过滤操作。

（3）硫与金属或非金属反应时均作氧化剂。

（4）硫在空气中燃烧产物只是SO2。

（5）不能由单质直接化合而制得CuS、CuCl2、Fe2S3、FeCl2。

（6）用蒸馏水清洗试管内壁残留的硫。

答案　

（2）（4）

解析　

（1）不正确||，元素在自然界中的存在形式虽然与化学活泼性有关||，但不能把非金属性强弱作为唯一判断依据。

如O、N、S非金属性较强||，但自然界中有游离态的O2、N2、S||；

（2）正确||，黑火药成分中的硫黄溶于CS2后过滤||，将滤液蒸发得到晶体硫||，滤渣再加水溶解过滤||，滤渣为炭粉||，蒸发滤液||，浓缩结晶得到硝酸钾||；（3）不正确||，S单质显0价||，属中间价态||，遇到金属、H2时作氧化剂||，遇到O2、F2等强氧化性非金属时作还原剂||；（4）硫在空气中与O2反应只能生成SO2||；（5）不正确||，硫的氧化性较弱||，与变价金属反应生成低价态硫化物。

Cl2的氧化性较强||，与变价金属反应生成高价氯化物||，S与Cu、Fe反应分别生成Cu2S、FeS||，Cl2与Fe、Cu反应分别生成FeCl3、CuCl2||；（6）不正确||，硫单质易溶于CS2且可以与热的强碱溶液反应：

3S＋6NaOH

2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。

所以当试管壁上沾有单质硫时||，可用CS2或热强碱液洗涤。

2．判断下列有关SO2性质的叙述不正确的是________（填序号）。

（1）能使澄清石灰水变浑浊。

（2）能使湿润的蓝色石蕊试纸变红。

（3）能使品红溶液退色。

（4）通入BaCl2溶液生成白色沉淀。

（5）通入足量的NaOH溶液中再加BaCl2溶液产生白色沉淀||，该沉淀能溶于盐酸。

（6）通入溴水中能使溴水退色||，再滴加Ba（NO3）2溶液有白色沉淀生成。

（7）1mol二氧化硫与足量水反应生成1mol亚硫酸。

（8）实验室制备SO2时||，多余的SO2可用碱液吸收。

答案　（4）（7）

解析　

（1）正确||，SO2＋Ca（OH）2===CaSO3↓＋H2O||；

（2）正确||，SO2＋H2OH2SO3||，H2SO3使蓝色石蕊试纸变红||；（3）正确||，SO2具有漂白性||，能使品红溶液退色||；（4）不正确||，由于盐酸酸性强于亚硫酸||，不发生复分解反应||；（5）正确||，SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O||，Na2SO3＋BaCl2===BaSO3＋2NaCl||，BaSO3＋2HCl===BaCl2＋H2O＋SO2||；（6）正确||，SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr||，H2SO4＋Ba（NO3）2===BaSO4＋2HNO3||；（7）不正确||，1molSO2不能完全反应||；（8）正确||，2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O。

3．下列现象和结论均正确的是________（填序号）。

①能使澄清石灰水变浑浊的气体一定是CO2

②能使品红溶液退色的气体一定是SO2

③将SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中||，红色消失||，说明SO2具有漂白性

④通入溴水中能使溴水退色||，再滴加Ba（NO3）2溶液有白色沉淀生成||，说明通入的气体为SO2

⑤先通入足量的NaOH溶液||，再滴入BaCl2溶液有白色沉淀生成||，该沉淀溶于稀盐酸||，说明通入的气体为SO2

⑥Cl2和SO2通入品红溶液都退色||，但退色原理不同

答案　④⑥

解析　能使澄清石灰水变浑浊的气体还可能是SO2||，①错误||；能使品红溶液退色的气体||，还可能是Cl2、O3等||，②错误||；滴有酚酞的NaOH溶液呈红色是因为溶液呈碱性||，通入SO2后||，SO2与NaOH反应||，使溶液碱性减弱而红色消失||，不是因为SO2有漂白性||，③错误||；通入溴水中使溴水退色||，说明气体具有还原性||，气体被氧化||，加入Ba（NO3）2溶液有白色沉淀生成||，说明气体被氧化为SO

||，可以说明通入的气体为SO2||，④正确||；SO2、CO2与碱反应都生成能与BaCl2（或CaCl2）溶液形成白色沉淀的物质||，⑤错误||；Cl2通入品红溶液退色||，是Cl2与H2O反应生成了强氧化性物质HClO||，HClO氧化品红为无色||，而SO2通入品红溶液退色是SO2与品红化合生成无色物质||，原理不同||，⑥正确。

