高中化学人教版 (2019)必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素第一节 硫及其化合物第1课时导学案

第1课时　硫和二氧化硫

一、硫

1．硫元素的位置、结构与性质

(1)硫元素位于元素周期表的第三周期、第ⅥA族，硫原子的最外电子层有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。

(2)与氧元素相比，得电子能力相对较弱，非金属性比氧的弱。故在富含O2的地表附近的含硫化合物中，硫常显＋4价或＋6价，而氧显－2价。

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。硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。

3．硫单质的化学性质

(1)氧化性表现为与金属、H2反应：

与Fe、Cu、H2反应的化学方程式分别为S＋FeFeS、S＋2CuCu2S、S＋H2H2S，在这些反应，S均作氧化剂。

(2)还原性表现为与O2反应，其化学方程式为S＋O2SO2，反应中S作还原剂。

微点拨：(1)硫的氧化性较弱，与变价金属反应，生成低价态的金属硫化物。

(2)硫与氧气反应，无论氧气是否过量，只生成SO2。

二、二氧化硫

1．物理性质

二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气的大，易溶于水。在通常情况下，1体积的水可以溶解约40体积的SO2。

2．化学性质

(1)具有酸性氧化物的性质

①与H2O反应的化学方程式为SO2＋H2OH2SO3。

②与碱(如NaOH)反应的化学方程式为SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。

(2)还原性

SO2在一定条件下与O2反应的化学方程式为，生成的SO3也是酸性氧化物，与H2O反应的化学方程式为SO3＋H2O===H2SO4。

(3)氧化性

SO2与H2S反应的化学方程式为SO2＋2H2S===3S＋2H2O。

(4)漂白性

①SO2通入品红溶液中，品红溶液褪色，加热时，溶液又变红色。

②SO2的漂白原理：SO2与某些有色物质生成不稳定的无色物质。这些无色物质容易分解又使有色物质恢复原来的颜色。

③应用：SO2在工业上应用于漂白纸浆、毛、丝等；此外SO2可用于杀菌消毒，还是一种食品添加剂。

3．可逆反应

(1)正反应：向生成物方向进行的反应。

(2)逆反应：向反应物方向进行的反应。

(3)可逆反应：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。

微点拨：可逆反应要注意“两同”：同一条件、同时进行。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)硫的非金属性较强，所以只以化合态存在于自然界中。 (　　)

(2)硫在空气中燃烧生成二氧化硫，在氧气中燃烧生成三氧化硫。 (　　)

(3)S能氧化Fe，使Fe生成＋3价铁的化合物。 (　　)

(4)湿润的石蕊试纸遇到SO2先变红后褪色。 (　　)

(5)SO2与足量O2在加热和催化剂作用下可完全生成SO3。 (　　)

[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×

2．除去试管壁上附着的硫，可采用的方法是(　　)

A．通入氢气后加热

B．伸入灼热的铁丝

C．用水洗涤

D．用二硫化碳洗涤后再用水洗

D　[硫与氢气反应需要加热，实验操作复杂，且产物硫化氢有毒；硫与铁反应需要加热，其产物硫化亚铁固体会附着在试管壁上；硫不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，试管壁上的硫可用二硫化碳溶解而除去。]

3．下列物质在常温下能与SO2反应的有______(填序号)。

①H2O　②H2S　③澄清石灰水　④O2　⑤Fe

[答案]　①②③

SO2的漂白性

1.若将Cl2通入品红溶液中，现象是什么？若再加热，又有什么现象？

提示：品红溶液褪色；再加热时，不能恢复原来的颜色。

2．若将等物质的量的SO2和Cl2同时通入品红溶液中，溶液的漂白性是“强强联合”吗？为什么？

提示：不是。若将等物质的量的SO2和Cl2相混合后，在溶液中发生反应：SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，从而失去漂白能力。

1．物质具有漂白性是指物质能使有机色素褪色，如新制氯水使有色花瓣褪色，SO2使品红溶液褪色等。SO2的漂白原理与新制氯水的不同，其原理是SO2能与某些有色物质结合生成不稳定的无色物质，这些无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色。

2．虽然SO2具有漂白性，但SO2使某些溶液褪色并不都是由于其漂白性。SO2使有机色素褪色属于漂白，SO2使无机物褪色不属于漂白。

SO2

3．SO2虽具有漂白性，但不能漂白指示剂。因此将SO2通入紫色石蕊溶液中，溶液只会变红，不会褪色。

1．Cl2和SO2都具有漂白作用，能使品红溶液褪色。若将等物质的量的Cl2、SO2混合后再通入品红与BaCl2的混合溶液，能观察到的现象是(　　)

①溶液很快褪色　②溶液不褪色　③出现沉淀　④不出现沉淀

A．①②　　　 B．①③

C．②③　　　 D．②④

C　[等物质的量的Cl2和SO2混合通入品红与BaCl2的混合溶液，涉及的化学反应为Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl、BaCl2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HCl，相应的现象是溶液不会褪色，出现白色沉淀。]

