化学鲁科版 (2019)第2节 硫的转化第1课时导学案

这是一份化学鲁科版 (2019)第2节 硫的转化第1课时导学案，共10页。

1．仔细探讨二氧化硫转化为三氧化硫这个可逆反应，以培养变化观念与平衡思想的化学学科核心素养。
2．通过二氧化硫性质的探究实验，培养科学探究与创新意识的化学学科核心素养。
eq \a\vs4\al(自然界中不同价态硫元素之间的转化)
1．自然界中不同价态硫元素之间的转化
2．硫元素不同化合价之间的相互转化
1．东汉魏伯阳在《周易参同契》中对汞有如下描述：得火则飞，不见埃尘。鬼隐龙匿，莫知所存。将欲制之，黄芽为根。这里的“黄芽”是指( )
A．硫 B．铜
C．铁D．金
解析：选A 液态的金属汞受热易变成汞蒸气，在常温下，汞能与硫反应生成硫化汞(HgS)，从而防止其变成汞蒸气，“黄芽”指呈黄色的硫黄，故A正确。
2．下列含硫物质中，硫元素只有氧化性的是( )
A．Na2SB．SO2
C．H2SO3D．H2SO4
解析：选D 硫元素的最低价态为－2价，最高价态为＋6价，当硫元素处于最高价态时只有氧化性。
3.右图是硫元素在自然界中的循环示意图，下列有关说法不正确的是( )
A．硫元素在自然界中既有游离态又有化合态
B．过程⑤可在土壤的缺氧区实现
C．循环过程中硫元素只被还原
D．若生物体有机硫中硫元素为－2价，则过程③中SOeq \\al(2－,4)发生的是还原反应
解析：选C 硫元素在自然界中有游离态和化合态两种存在形态，A项正确；在缺氧的条件下可实现过程⑤的转化，B项正确；①、②中硫元素均被氧化，C项错误；若生物体有机硫中硫元素为－2价，SOeq \\al(2－,4)中S元素为＋6价，则过程③中S元素的化合价降低，发生还原反应，D项正确。
eq \a\vs4\al(认识硫单质)
[实验] 探究硫单质的性质
[问题探讨]
(1)硫单质与氧气反应时，若氧气过量，反应能否生成SO3?
提示：硫与氧气反应的产物与反应物的量无关，不论氧气是否过量，均生成SO2。
(2)从化合价角度分析，硫单质具有氧化性吗？
提示：硫单质中硫元素为0价，化合价可升可降，故硫单质既有氧化性，又有还原性。
(3)铁粉与硫粉的反应过程中是放出热量还是吸收热量？
提示：铁粉与硫粉混合物用灼热的玻璃棒引燃后，移开玻璃棒，混合物继续保持红热，最终生成黑色固体，说明该反应放热，并且放出的热量能够维持反应继续进行。
1．硫的同素异形体
(1)同素异形体：由同一种元素组成的性质不同的几种单质。
(2)硫单质俗称硫黄，常见的同素异形体有正交硫和单斜硫。
2．硫的物理性质
3．硫的化学性质
(1)硫单质的还原性
当硫与氧化性较强的物质反应时，通常表现出还原性，如S＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))SO2，硫在足量氧气中充分燃烧的产物也为SO2。(硫在空气中燃烧时，火焰呈淡蓝色；在氧气中燃烧时，火焰呈蓝紫色)
(2)硫单质的氧化性
①当硫与H2、部分金属等还原性较强的物质反应时，通常表现出氧化性，如S＋H2eq \(=====,\s\up7(△))H2S，S＋2Cueq \(=====,\s\up7(△))Cu2S，S＋Feeq \(=====,\s\up7(△))FeS，S＋Hg===HgS。
②在黑火药爆炸的反应中，硫的化合价降低，表现出氧化性，其化学方程式为S＋2KNO3＋3Ceq \(=====,\s\up7(点燃))K2S＋3CO2↑＋N2↑。
(3)硫单质既表现出氧化性又表现出还原性
硫与热的碱溶液反应时，既表现出氧化性又表现出还原性，如3S＋6NaOHeq \(=====,\s\up7(△))2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。(可用热的NaOH溶液洗涤附着在试管内壁上的硫)
4．硫的用途
主要用于制造硫酸、化肥、火柴、杀虫剂等，还用于制造火药、烟花爆竹等。
1．下图表示硫在自然界中的循环过程，下列有关说法不正确的是( )
A．大气中的硫可能以酸雨的形式进入土壤
B．煤和石油中的硫燃烧生成的三氧化硫进入大气
C．化石燃料中的硫主要来自形成化石燃料的生物体
D．煤和石油燃烧产生的颗粒物是雾霾的形成因素之一
解析：选B 大气中的硫元素主要以SO2的形式存在，SO2经过一系列反应，会以酸雨的形式进入土壤；煤和石油中的硫燃烧生成的是SO2；化石燃料中硫的主要来源是形成化石燃料的生物体；煤和石油燃烧产生的颗粒物易形成雾霾。
2．做完铜与硫蒸气反应的实验后，要除去试管内壁上附着的硫，可采用的方法是( )
A．用酒精洗涤 B．用盐酸洗涤