4．分析CO2与SO2的性质异同||，作出下列选择。

（1）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

（2）除去二氧化碳中混有的少量二氧化硫气体||，可选用的试剂是________（填序号||，下同）。

A．酸性KMnO4溶液

B．BaCl2溶液

C．足量澄清石灰水

D．饱和碳酸氢钠溶液

（3）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．先通过溴水||，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

（4）SO2通入下列溶液中||，溶液退色或变浅||，说明SO2具有漂白作用的组合是________（填序号）。

①KMnO4（H＋||，aq）　②溴水　③碘水　④氯水

⑤Fe3＋（aq）

A．①⑤B．②③④

C．全部D．都不是

答案　

（1）③⑤　

（2）AD　（3）CD　（4）D

解析　

（1）CO2、SO2在反应①、②、④的现象相同。

CO2不与溴及Ba（NO3）2反应||，而SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr||，H2SO4＋Ba（NO3）2===BaSO4↓＋2HNO3。

故选⑤。

（2）酸性KMnO4溶液氧化SO2得硫酸||，2NaHCO3＋SO2===Na2CO3＋2CO2＋H2O||，水溶液中BaCl2与SO2不反应||，Ca（OH）2与CO2和SO2均反应生成沉淀||，故选A、D。

（3）SO2、CO2都能使澄清石灰水变浑浊||，需先利用SO2的还原性||，除去SO2||，再检验CO2。

（4）SO2能使KMnO4（H＋||，aq）退色||，其原理是KMnO4（H＋||，aq）将SO2氧化为H2SO4||，本身被还原为无色的Mn2＋。

SO2使卤水退色||，其原理是卤水将SO2氧化为H2SO4||，本身被还原为无色的HX：

SO2＋X2＋2H2O===H2SO4＋2HX。

SO2能使棕黄色的Fe3＋（aq）颜色变浅||，其原理是Fe3＋将SO2氧化为H2SO4||，本身被还原为浅绿色Fe2＋：

SO2＋2H2O＋2Fe3＋===2Fe2＋＋4H＋＋SO

。

SO2的漂白作用是SO2与有色物质的化合反应||，不是氧化还原反应||，且被SO2漂白的物质受热后能恢复为原来的颜色||，而以上反应均为氧化还原反应||，且反应后溶液受热不能恢复为原来的颜色||，故都不是SO2的漂白作用。

