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 硫及其化合物导学案

硫和二氧化硫

知识点一　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，非金属性比氧元素的弱。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，在这些反应中，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。

　判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)硫的最外层有6个电子，易得到2个电子达到稳定结构，故S只能作氧化剂。(×)

(2)Fe与S、Cl2反应均生成＋3价铁的化合物。 (×)

(3)S与过量O2反应，燃烧产物为SO3。 (×)

(4)在自然界中硫既有游离态又有化合态。 (√)

知识点二　二氧化硫

1．SO2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．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。

注意：可逆反应中“两同”是同一条件和两方向同时进行。

3．SO2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 2SO2＋O22SO3，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。

4．SO2的应用：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。

　判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)SO2溶于足量水中形成的H2SO3溶液中没有SO2分子。 (×)

(2)SO2、CO2通入澄清石灰水中均变浑浊。 (√)

(3)SO2通入氯水中溶液变为无色，说明SO2具有漂白性。 (×)

　写出下列给定条件的方程式。

(1)SO2使澄清石灰水变浑浊的离子方程式为______________。

(2)SO2使溴水褪色的离子方程式为________________________。

(3)工业生产H2SO4中SO2转化为SO3的化学方程式为________。

[答案]　(1)SO2＋Ca2＋＋2OH－===CaSO3↓＋H2O

(2)SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Br－

(3)2SO2＋O22SO3

1．将足量CO2缓慢通入澄清石灰水中，什么现象？如何书写反应的化学方程式？若改为SO2呢？

提示：先变浑浊，后又变澄清。CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2。若改为SO2，现象相同，反应相似，SO2＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2O，CaSO3＋SO2＋H2O===Ca(HSO3)2。

2．将CO2、SO2分别通入CaCl2溶液中，有什么现象？为什么？

提示：二者均无明显现象。若生成沉淀必须生成HCl，二者不能共存。

3．利用SO2的哪些性质可用于鉴别CO2与SO2?

提示：还原性(SO2被溴水、酸性KMnO4溶液氧化)

漂白性(SO2使品红溶液褪色)

1．SO2和CO2的性质比较

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。

1．(2021·济南高一检测)二氧化硫的下列化学性质中，体现二氧化硫作为还原剂的是(　　)

A．SO2在一定条件下与O2反应转化为SO3

B．通入品红溶液中，使品红溶液褪色

C．溶于水形成不稳定的亚硫酸

D．与碱液反应生成亚硫酸盐

[答案]　A

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NaOH溶液，再通过澄清石灰水

D．先通过足量酸性KMnO4溶液，再通过澄清石灰水

D　[SO2、CO2都能使澄清石灰水变浑浊，需先除去SO2，再检验CO2。SO2具有还原性，而CO2没有还原性，可根据此特点除去SO2。]

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。]

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。

3．举例常见的漂白剂。

提示：漂白液、漂白粉、Na2O2、H2O2、O3、活性炭等。

1．三类漂白原理比较

2．SO2漂白性的深化理解

(1)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

(2)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。

4．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。]

5．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、溴水、KMnO4(H＋)、石蕊试液褪色

B．能使品红溶液褪色加热后复原的气体一定是SO2

C．SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，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　[SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2具有还原性，能使品红溶液褪色是因其漂白性，SO2不能使指示剂褪色，A项错误；B项正确，SO2漂白时生成的无色物质不稳定，加热易复原；C项错误，因为这些漂白剂的漂白原理不相同，SO2漂白属于化合型，活性炭属于吸附型，漂白粉、Na2O2属于氧化型；D项错误，等物质的量的SO2和Cl2相遇在溶液中反应生成H2SO4和HCl，从而失去漂白作用。]

1．(双选)2020年在战胜新型冠状病毒的“战疫”中，中医发挥了重要的作用。

中医用药讲究十八反和十八畏，其中有“硫黄原是火中精，朴硝一见便相争”，硫黄即硫单质。下列说法不正确的是(　　)

A．自然界中的硫是一种黄色难溶于水的固体

B．硫的化合物常存在于火山喷出物中

C．硫与金属反应，生成最高价态金属的硫化物

D．硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫，在纯氧中的燃烧产物是三氧化硫

CD　[硫的氧化性较弱，与变价金属化合时，只能将金属氧化为低价态硫化物，如与Fe、Cu反应，分别生成FeS、Cu2S。硫无论在空气中还是在纯氧中的燃烧产物都是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与O2发生化合反应。]

2．根据SO2通入不同溶液中的实验现象，所得结论不正确的是(　　)

C　[A项，发生反应：2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋4H＋＋SO、SO＋Ba2＋===BaSO4↓，在第一步反应中二氧化硫被氧化为硫酸根，体现了SO2的还原性，A项正确；B项，发生反应：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O，其中SO2作氧化剂，体现氧化性，B项正确；C项，SO2通入酸性KMnO4溶液中，SO2被酸性高锰酸钾溶液氧化，体现了SO2的还原性而非漂白性，C项错误；D项，发生反应：SO2＋H2O＋Na2SiO3===H2SiO3↓＋Na2SO3，说明亚硫酸的酸性强于硅酸的酸性，D项正确。]

3．下列化学实验中，能证明某种中学常见气体为SO2的是(　　)

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既能使品红溶液褪色又能使澄清石灰水变浑浊

④将其通入足量的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，能使溴水褪色，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．③⑤都能证明   D．只有⑤能证明

C　[①能使澄清石灰水变浑浊的气体还可能是CO2；②酸性气体均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，酸性气体不只有SO2一种；④CO2也可以存在题述现象。]

4．(素养题)葡萄酒是以葡萄为原料酿造的一种果酒，营养丰富，保健作用明显。有人认为，葡萄酒是最健康、最卫生的饮料之一。它能调整新陈代谢的性能，促进血液循环，防止胆固醇增加。下图是某品牌葡萄酒及说明书，我们可以看到“食品添加剂：二氧化硫”。

下列有关的描述正确的是(　　)

A．SO2属于非法添加剂，不该添加到葡萄酒中

B．SO2具有还原性，少量的SO2可防止葡萄酒氧化变质

C．SO2具有还原性，不能用浓硫酸干燥

D．SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色，体现了它的漂白性

B　[适量的SO2可防止葡萄酒氧化，可作为添加剂，A项错误，B项正确；SO2中S显＋4价，硫酸中的S显＋6价，为相邻价态，不会发生氧化还原反应，C项错误；SO2使酸性KMnO4溶液褪色，发生的是氧化还原反应，体现了SO2的还原性，D项错误。]

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＋