資源簡介

3.2 第1課時　自然界中的硫
【學習目標】
1.了解含硫物質在自然界中的存在形式,了解硫的轉化過程。
2.認識硫的物理性質、氧化性與還原性。
【自主預習】
1.自然界中不同價態硫元素之間的轉化
(1)硫的存在
(2)自然界中不同價態硫元素之間的轉化
2.認識硫單質
(1)同素異形體
①定義:由同一種元素組成的　　　的幾種　　　。
②常見非金屬元素的同素異形體:硫元素有　　　、　　　,氧元素有　　　、　　　,碳元素有　　　、　　　、　　　。
(2)硫的物理性質
俗稱 顏色、狀態 熔、沸點 硬度 溶解性
水 酒精 CS2
硫黃 　　固體 都　　 很脆 溶 　 溶 　溶
(3)硫的化學性質
①實驗探究
實驗操作
實驗現象 混合物一端紅熱直到整個混合物紅熱,最后結成　　　塊狀FeS 發出明亮的　　　火焰,放出大量的熱,生成一種有　　　氣味的氣體
②化學性質總結
a.
b.S可以和熱堿反應:如6NaOH+3S2Na2S+Na2SO3+3H2O,該反應中硫體現　　　和　　　,反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比為　　　。
(4)硫的用途
硫黃主要用于制造硫酸、化肥、火柴及殺蟲劑,還用于制造火藥、煙花爆竹等。
【參考答案】2.(1)①性質不同　單質　②正交硫　單斜硫　O2　O3
金剛石　石墨　C60
(2)黃色或淡黃色　不高　不　微　易
(3)①黑色　藍紫色　刺激性?、谘趸浴?還原性　2∶1
【效果檢測】
1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。
(1)硫單質常存在于火山口附近。 (　　)
(2)硫與金屬或非金屬反應時均作氧化劑。 (　　)
(3)硫在空氣中的燃燒產物是SO2,在純氧中的燃燒產物是SO3。 (　　)
(4)硫的化學性質較活潑,所以只以化合態存在于自然界中。 (　　)
(5)S能氧化Fe,使Fe生成+3價鐵的化合物。 (　　)
(6)SO2與NaOH轉化為Na2SO3的反應不是氧化還原反應。 (　　)
【答案】(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√
2.分析硫原子得失電子的難易;試比較硫與氧的非金屬性強弱。
【答案】硫原子的最外層有6個電子,在化學反應中容易得到2個電子,形成-2價的化合物;與同主族的氧元素相比,硫元素的原子多一個電子層,得電子的能力相對較弱,而失電子能力相對較強。
3.自然界中含有豐富的含硫元素的物質,如果對含有硫元素的物質進行分類,你可以從哪些角度進行分類
【答案】從元素組成,有單質和化合物;從物質類別,有氫化物、單質、氧化物、含氧酸、鹽等;從化合價角度,有-2、0、+4和+6價硫的化合物等。
【合作探究】
任務1：自然界中硫的循環
情境導入　北京時間2022年1月15日,湯加海底火山噴發,此次火山噴發規模巨大,釋放的能量相當于1000顆廣島原子彈。火山噴發出的二氧化硫和硫化氫氣體相遇后可以發生反應,在火山口附近積累生成一層黃色的物質。這是硫單質及含硫化合物的來源之一。
問題生成
1.如何洗滌附著在試管內壁上的硫
【答案】硫單質易溶于CS2且可以與熱的強堿液反應。所以當試管壁上沾有單質硫時,可用CS2或熱強堿液洗滌。
2.硫元素除以游離態形式存在外,還以哪些化合態形式存在,舉例說明。
【答案】化合態的硫元素主要以硫化物和硫酸鹽的形式存在。前者如硫鐵礦(FeS2)、黃銅礦(CuFeS2)等,后者如石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等。
【核心歸納】
硫元素不同化合價之間的相互轉化
【典型例題】
【例1】下列關于自然界中硫循環(如圖所示)的說法不正確的是(　　)。
A.大氣中SO2含量過高,降雨時會形成酸雨
B.為減少化石能源中煤燃燒產生的SO2,可向其中加入生石灰
C.從火山噴發到形成土壤或水體中S的過程中,硫元素均被還原
D.有機硫化物存在于石油和動植物體內,說明含硫有機物和含硫無機物可以相互轉化
【答案】C