一、SO2与CO2的性质比较

1．物理性质

SO2

CO2

相同点

常温下||，都是无色气体||，密度都大于空气

不

同

点

气味

刺激性气味

无味

毒性

有毒

无毒

溶解性

易溶（体积比1∶40）

可溶（体积比1∶1）

2．化学性质

SO2

CO2

与水的

反应

SO2＋H2OH2SO3

CO2＋H2OH2CO3

与碱的反应

Ca（OH）2＋SO2===CaSO3↓＋H2O

Ca（OH）2＋CO2===

CaCO3↓＋H2O

与盐的反应

CaSO3＋SO2＋H2O===Ca（HSO3）2

CaCO3＋CO2＋H2O===Ca（HCO3）2

与碱性氧化物的反应

SO2＋CaO===CaSO3

CO2＋CaO===CaCO3

弱氧化性

SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O

CO2＋C

2CO

还原性

2SO2＋O2

2SO3

SO2能被酸性高锰酸钾溶液、Na2O2、H2O2、HNO3、Fe3＋、氯水、溴水、碘水等氧化剂氧化

X2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HX

X＝Cl、Br、I

无

漂白性

有||，不稳定

无

对环境

的影响

形成酸雨

引起温室效应

特别提醒　验证SO2和CO2性质时的注意事项

（1）SO2和CO2都可以使澄清石灰水先变浑浊后变澄清||，所以当SO2和CO2同时存在时||，要想证明CO2的存在||，应该先将SO2除去再通过澄清石灰水。

（2）CO2和SO2混合气体鉴别的实验题||，品红溶液经常要使用两次||，分别用于检验SO2的存在以及证明SO2是否被除尽。

（3）SO2与CO2的最大区别在于SO2具有漂白性、还原性和氧化性||，而CO2只有氧化性。

解决有关问题时||，要注意相似性方面的干扰。

【例1】　某同学为了检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应[C＋2H2SO4（浓）

CO2↑＋2SO2↑＋2H2O]产生的所有气体产物||，选用了下图所示实验装置。

（1）①中无水硫酸铜的作用是________________________________________________。

（2）②中酸性KMnO4溶液的作用是__________________________________________。

（3）②中两次用到品红溶液||，它们的作用分别是A________________________||，B________________________。

（4）③中出现的现象是__________________________________||，

发生反应的离子方程式是_____________________________________。

解析　本实验的目的是验证反应产生的混合气体中是否含有CO2、SO2、H2O。

检验H2O用CuSO4、CuSO4（白）＋5H2O===CuSO4·5H2O（蓝色晶体）||，检验CO2用澄清石灰水||，根据石灰水是否变浑浊判断||；检验SO2一般用品红溶液||，根据品红溶液是否退色判断。

检验的顺序为检验H2O→检验SO2→除SO2→检验SO2除尽→检验CO2。

答案　

（1）检验H2O

（2）除去CO2中的SO2

（3）检验SO2　检验CO2中的SO2是否除尽

（4）溶液变浑浊　CO2＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋H2O

解题反思　检验混合气体中含CO2、SO2的一般顺序

检验SO2（品红）―→除SO2（酸性KMnO4溶液）―→检验SO2除尽（品红）―→检验CO2（澄清石灰水）。

注：

品红溶液可以检验SO2||，不可除去SO2。

变式训练1　为了除去CO2气体中的SO2气体||，下列仪器和药品组合合理的是（　　）

仪器：

①洗气瓶　　②干燥管

药品：

③固态生石灰　　④苏打溶液　　⑤小苏打溶液

A．①⑤B．②⑤

C．①③D．①④

答案　A

解析　洗气瓶必须与液态试剂对应||，干燥管必须与固态试剂对应。

SO2既能与NaHCO3溶液反应||，又能与Na2CO3溶液反应||；CO2只能与Na2CO3溶液反应||，不能与NaHCO3溶液反应。

解题反思　除去CO2气体中的SO2气体的两种思路

（1）转化法||，通入饱和NaHCO3溶液：

SO2＋2NaHCO3===Na2SO3＋2CO2＋H2O

不选用饱和Na2CO3溶液的理由是

Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3。

（2）氧化法：

通入酸性KMnO4溶液等氧化性物质的溶液。

二、常见漂白性物质及漂白原理

1．漂白剂的类型及漂白原理

类型

原理

特点

举例

氧化型

漂白剂本身是氧化剂||，利用其氧化性氧化有色物质||，使之失去原有的颜色

加热时不能恢复原有的颜色

NaClO、Ca（ClO）2、HClO、H2O2、O3等

化合型

漂白剂与有色物质结合生成新的无色物质||，使之失去原来的颜色

加热时能恢复原来的颜色

二氧化硫等

吸附型

有些固体物质疏松、多孔||，具有较大的比表面积||，可以吸附无色物质使之失去原来的颜色

部分吸附剂可以重复使用

活性炭、胶体等

2．SO2和Cl2漂白比较

（1）

（2）

特别提醒　二氧化硫的三种“退色”

