資源簡介

4.1 第1課時　二氧化硫的性質和應用
【學習目標】
1.了解SO2的物理性質;掌握SO2的化學性質;能夠從化合價的角度預測、分析、解釋SO2的化學性質。
2.能夠依據實驗現象對SO2的性質提出可能的假設,并設計實驗驗證假設;能夠建立假設、結論與證據之間的關系。
3.了解SO2的用途以及SO2的過量排放對環境所造成的危害。
【合作探究】
【學習情境】
大約4000年前,古埃及人已經用硫燃燒后產生的二氧化硫來處理布匹;公元前九世紀古希臘和古羅馬人用二氧化硫來消毒和漂白。目前,二氧化硫會作為保護劑被添加到葡萄酒中,能殺死葡萄皮表面的雜菌,故二氧化硫幾乎是釀酒師所能使用的唯一的細菌抑制劑。二氧化硫又是一種抗氧化劑,不僅可以保護葡萄酒的天然水果特性,而且能防止葡萄酒被氧化。若葡萄酒中沒有加入二氧化硫,葡萄酒將會在短短的幾個月之內變質,而不能飲用。
二氧化硫是食物的“化妝品”,對食品有漂白作用和防腐作用,使用二氧化硫能夠使產品達到外觀光亮、潔白的效果,但超量使用會對人體的肝、腎臟等造成嚴重損傷,并有致癌風險。
任務1　認識單質硫
【新知生成】
一、存在狀態
1.　　　　態:存在于火山噴口的巖層中。
2.　　　　態:主要存在于　　　　和　　　　中,火山噴出物中還含有硫的　　　　和　　　　。
二、物理性質
　　　　色或　　　　色固體,俗稱　　　　,質脆,易研成粉末,密度比水　　　　,　　　　溶于水,微溶于　　　　,易溶于　　　　。
三、化學性質
1.氧化性:　　　　　　　　　　　　(與鈉反應的化學方程式);　　　　　　　　　　(與汞反應的化學方程式)。
2.還原性:硫在氧氣中劇烈燃燒,其現象是　　　　　　　　,反應的化學方程式為　　　　　　　　　　。
【答案】一、游離　化合　硫化物　硫酸鹽　氫化物
氧化物　二、黃　淡黃　硫黃　大　難　酒精　CS2　三、2Na+SNa2S　Hg+SHgS　發出明亮的藍紫色火焰　S+O2SO2
【核心突破】
典例1　已知:H2S+Cl22HCl+S,下列關于硫的敘述正確的是(　　)。
A.硫的性質活潑,所以只以化合態存在于自然界中
B.分離黑火藥中的硝酸鉀、木炭、硫黃要用到二硫化碳、水及過濾操作
C.硫與金屬或非金屬反應時均作氧化劑
D.硫的氧化性比氯氣強
【答案】B
【解析】硫的性質比較活潑,但在自然界既有化合態,也有游離態,A項錯誤;先用CS2可以溶解硫黃,過濾后的濾渣再加水,溶解硝酸鉀,再過濾分離出木炭,B項正確;硫與氧氣反應時作還原劑,C項錯誤;反應H2S+Cl22HCl+S中Cl2是氧化劑,S是氧化產物,氧化性:氧化劑>氧化產物,D項錯誤。
歸納總結
硫單質既具有氧化性,又具有還原性,由于氧化性弱于氯氣,因此硫與變價金屬(如Fe、Cu)反應時往往
生成低價態的金屬硫化物:Fe+SFeS,2Cu+SCu2S。反應Hg+SHgS可以用于安全處理灑落的Hg。
　　訓練1　下列說法中錯誤的是(　　)。
A.殘留在試管內壁上的硫可用CS2溶解除去,也可用熱的NaOH溶液除去
B.硫單質與變價金屬反應時一般生成低價態的金屬硫化物
C.東漢魏伯陽在《周易參同契》中對汞有如下描述:“得火則飛,不見埃塵。鬼隱龍匿,莫知所存。將欲制之,黃芽為根。”這里的“黃芽”是指硫
D.單質硫或含硫物質燃燒時,氧氣少量時生成SO2,氧氣足量時生成SO3
【答案】D
任務2　探究二氧化硫的性質和應用