C．用水洗涤D．用CS2洗涤
解析：选D 硫易溶于CS2，因此可用CS2将硫除去，也可利用硫的化学性质，用热NaOH溶液将硫除去。
3．下列有关硫的说法正确的是( )
A．S具有氧化性，故铁粉和硫粉共热可生成Fe2S3
B．S与金属或非金属反应时均做氧化剂
C．黑火药中的KNO3、C、S可用水、CS2做溶剂并采用过滤等操作进行分离
D．S在充足的O2中燃烧的化学方程式为2S＋3O2eq \(=====,\s\up7(点燃),\s\d5( ))2SO3
解析： 选C 硫单质的氧化性较弱，与变价金属反应只能生成低价态的金属化合物，A项错误；硫与非金属性较强的非金属单质(如氧气、氯气、氟气等)反应时，硫表现出还原性，B项错误；CS2可溶解S，过滤后蒸发滤液可得S，再将滤渣溶于水，过滤又可得C，滤液经蒸发浓缩、冷却结晶得到KNO3，C项正确；不管O2是否过量，S与O2反应只能生成SO2，D项错误。
eq \a\vs4\al(二氧化硫)
SO2的制备和性质探究实验装置如下：
(1)⑥中发生反应的化学方程式为__________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)①中的实验现象为________________，证明SO2的水溶液具有________性。
(3)②中的品红溶液________________，证明SO2具有________性。
(4)③中的实验现象为________________，证明SO2具有________性。
(5)④中的实验现象为________________，证明SO2具有________性。
(6)⑤的作用是___________________________________，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
[答案] (1)Na2SO3(固体)＋H2SO4(较浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O (2)溶液变红 酸 (3)褪色 漂白 (4)溶液变浑浊 氧化 (5)溶液褪色 还原 (6)吸收多余的SO2，防止污染空气 SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
1．SO2的物理性质及用途
(1)物理性质
(2)用途：SO2可用于漂白纸浆、毛、丝、草帽等；用于杀菌消毒；用于食品加工。
2．SO2、SO3的化学性质归纳
(1)SO2、SO3均具有酸性氧化物的性质。
(2)SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，生成不稳定的无色物质。
(3)SO2具有还原性，能被O2、氯水、溴水、H2O2、酸性KMnO4溶液及铁盐溶液氧化，生成＋6价含硫化合物。如2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))2SO3，SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。
(4)SO2具有氧化性，典型反应为SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。
3．SO2和CO2的鉴别方法
SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，若通入的气体过量，则沉淀都会消失，故不能用澄清石灰水[或Ba(OH)2溶液]鉴别SO2和CO2。通常用以下方法鉴别：
4．CO2、SO2共存时的检验流程
5．SO2与氯水漂白性的比较
(1)原理比较
(2)应用举例
[名师点拨]
(1)三种类型漂白剂的漂白原理
(2)说明
①漂白是指使有机色质褪色，漂白剂不一定能使无机色质(如KMnO4、CuSO4·5H2O等)褪色，即使能使无机色质褪色，也不称为漂白作用(如SO2使酸性KMnO4溶液褪色)。
②某些漂白剂也可用于消毒，如漂白粉、H2O2、O3等，它们的漂白与消毒作用都是以强氧化性为基础的。SO2也可用于漂白和消毒，但Na2O2不能做消毒剂，原因是其能生成强腐蚀性的NaOH。
③SO2和Cl2溶于水均有漂白性，但当二者按物质的量之比为1∶1混合后会失去漂白能力，发生的反应为SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4。
6．实验室制备SO2的反应原理