2．下列五种有色溶液与SO2作用，均能褪色，其反应实质相同的是(　　)

①品红溶液　②酸性KMnO4溶液　③溴水　④滴入酚酞的烧碱溶液　⑤淀粉­碘溶液

A．①②③　　 B．②③④ 

C．③④⑤　　 D．②③⑤

D　[SO2使品红溶液褪色，SO2表现了漂白性；SO2使酸性KMnO4溶液、溴水、淀粉­碘溶液褪色，SO2表现了还原性；SO2使滴入酚酞的烧碱溶液褪色，SO2表现的是酸性氧化物的性质。所以，反应实质相同的是②③⑤。]

SO2、CO2的性质比较与检验

1．分别将SO2、CO2通入澄清石灰水中，有什么现象？石灰水能鉴别SO2和CO2气体吗？

提示：澄清石灰水均变浑浊；若继续通入，浑浊均变澄清，不能用石灰水鉴别SO2和CO2气体。

2．举例说明可以用于检验SO2的试剂有哪些？

提示：品红溶液、溴水、酸性KMnO4等。

3．若要证明某气体是CO2和SO2的混合气体，需用哪些试剂？顺序如何确定？

提示：可用品红溶液、酸性KMnO4溶液和澄清石灰水。混合气体→品红溶液→酸性KMnO4溶液→品红溶液→澄清石灰水。

1．CO2与SO2的主要化学性质比较

2.鉴别SO2和CO2的常用方法

(1)用品红溶液鉴别：褪色的是SO2，不褪色的是CO2。

(2)用酸性KMnO4溶液鉴别：褪色的是SO2，不褪色的是CO2，原理：SO2被氧化。

(3)用溴水(或氯水)鉴别：褪色的是SO2，不褪色的是CO2，原理：Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr(或Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl)。

(4)用H2S溶液鉴别：出现淡黄色浑浊的是SO2，无明显现象的是CO2，原理：2H2S＋SO2===3S＋2H2O。

3．SO2和CO2混合气体的检验和除杂方法

(1)除去CO2中混有的SO2，常将混合气体通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶洗气。

(2)检验SO2和CO2混合气体中CO2的方法

―→―→―→―→

 　　 　　除去SO2　　　检验CO2

3．下列溶液或用品中：

①澄清石灰水；②H2S溶液；③酸性KMnO4溶液；④溴水；⑤Ba(NO3)2溶液；⑥品红溶液；⑦湿润的蓝色石蕊试纸。不能区别SO2和CO2气体的是(　　)

A．①⑦     B．①⑤⑦

C．②③④⑤⑥ D．①⑤

A　[SO2和CO2都属于酸性氧化物，与澄清石灰水反应分别生成CaSO3和CaCO3白色沉淀，两者均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，所以①⑦不能用来区别SO2和CO2。SO2具有氧化性，能将H2S氧化生成单质硫(有淡黄色沉淀生成)；SO2具有还原性，能被酸性KMnO4溶液和溴水氧化(溶液褪色)，能和Ba(NO3)2溶液反应生成BaSO4沉淀；SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，而CO2没有这些性质。所以可以用②③④⑤⑥来区分SO2和CO2，A正确。]

4．某化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分。该小组成员将气体通入澄清石灰水中，发现澄清石灰水变浑浊，持续通入，发现浑浊又变澄清，由此该小组成员对该气体的成分提出猜想。

[提出猜想]

猜想1：______________________________________________；

猜想2：______________________________________________；

猜想3：______________________________________________。

为了验证猜想，该小组设计实验加以探究。

[实验探究]

该小组同学按下图所示装置，将气体从a端通入，则：

(1)B中应该装________(填字母)。

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____________________________。

通过该实验，该小组同学观察到以下三个实验现象：

①A中品红溶液褪色　②C中品红溶液不褪色

③D中澄清石灰水变浑浊

[得出结论]

(4)由上述现象，该小组同学确认该气体为________。

[解析]　SO2和CO2在某些性质方面较相似，如都能使澄清石灰水变浑浊，若通入的气体过量，则浑浊都可消失，但SO2具有还原性，能被强氧化剂氧化，且SO2可使品红溶液褪色，而CO2不具备这些性质，可利用这些差异性鉴别CO2、SO2的存在与否。

[答案]　气体为CO2　气体为SO2　气体为CO2和SO2的混合气体　(1)B　(2)检验该气体中是否含有SO2　(3)检验该气体中是否含有CO2　(4)CO2和SO2的混合气体

[素材一]　食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用。例如，在葡萄酒酿制过程中，葡萄汁中某些细菌的繁殖会影响发酵，添加适量的二氧化硫可以起到杀菌的作用。二氧化硫又是一种抗氧化剂，能防止葡萄酒中的一些成分被氧化，起到保质作用，并有助于保持葡萄酒的天然果香味。