【新知生成】
一、物理性質
二氧化硫是一種無色、　　　　氣味的氣體,其密度　　　　空氣,　　　　溶于水,易液化。
二、化學性質
實驗操作 現象 結論(化學方程式)
用充有80mL二氧化硫的針筒吸入10mL蒸餾水,用橡皮塞堵住針筒的前端,振蕩,觀察針筒內氣體體積的變化,然后用pH試紙測定二氧化硫水溶液的pH 針筒內氣體體積減小,pH試紙變紅
向試管中加入5mL二氧化硫水溶液,滴加幾滴氯化鋇溶液,觀察現象;再向試管中滴加5mL 3%的過氧化氫溶液,振蕩,放置片刻后滴加幾滴稀鹽酸,觀察實驗現象
向試管中加入5mL二氧化硫水溶液,再加入5mL硫化氫水溶液,振蕩充分反應后觀察現象
向試管中加入5mL二氧化硫水溶液,滴加幾滴品紅溶液,振蕩,然后加熱試管,觀察加熱前后溶液顏色的變化
【答案】一、有刺激性　大于　易　二、SO2氣體易溶于水,溶于水的氣體部分與水反應生成酸:SO2+H2OH2SO3　滴加氯化鋇溶液后,無明顯現象;再向試管中滴加5mL 3%的過氧化氫溶液,振蕩,有白色沉淀生成,放置片刻后滴加幾滴稀鹽酸,白色沉淀不消失　亞硫酸(H2SO3)能被H2O2氧化為硫酸:H2SO3+H2O2H2SO4+H2O　有黃色沉淀產生　SO2有氧化性:SO2+2H2S3S↓+2H2O　滴加幾滴品紅溶液,振蕩,紅色褪去,加熱試管,溶液顏色恢復紅色　二氧化硫能漂白某些有色物質,加熱后又恢復原來的顏色
【核心突破】
典例2　如下圖,利用培養皿探究SO2的性質。實驗時向Na2SO3固體上滴幾滴濃硫酸,立即用一表面皿扣在上面。下表對實驗現象的描述或所做的解釋不正確的是(　　)。
選項 實驗現象 解釋
A BaCl2溶液變渾濁 SO2與BaCl2溶液反應產生了BaSO3沉淀
B Na2S溶液變渾濁 SO2與Na2S溶液反應產生了S單質
C 酸性KMnO4溶液褪色 SO2具有還原性
D 品紅溶液褪色 SO2具有漂白性
【答案】A
【解析】在Na2SO3固體上滴幾滴濃硫酸,發生復分解反應產生SO2。A項,SO2與BaCl2溶液不發生反應,因為不滿足復分解反應的條件,錯誤;B項,SO2具有氧化性,可以和Na2S反應生成硫單質,溶液變渾濁,正確;C項,KMnO4具有氧化性,SO2具有還原性,二者會發生氧化還原反應而使酸性KMnO4溶液褪色,正確;D項,SO2具有漂白性,可以使品紅溶液褪色,正確。
歸納總結
1.+4價硫的還原性
二氧化硫、亞硫酸(H2SO3)及亞硫酸鹽均具有還原性,能被較多的氧化劑氧化,如O2、酸性KMnO4溶液、氯水、H2O2、FeCl3溶液等。與O2反應的化學方程式為2SO2+O22SO3,2H2SO3+O22H2SO4,2Na2SO3+O22Na2SO4。
2.檢驗SO2的一般方法
(1)利用物理性質檢驗
氣味:用標準的聞氣法,SO2有刺激性氣味。
(2)利用化學性質檢驗
漂白性:將氣體通入品紅溶液中,能使品紅溶液褪色;加熱后顏色又恢復。
3.鑒別SO2和CO2
SO2、CO2均能使澄清石灰水變渾濁,不同的是SO2有漂白性、還原性,而CO2沒有,鑒別時可用品紅溶液或酸性KMnO4溶液來區別,不可用澄清石灰水。
訓練2　下列事實各體現了SO2的什么性質,請將其代號填入每小題后的橫線上。
a.易溶于水　b.水溶液呈酸性　c.氧化性 d.還原性　e.漂白性
(1)SO2使品紅溶液褪色　　　　。
(2)SO2使顯紅色的酚酞溶液褪色　　　　。