(1)Na2SO3(固体)＋H2SO4(较浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
(2)Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
7．不同价态硫元素之间的转化关系
8．可逆反应
(1)定义：在相同条件下能同时向正、反两个方向进行的反应，称为可逆反应。其中，向生成物方向进行的反应叫作正反应，向反应物方向进行的反应叫作逆反应。
(2)表示方法：可逆反应的反应物和生成物之间用“”连接，如2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))2SO3，SO2＋H2OH2SO3，Cl2＋H2OHCl＋HClO等。
1．下列关于SO2的叙述中不正确的是( )
A．可用向上排空气法收集
B．可用于漂白纸浆、草帽等
C．遇石蕊试液先变红，后褪色
D．不能与氯化钡溶液发生反应
解析：选C SO2的密度比空气的密度大，所以可用向上排空气法收集，A项正确；SO2具有漂白性，可用于漂白纸浆、草帽等，B项正确；SO2溶于水后形成亚硫酸，溶液显酸性，遇石蕊试液只变红不褪色，C项错误；SO2具有酸性氧化物的通性，因为亚硫酸的酸性比盐酸弱，所以SO2不能与氯化钡溶液发生反应，D项正确。
2．要检验二氧化硫气体中是否含有二氧化碳，可采用的方法是( )
A．将气体样品通过澄清石灰水
B．将气体样品通过品红溶液
C．将气体样品先通过酸性高锰酸钾溶液，再通过澄清石灰水
D．将气体样品先通过小苏打溶液，再通过澄清石灰水
解析：选C 检验CO2要排除SO2的干扰，故先用酸性KMnO4溶液将SO2氧化成SOeq \\al(2－,4)，再检验CO2。
3．下列溶液中能够区分SO2和CO2气体的是( )
①澄清石灰水 ②H2S溶液 ③酸性KMnO4溶液 ④氯水 ⑤品红溶液
A．①②③ B．②③④
C．②③④⑤D．全部
解析：选C ①SO2和CO2都属于酸性氧化物，它们都能使澄清石灰水变浑浊，所以不能利用澄清石灰水来区分SO2和CO2；②SO2具有氧化性，H2S具有还原性，二者可发生反应生成单质硫(有淡黄色沉淀生成)，而CO2没有此性质，所以能利用H2S溶液区分SO2和CO2；③SO2具有还原性，能被酸性KMnO4溶液氧化(溶液褪色)，而CO2没有此性质，所以能利用酸性KMnO4溶液区分SO2和CO2；④SO2能被氯水氧化(溶液褪色)，而CO2没有此性质，所以能利用氯水区分SO2和CO2；⑤SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，而CO2没有此性质，所以能利用品红溶液区分这两种气体，C项正确。
[分级训练·课课过关]
1．下列说法不正确的是( )
A．硫元素具有正交硫、单斜硫等多种同素异形体
B．硫具有杀菌消毒的作用，可用于制作药皂
C．硫在足量的氧气中充分燃烧生成SO3
D．可以用CS2洗涤试管中残留的硫
解析：选C 单斜硫与正交硫均为硫的同素异形体，A项正确；硫有氧化性，具有杀菌消毒作用，可以用于制作药皂，B项正确；硫在足量的O2中充分燃烧只能生成SO2，C项错误；硫易溶于CS2，D项正确。
2．下列物质能使品红溶液褪色，且褪色原理基本相同的是( )
①活性炭 ②氯水 ③二氧化硫 ④臭氧 ⑤过氧化钠
⑥过氧化氢
A．①②④⑥ B．①②③⑤
C．②④⑤⑥D．③④⑤⑥
解析：选C 物质的漂白性主要有三种原理：一是由于该物质具有强氧化性，如氯水、臭氧、过氧化钠、过氧化氢等；二是由于该物质能与有机色质结合成不稳定的无色化合物，如SO2；三是由于该物质具有很大的比表面积，具有很强的吸附色素的能力，如活性炭。
3．下列化合物能用相应元素的单质直接化合生成的是( )
①CuS ②FeS ③Al2S3 ④Fe2S3 ⑤Cu2S ⑥FeCl2
⑦H2S ⑧FeCl3
A．②③⑤⑦⑧B．①④⑥⑦
C．①②③⑦⑧D．②③⑤⑥⑦⑧
解析：选A 能由单质直接化合生成的化合物有②FeS，③Al2S3，⑤Cu2S，⑦H2S，⑧FeCl3，A项符合题意。
4．CO2气体中含有少量SO2，欲将气体通过图中的洗气瓶，得到干燥纯净的CO2，则甲、乙两瓶中所装的试剂应该是( )
A．甲为NaOH溶液，乙为浓硫酸
B．甲为浓硫酸，乙为NaOH溶液
C．甲为饱和NaHCO3溶液，乙为浓硫酸
D．甲为浓硫酸，乙为饱和Na2CO3溶液
解析：选C 要得到干燥纯净的CO2，应先除去SO2再对CO2进行干燥。 SO2、CO2都能与NaOH和Na2CO3溶液反应，所以应用饱和 NaHCO3溶液除去CO2中的SO2，再用浓硫酸干燥CO2，C项符合题意。