【解析】大氣中SO2含量過高,降雨時雨水溶解SO2生成H2SO3,H2SO3被空氣中的氧氣氧化為H2SO4,降落下來而形成酸雨,A項正確;加入生石灰后,發生反應CaO+SO2CaSO3、2CaSO3+O22CaSO4,既治理了SO2的污染,還可以得到石膏(CaSO4·2H2O),B項正確;從火山爆發到形成土壤或水體中S的過程中,硫元素既被氧化也被還原,C項錯誤;有機硫化物存在于石油和動植物體內,說明含硫有機物和含硫無機物可以相互轉化,D項正確。
【例2】硫元素在自然界中的循環如圖所示,下列有關說法不正確的是(　　)。
A.硫在自然界中既有游離態又有化合態
B.該循環過程中,硫元素均被氧化
C.過程⑤可在土壤的缺氧區完成
D.若生物體中有機硫的成鍵方式為,則過程④中硫沒有發生氧化還原反應
【答案】B
【解析】硫在自然界中既有游離態又有化合態,A項正確;如圖所示,硫元素在循環過程中化合價有升有降,故S元素既被氧化,也被還原,B項錯誤;由于過程⑤中的H2S具有較強的還原性,故該過程可在土壤的缺氧區完成,C項正確;從生物體中有機硫的成鍵方式來看,硫元素的化合價為-2,故過程④中硫元素的化合價沒有變化,D項正確。
任務2：認識硫單質
情境導入　
1.火藥是我國古代的四大發明之一,當時的火藥是由硫黃、硝石和木炭按照一定比例混合制成的?？梢钥闯?我國古代人民很早就發現了硫。硫具有鮮亮的橙黃色,它在燃燒時會產生一種難聞的臭味。
2.唐朝詩人白居易在《長恨歌》中寫道,“春寒賜浴華清池,溫泉水滑洗凝脂”,描述了楊貴妃常用的美容秘術——溫泉沐浴。溫泉之所以具有護膚養顏、療疾保健的作用,是因為泉水中含有硫黃等礦物質,能明顯改善皮膚的微循環,且硫的某些化合物能夠滅菌止癢。
問題生成
1.把少量硫粉放入試管中加熱,硫的狀態及受熱后的現象分別是什么 說明硫具有哪些物理性質
【答案】硫為黃色或淡黃色固體,受熱時硫逐漸熔化為淡黃色液體,繼續加熱,液體最后變為氣體。說明硫的熔點低,受熱易熔化。
2.在空氣中加熱S粉和Fe粉的混合物,可觀察到下列現象:
(1)有淡藍色火焰,且生成有刺激性氣味的氣體;
(2)混合粉末變紅,放出熱量,最后變成黑色固體;
(3)不時有火星從混合物中射出。
請分別寫出以上三種情況發生反應的化學方程式。
【答案】(1)S+O2SO2
(2)Fe+SFeS
(3)3Fe+2O2Fe3O4
3.硫單質是黑火藥的主要成分。黑火藥是我國古代四大發明之一,黑火藥爆炸時的化學方程式為2KNO3+3C+SK2S+N2↑+3CO2↑,則該反應中氧化劑為　　　　,101 g硝酸鉀與　　　　g硫恰好完全反應,產生標準狀況下氣體的體積為　　　　L。
【答案】KNO3和S　16　44.8
【核心歸納】
硫單質的化學性質
氧化性 與金屬反應 2Na+SNa2S,Fe+SFeS,2Cu+SCu2S
與非金屬反應 H2+SH2S
黑火藥反應 S+2KNO3+3CK2S+3CO2↑+N2↑
還原性 與非金屬反應 S+O2SO2
與氧化 性酸反應 S+6HNO3(濃)H2SO4+6NO2↑+2H2O S+2H2SO4(濃)3SO2↑+2H2O
既表現氧化性又表現還原性 與熱的堿溶液反應 3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
【典型例題】
【例3】硫在中國古代被列為重要中藥材。下列有關硫的說法正確的是(　　)。
A.S具有氧化性,故鐵粉和硫粉共熱可生成Fe2S3
B.S既有氧化性又有還原性,硫分別與鐵粉和銅粉反應,都可生成二價金屬硫化物
C.黑火藥中的KNO3、C、S可用水、CS2作溶劑,用過濾等操作進行分離
D.S在充足的O2中燃燒的化學方程式為2S+3O22SO3
【答案】C
【解析】硫單質的氧化性較弱,與變價金屬反應只能生成低價態的金屬化合物,A項錯誤;硫既有氧化性又有還原性,與Fe、Cu反應時均生成低價硫化物:Fe+SFeS、2Cu+SCu2S,B項錯誤;CS2可溶解硫,過濾后蒸發濾液可得硫,再將濾渣溶于水,過濾又可得炭粉,濾液經蒸發濃縮、冷卻結晶,得到硝酸鉀,C項正確;不管O2是否過量,S與O2反應只能生成SO2,D項錯誤。
【例4】下列關于硫的說法正確的是(　　)。
A.硫是一種黃色或淡黃色的不溶于水的固體
B.1 mol硫原子參加反應時一定轉移2NA個電子