(3)SO2使酸性KMnO4溶液褪色　　　　。
(4)點燃的鎂條在SO2中繼續燃燒(2Mg+SO22MgO+S)　　　　。
(5)將盛有SO2氣體的試管倒扣于水中,試管內的液面上升　　　　。
(6)SO2使石蕊溶液變紅色　　　　。
【答案】(1)e　(2)b　(3)d　(4)c　(5)a　(6)b
【解析】(2)“顯紅色的酚酞溶液”說明溶液中有堿性物質,SO2使顯紅色的酚酞溶液褪色的原因是SO2與堿性物質發生了反應,此時利用的是SO2水溶液呈酸性。
(3)SO2使酸性KMnO4溶液褪色是由于SO2與KMnO4發生了氧化還原反應,利用的是其還原性,而不是漂白性。
課堂小結
【隨堂檢測】
1.下列關于SO2的敘述中,正確的是(　　)。
A.SO2是一種無色無味的氣體
B.SO2在空氣中很容易被氧氣氧化
C.可以用排水法收集SO2氣體
D.相同條件下,SO2的密度比空氣大
【答案】D
【解析】SO2有刺激性氣味,A項錯誤;SO2與O2反應需要催化劑,B項錯誤;SO2易溶于水,不用排水法收集,C項錯誤。
2.實驗小組設計如圖所示裝置,驗證SO2的性質,對實驗現象分析不正確的是(　　)。
A.通入SO2一段時間后,試管內Br2的CCl4溶液逐漸褪色,說明SO2具有還原性
B.一段時間后試管內有白色沉淀,說明SO2與BaCl2反應生成BaSO3沉淀
C.試管中的紅色花瓣顏色變淺,說明SO2具有漂白性
D.滴有酚酞的NaOH溶液紅色變淺,說明SO2能與堿溶液反應
【答案】B
3.碘循環工藝不僅能吸收SO2防止環境污染,同時又能制得氫氣,具體流程如圖所示:
下列說法錯誤的是(　　)。
A.該工藝中I2和HI的相互轉化體現了“碘循環”
B.分離器中的分離操作利用了物質的揮發性不同
C.反應器中SO2被I2還原
D.碘循環工藝的總反應為SO2+2H2OH2+H2SO4
【答案】C
【解析】反應器中發生反應SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI,SO2是還原劑,I2是氧化劑,SO2被I2氧化,故C項錯誤。
4.已知X是黃綠色氣體,Y為刺激性氣味的無色氣體,它們有以下轉化關系,部分產物未標出。
請回答下列問題:
(1)寫出下列物質的化學式:
X　　　　、Y　　　　、A　　　　、B　　　　、C　　　　。
(2)反應①的化學方程式為　 ,
反應②的離子方程式為　 。
Y與足量氫氧化鈉溶液反應的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【答案】(1)Cl2　SO2　HCl　H2SO4　FeCl3
(2)Cl2+SO2+2H2O2HCl+H2SO4
2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+
SO2+2OH-S+H2O
【解析】X是黃綠色氣體,則X為Cl2,A與HNO3酸化的AgNO3反應產生白色沉淀,A中含Cl-,B與鹽酸酸化的BaCl2反應,產生白色沉淀,B中含S,又根據Y為有刺激性氣味的無色氣體,則Y為SO2,二者發生化學反應:Cl2+SO2+2H2O2HCl+H2SO4,故A為HCl,B為H2SO4,C為FeCl3。
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