5．向盛有下列溶液的试管中分别通入SO2气体：①紫色石蕊溶液；②NaOH溶液(滴有酚酞溶液)；③品红溶液；④溴水。
请回答下列问题：
(1)试管①中的现象是________________，发生反应的化学方程式为________________。
(2)试管②中的现象是________________，发生反应的化学方程式为________________________________，若继续通入过量的SO2，则发生反应的化学方程式为________________________________。
(3)试管③中的现象是________________，若将吸收SO2的品红溶液加热，现象是________________。
(4)试管④中的现象是________________。
(5)上述实验中，SO2表现出酸性氧化物性质的是________(填序号，下同)，SO2表现出漂白性的是________，SO2表现出还原性的是________。
解析：(1)SO2与H2O反应生成H2SO3，能使紫色石蕊溶液变红色。(2)向NaOH溶液中通入少量SO2可生成Na2SO3，SO2过量后生成NaHSO3。(3)SO2使品红溶液褪色表现的是其漂白性。(4)SO2具有还原性，能使溴水褪色。
答案：(1)紫色石蕊溶液变红色 SO2＋H2OH2SO3 (2)溶液褪色 SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3 (3)品红溶液褪色 溶液恢复红色 (4)溴水褪色 (5)①② ③ ④
实验操作
预测性质
实验现象
结论及化学方程式
取少量硫粉放入试管中，观察其颜色、状态，并在酒精灯上加热
－
硫粉是淡黄色的固体，加热一会儿便熔化成液体
硫单质为淡黄色固体，熔点较低
把研细的硫粉和铁粉按一定比例混合均匀，用灼热的玻璃棒触及一端，当混合物呈红热状态时移开玻璃棒
硫单质具有氧化性
移开玻璃棒后，混合物仍然保持红热状态继续反应，生成黑色固体
硫单质具有氧化性：Fe＋Seq \(=====,\s\up7(△))FeS(黑色固体)
取少量硫粉放入燃烧匙中，将燃烧匙放在酒精灯上加热至硫粉熔化并燃烧后，迅速伸入盛满O2的集气瓶(底部有少量水)中
硫单质具有还原性
伸入集气瓶中后，熔化的硫粉继续燃烧，发出蓝紫色火焰，可闻到刺激性气味
硫单质具有还原性：
S＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))SO2
色、态
溶解性
硬度
熔、沸点
黄色或淡黄色固体
不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳
很脆，易研成粉末
不高
颜色
气味
溶解性
密度
无色
有刺激性气味
易溶于水
比空气大
试剂
操作
现象与结论
品红溶液
将气体分别通入品红溶液中
能使品红溶液褪色的是SO2，不能使之褪色的是CO2
酸性KMnO4溶液
将气体分别通入酸性KMnO4溶液中
能使KMnO4溶液的紫红色褪去的是SO2，无变化的是CO2
溴水(或氯水)
将气体分别通入溴水(或氯水)中
能使溴水(或氯水)褪色的是SO2，无变化的是CO2
氢硫酸
将气体分别通入氢硫酸溶液中
能使溶液产生黄色浑浊的是SO2，无变化的是CO2
流程
检验SO2⇒除去SO2 ⇒ 检验SO2是否除尽⇒检验CO2
选用试剂
品红溶液
酸性KMnO4溶液
品红溶液
澄清石灰水
实验现象
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
实验装置
氯水
SO2
漂白原理
HClO具有强氧化性，将有色物质氧化成稳定的无色物质
SO2跟某些有色物质化合生成不稳定的无色物质
反应类型
氧化还原反应
化合反应
特点
具有不可逆性，加热不恢复原色
具有可逆性，加热能恢复原色
应用范围
适用于几乎所有的有机色质
仅适用于品红、有色的毛发、丝绸、纸浆、草帽等
类型
原理
特点
举例
适用对象
变化类型
氧
化
型
漂白剂本身是强氧化剂，可将有色物质氧化，使有色物质失去原有的颜色
不
可
逆
HClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2等
主要适用于漂白纺织品
化学变化
化
合
型
漂白剂与有机色质结合生成新的无色物质，使有机色质失去原有的颜色
可
逆
SO2或
H2SO3
常用于漂白纸张、纺织品等
化学变化
吸
附
型
有些固体物质疏松多孔，具有较大的比表面积，可以吸附有色物质而使之失去原有的颜色
部分
吸附
剂可
重复
使用
活性炭
吸附色素、一些有毒气体或微粒
物理变化