[素材二]　某化学兴趣小组从新闻中得知，管理部门从银耳中检验出二氧化硫；于是查阅资料得知：二氧化硫是食品加工过程中常用的漂白剂、防腐剂和抗氧化剂。不法商贩常常采用加热硫黄的方法来熏制食品，达到漂白的目的。

1．素材一中体现了SO2的哪些应用？这些应用的原理分别是什么？

提示：杀菌消毒，原理是SO2与H2O反应生成的H2SO3具有氧化性；抗氧化剂，原理是SO2具有还原性，易被氧化。

2．素材二中，SO2产生的反应原理是什么？

提示：S加热燃烧生成SO2。

3．素材二中根据所学知识可知采用什么方法检测漂白过程中使用了SO2?

提示：取漂白后的物质加热，若恢复原来的颜色，则采用SO2进行漂白。

4．SO2作防腐剂和抗氧化剂体现SO2的什么性质？

提示：还原性。

5．SO2在食品中使用时应注意什么问题？

提示：注意适量，不能超标，食品漂白不能使用硫黄熏制。

通过食品中使用硫及其氧化物探究，培养学生“科学探究与社会责任”的核心素养。

1．下列说法中正确的是(　　)

A．硫与金属或非金属反应均作氧化剂

B．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

C．过量的硫与铁反应生成Fe2S3，表现了硫单质的氧化性

D．硫只以化合态形式存在于自然界中

B　[硫单质与金属反应时表现氧化性，与氧化性较强的非金属单质反应时表现还原性，A错误；先用CS2处理，使硫溶解，过滤后蒸发滤液，得晶体硫，滤渣再用水处理，溶去硝酸钾，过滤，又得滤渣(木炭)，滤液经蒸发、浓缩、结晶，得到销酸钾，B正确；硫单质的氧化性较弱，只能将Fe氧化到＋2价，C错误；硫元素在自然界中既有游离态又有化合态，D错误。]

2．(素养题)银耳本身为淡黄色，某地出产一种雪耳，颜色洁白如雪，其制作过程为：将银耳堆放在密封状况良好的塑料棚内，在棚的一端支一口锅，锅内放硫黄，加热使硫黄熔化并燃烧，两天左右雪耳就制成了。雪耳炖不烂，且对人体有害，制作雪耳利用的是(　　)

A．硫的还原性　　　 B．二氧化硫的漂白性

C．二氧化硫的还原性   D．硫的漂白性

B　[硫黄燃烧生成的二氧化硫具有漂白性，使淡黄色银耳变成洁白如雪的雪耳。]

3．下列有关SO2的说法错误的是(　　)

A．SO2能与NaOH溶液反应，说明SO2是酸性氧化物

B．SO2通入溴水，溴水褪色，说明SO2有还原性

C．SO2通入H2S溶液中有浅黄色沉淀生成，说明SO2有氧化性

D．SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明SO2有漂白性

D　[SO2能与NaOH溶液发生反应生成Na2SO3和H2O，说明SO2是酸性氧化物，故A正确；SO2与溴水发生反应的化学方程式为SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，说明SO2有还原性，故B正确；SO2与H2S发生反应的化学方程式为SO2＋2H2S===3S＋2H2O，说明SO2有氧化性，故C正确；SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色，是因为发生了氧化还原反应，说明SO2有还原性，故D错误。]

4．如图所示是一套检验气体性质的实验装置。向装置中缓慢通入气体X，若关闭活塞，则品红溶液无变化而澄清的石灰水变浑浊；若打开活塞，则品红溶液褪色。据此判断气体X和洗气瓶内溶液Y分别可能为(　　)

A.①④　　　 B．①②

C．②③　　　 D．③④

A　[SO2、Cl2均具有漂白性，且均与NaHCO3溶液、Na2CO3溶液反应生成CO2，A项正确。]

5．(素养题)现有混有少量SO2杂质的CO2气体，请选用适当的实验装置，收集纯净干燥的CO2气体。

(1)要达到实验目的，按气流从左到右，各接口连接顺序正确的是________(填序号，下同)。

A．dcabh　　 B．efabg

C．feabg

(2)本实验除去SO2的原理是利用SO2的________。

A．氧化性     B．漂白性

C．还原性     D．酸性

(3)SO2与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式是______________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________。

[解析]　根据题中所给装置，应将混有少量SO2杂质的CO2气体通过酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫，然后用浓硫酸干燥，最后用向上排空气法收集干燥的二氧化碳。

(1)要达到实验目的，按气流从左到右，各接口连接顺序正确的是efabg，选B。

(2)本实验除去SO2的原理是利用SO2的还原性。

(3)SO2与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式是5SO2＋2MnO＋2H2O===5SO＋2Mn2＋＋4H＋。

[答案]　(1)B　(2)C

(3)5SO2＋2MnO＋2H2O===5SO＋2Mn2＋＋4H＋