C.硫與非金屬反應均作還原劑
D.1.6 g硫與5.6 g鐵反應能得到7.2 g純凈硫化物
【答案】A
【解析】在S+O2SO2反應中,1 mol 硫原子參加反應時,轉移4NA個電子,B項錯誤;S與H2反應時,S作氧化劑,C項錯誤;Fe與S反應時,反應物中Fe過量,反應后得到含有4.4 g FeS和2.8 g Fe的混合物,D項錯誤。
靈犀一點：從物質類別和元素化合價兩角度理解硫單質的化學性質:
H2、Na2、FeO2、
(1)硫與金屬反應的規律
①硫在一定條件下與大多數金屬反應生成相應的金屬硫化物。
②硫與變價金屬反應生成低價態金屬硫化物。
③常溫下硫粉易與汞反應,Hg+SHgS,灑落金屬汞時,可用硫黃粉覆蓋。
(2)硫與熱的燒堿溶液反應的化學方程式為3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O,硫表現氧化性和還原性。
【隨堂檢測】
1.下列說法不正確的是(　　)。
A.硫有多種同素異形體
B.硫的化學性質與氧氣完全相同
C.硫在空氣中燃燒時,火焰呈淡藍色;在氧氣中燃燒時,火焰呈藍紫色
D.硫在一定條件下能與某些金屬反應,生成金屬硫化物
【答案】B
【解析】硫有多種同素異形體,常見的有正交硫和單斜硫。硫與氧氣的某些性質相同,因為都是非金屬元素,作氧化劑時,常顯-2價,特別是與金屬或H2的反應,但又不完全相同。硫具有氧化性和還原性,可以發生自身的氧化還原反應。
2.下列含硫物質中,硫元素只有氧化性的是(　　)。
A.Na2S B.SO2 C.H2SO3 D.H2SO4
【答案】D
【解析】硫元素的最低價態為-2價,最高價態為+6價,當硫元素處于最高價態時只有氧化性。
3.取一定量的鐵粉和硫粉的混合物隔絕空氣加熱,充分反應后冷卻,再加入足量的稀鹽酸,標準狀況下生成2.24 L氣體,下列說法不正確的是(　　)。
A.原混合物中可能含3.2 g硫粉
B.原混合物的質量可能大于8.8 g
C.原混合物中一定含有5.6 g鐵粉
D.2.24 L氣體的質量可能大于3.4 g
【答案】D
【解析】Fe+SFeS,若S過量,則與鹽酸反應的只有FeS,FeS+2HClFeCl2+H2S↑,由此可見n(H2S)=n(FeS)=n(Fe),則n(Fe)=n(H2S)==0.1 mol,m(Fe)=56 g·mol-1×0.1 mol=5.6 g;若Fe過量,則與鹽酸反應的物質是FeS及剩余的Fe,FeS+2HClFeCl2+H2S↑、Fe+2HClFeCl2+H2↑,分析以上兩個方程式可知,不論Fe與S反應是誰過量,生成氣體的物質的量與原混合物中Fe的物質的量相等。當5.6 g鐵粉恰好與3.2 g硫粉反應時,生成8.8 g FeS,A項正確;若硫粉過量,則硫粉的質量大于3.2 g,混合物的質量大于8.8 g,B項正確;已知標準狀況下生成2.24 L氣體,則一定有0.1 mol Fe(5.6 g)存在,C項正確;若2.24 L氣體都是H2S氣體,則H2S氣體的質量等于3.4 g,若2.24 L氣體是H2S與H2的混合氣體,則氣體的質量小于3.4 g,D項錯誤。
4.按圖連接好裝置,待內外空氣壓強不變時標注出水銀液面的刻度(用紅漆)。取下橡皮塞,在玻璃燃燒匙中加入硫粉,用酒精燈點燃后迅速移入錐形瓶中并塞緊橡皮塞,硫粉安靜地燃燒,水銀柱推向左管。當火焰熄滅后,靜置,水銀柱又慢慢回到原標定的刻度。簡要回答下列問題:
(1)水銀柱推向左管說明了什么 　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)硫粉未燃盡時火焰就熄滅了。說明　　　　　　　　　　　　　　。
(3)根據水銀柱最后又回到原先標定的刻度,可得到什么結論 　。
【答案】(1)該反應是放熱反應;氣體受熱膨脹
(2)瓶內氧氣已耗盡
(3)同溫同壓下,反應消耗的氧氣與生成的SO2:體積相同;壓強相同;物質的量相同
【解析】(2)硫粉燃燒,實際上是硫粉與空氣中的氧氣反應,硫粉未燃盡時火焰就熄滅了,顯然是氧氣消耗完的原因。(3)水銀柱最后又回到原先標定的刻度,應該是容器中氣體的壓強、體積、物質的量等指標在反應前后沒有改變,由此可得結論。
2

展開更多......

收起↑