（1）二氧化硫能使品红退色体现漂白性||；

（2）使溴水、氯水及酸性高锰酸钾溶液退色体现还原性||；

（3）使滴有酚酞的氢氧化钠溶液退色说明其水溶液呈酸性。

【例2】　下列说法正确的是（　　）

A．SO2能使品红溶液、溴水和酸性KMnO4溶液退色||，是因为SO2具有漂白性

B．SO2、Cl2都可用于漂白物质||，将等物质的量的两种气体同时作用于潮湿的有色物质时||，可增强漂白效果

C．活性炭使有色物质退色是利用了碳单质的还原性

D．SO2使品红溶液退色后||，将退色后的溶液加热||，溶液重新变为红色

解析　SO2能使品红溶液退色||，表现SO2的漂白性||，SO2能使溴水和酸性KMnO4溶液退色表现SO2的还原性||，A项不正确||；当SO2、Cl2等物质的量同时作用于潮湿的有色物质时||，发生以下反应：

Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4||，失去漂白作用||，B项不正确||；活性炭使有机物退色利用了碳的吸附性||，C项不正确||；SO2与品红结合成不稳定的无色物质||，加热后又分解成原来的品红||，故D项正确。

答案　D

解题反思　

（1）SO2和Cl2同时作用于潮湿的有色物质的漂白性分析：

SO2和Cl2同时作用于潮湿的有色物质时发生反应：

SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4。

①n（Cl2）∶n（SO2）＝1∶1||，恰好完全反应生成盐酸和硫酸||，无漂白性||；

②n（Cl2）∶n（SO2）＞1∶1||，Cl2过量||，过量的Cl2起漂白作用||，此时退色后的物质加热时不恢复原色||；

③n（Cl2）∶n（SO2）＜1∶1||，SO2过量||，过量的SO2起漂白作用||，此时退色后的物质加热时能恢复原色。

（2）SO2虽有漂白性||，但并不是所有与SO2有关的退色都源于SO2的漂白性。

如①SO2能使滴有酚酞的NaOH溶液退色是因为SO2与碱发生反应||；②SO2能使溴水和酸性KMnO4溶液退色是因为SO2的还原性。

变式训练2　下列物质能使品红溶液退色||，且退色原理基本相同的是（　　）

①活性炭　②新制氯水　③二氧化硫　④臭氧　⑤过氧化钠　⑥双氧水

A．①②④B．②③⑤

C．②④⑤⑥D．③④⑥

答案　C

解析　新制氯水、臭氧、双氧水、过氧化钠都是因为具有强氧化性||，可以使品红退色||；SO2是因为与品红化合成不稳定的无色物质||；活性炭由于具有吸附作用使品红退色。

解题反思　

（1）SO2和Cl2都能使品红溶液退色||，可以用加热法区别它们漂白后的溶液。

（2）Na2O2—

（3）Cl2和SO2都可使含酚酞的NaOH溶液退色||，前者是因为Cl2与H2O反应生成具有漂白性的物质||，后者是因为SO2为酸性氧化物||，能与NaOH反应也能与H2O反应。

可以依据向退色后的溶液中加入NaOH溶液后的现象||，证明溶液退色的原因。

1．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SO3

D．硫是一种黄色晶体||，不溶于水||，微溶于酒精

答案　C

解析　S在氧气中燃烧只能生成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进行。

2．下列溶液中通入SO2一定不会产生沉淀的是（　　）

A．Ba（OH）2B．Ba（NO3）2

C．Na2SD．BaCl2

答案　D

一般说来||，“教师”概念之形成经历了十分漫长的历史。

杨士勋（唐初学者||，四门博士）《春秋谷梁传疏》曰：

“师者教人以不及||，故谓师为师资也”。

这儿的“师资”||，其实就是先秦而后历代对教师的别称之一。

《韩非子》也有云：

“今有不才之子……师长教之弗为变”其“师长”当然也指教师。

这儿的“师资”和“师长”可称为“教师”概念的雏形||，但仍说不上是名副其实的“教师”||，因为“教师”必须要有明确的传授知识的对象和本身明确的职责。

解析　SO2是酸性氧化物||，能与Ba（OH）2溶液反应生成BaSO3沉淀||；H2SO3属于中强酸||，不能与BaCl2溶液反应||；H2SO3中S元素呈＋4价||，因此H2SO3在反应中既表现酸性||，又表现还原性与氧化性||，SO2与Ba（NO3）2、Na2S反应的化学方程式分别为3SO2＋2H2O＋Ba（NO3）2===BaSO4↓＋2NO↑＋2H2SO4||，3SO2＋2Na2S===3S↓＋2Na2SO3。

3．有关硫的氧化物的叙述正确的是（　　）

①空气中二氧化硫主要源于硫酸厂的废气

②二氧化硫与飘尘接触||，部分氧化为三氧化硫||，危害更严重

③酸雨中的含硫化合物只有硫的氧化物和硫酸

④减少大气中SO2污染的主要方法之一是减少含硫化石燃料的燃烧

A．①③B．②④

C．①④D．②③

答案　B

解析　大气中SO2主要来源于煤和石油产品的燃烧||，①错||；SO2与O2在飘尘等催化下可生成SO3||；SO3溶于水生成强酸H2SO4||，危害更大||，②正确||；酸雨中还有硫酸盐||，③错||；煤和石油中均含有硫元素||，④正确。

4．区别二氧化硫和二氧化碳气体的最佳方法是（　　）

A．通入澄清的石灰水B．用湿润的蓝色石蕊试纸

C．用品红溶液D．根据有无毒性

答案　C

解析　CO2和SO2都是酸性氧化物||，与Ca（OH）2生成的CaCO3和CaSO3都难溶于水||，通入澄清石灰水时溶液均变浑浊||；溶于水时两种水溶液均呈酸性||，均能使蓝色石蕊试纸变红色||；毒性不能作为区别气体的方法||；SO2能使品红溶液退色||，而CO2不能。

5．某无色气体A中可能含有H2S、SO2、CO2、HCl气体中的一种或几种。

（1）将此气体通入氯水后溶液变得无色透明（已知H2S＋Cl2===S＋2HCl　2H2S＋SO2===3S＋2H2O）。

（2）将得到的溶液分为两份：

①其中一份取出少量在试管中加入用盐酸酸化的BaCl2溶液||，出现白色沉淀。

②另一份取出少量加入用硝酸酸化的AgNO3溶液||，也得到白色沉淀。

请回答：

（1）气体A中肯定含有的气体是________。

（2）气体A中肯定不存在的气体是________||，理由是_________________________

________________________________________________________________________。

（3）气体A中不一定存在的气体是__________________________________。

答案　

（1）SO2　

（2）H2S　H2S与SO2不共存、H2S能被Cl2氧化成S||，使溶液变浑浊　（3）CO2、HCl

解析　氯水为黄绿色||，将气体A通入氯水中得无色透明溶液||，说明气体中一定有SO2||，因为SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4||；一定无H2S||，因为2H2S＋SO2===3S＋2H2O||，SO2和H2S不共存||；向溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀||，进一步证明有SO2气体||；向另一份中加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀||，不能说明一定有HCl||，因为氯水中存在Cl－||，且SO2与Cl2、H2O反应也生成了HCl。

6．某化学兴趣小组为探究SO2的性质||，按下图所示装置进行实验。

请回答下列问题。

（1）装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是________||，其中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________||；

（2）实验过程中||，装置B中产生的现象为________________||，这说明SO2具有________________________________________________________________________。

（3）装置C的目的是探究SO2与品红溶液作用的可逆性||，请写出实验操作及现象________________________________________________________________________||；

（4）尾气可采用________溶液吸收。

答案　

（1）蒸馏烧瓶　Na2SO3＋H2SO4（浓）===Na2SO4＋SO2↑＋H2O

（2）溶液由紫红色变为无色　还原性

（3）品红溶液退色后||，关闭分液漏斗旋塞||，点燃酒精灯加热||，溶液恢复为红色

（4）NaOH

解析　此实验题目的明确||，主要探究SO2的性质||，根据装置图中试剂可知主要探究还原性及漂白性。

尾气SO2的处理方法是用NaOH溶液吸收。

分层训练

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