新教材2021-2022学年鲁科版化学必修第一册学案：第3章 第2节 基础课时15　自然界中的硫　二氧化硫的性质

www.ks5u.com第2节　硫的转化

基础课时15　自然界中的硫　二氧化硫的性质

一、自然界中的硫

1．自然界中不同价态硫元素之间的转化

(1)硫的存在

①自然界中游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层里。

②化合态的硫存在于硫酸盐、硫化物、火山喷发时释放的气体(H2S、SO2、SO3)中等。

(2)自然界中不同价态硫元素间的转化

(3)硫及其化合物的“价—类”二维图(如图所示)

　判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

如图是硫元素在自然界中的循环示意图，

(1)硫元素在自然界中既有游离态又有化合态(　　)

(2)过程⑤可在土壤的缺氧区实现(　　)

(3)若生物体有机硫中硫元素为－2价，则过程③中SO发生的是还原反应(　　)

 [答案]　(1)√　(2)√　(3)√

二、认识硫单质

1．物理性质

2．同素异形体

(1)定义：由同一种元素组成的性质不同的几种单质。

(2)几种元素的同素异形体：硫单质俗称硫黄，常见的同素异形体有正交硫、单斜硫；氧元素有O2、O3；碳元素有金刚石、石墨等。

3．化学性质

(1)实验探究：

(2)实验结论：

4．用途

主要用于制造硫酸、化肥、火柴及杀虫剂等，还用于制造火药、烟花爆竹等。

　判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)由相同元素组成的结构不同的物质就是同素异形体 (　　)

(2)要洗涤试管壁上附着的硫单质，不能用水洗，可以用酒精洗涤 (　　)

(3)硫单质和铁粉反应需要加热，说明硫和铁的反应为吸热反应 (　　)

(4)硫和铁、铜在加热条件下分别生成Fe2S3和CuS (　　)

(5)单质硫在纯氧中燃烧，其氧化产物为SO3 (　　)

[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×

三、二氧化硫的性质与用途

1．实验探究

2．二氧化硫的性质

(1)物理性质

(2)化学性质

3．用途

制硫酸、漂白剂、食品添加剂。

4．可逆反应

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。可逆反应的化学方程式用“”代替“===”。

　葡萄酒是以葡萄为原料酿造的一种果酒。其营养丰富，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。它有调整新陈代谢的功能，促进血液循环，防止胆固醇增加。如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”。

葡萄酒中为什么要添加二氧化硫？

[提示]　二氧化硫有显著的杀菌作用；二氧化硫有显著的抗氧化作用。只要有氧气，二氧化硫会优先与其反应，因此保护了葡萄汁中新鲜的果香和鲜亮的色素。二氧化硫创造了酸性环境，其溶于水生成的溶液呈酸性，帮助植物细胞溶解，促进其中的色素、风味物质和多酚成分进入果汁中。

某化学兴趣小组为了探究常温下某未知气体的成分，将该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。由此该小组同学对气体的成分进行进一步的探究，该小组同学按如图所示连接装置，将气体从a端通入。

通过以上实验，该小组同学观察到以下实验现象：

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。

[问题1]　A中品红溶液的作用是什么？

[提示]　检验二氧化硫。

[问题2]　D中澄清石灰水的作用是什么？

[提示]　检验CO2是否存在。

[问题3]　根据上述现象，该小组同学认为该气体的成分是什么？

[提示]　气体中含有CO2和SO2。

SO2和CO2性质的比较

1CO2、SO2的鉴别

①利用SO2的刺激性气味，用闻气味鉴别。

②利用SO2的漂白性，用品红溶液鉴别。

③利用SO2的还原性，用酸性高锰酸钾溶液、溴水或FeCl3溶液等鉴别。

注意不能用澄清石灰水鉴别CO2和SO2。

2除去CO2中SO2的方法

①利用SO2的还原性，用酸性高锰酸钾溶液、氯水、溴水等除去。

②利用H2SO3的酸性比H2CO3强，用饱和碳酸氢钠溶液除去。

【例题】　下列实验中能出现沉淀现象的是(　　)

A．CO2和SO2气体同时通入BaCl2溶液中

B．SO2气体通入BaCl2溶液中

C．SO2气体通入Ba(NO3)2溶液中

D．过量SO2气体和少量NH3同时通入BaCl2溶液中

C　[CO2和SO2气体同时通入BaCl2溶液中，不发生反应，没有沉淀生成，选项A错误；SO2气体通入BaCl2溶液中，不发生反应，没有沉淀生成，选项B错误；SO2气体通入Ba(NO3)2溶液中，发生氧化还原反应生成硫酸钡白色沉淀，选项C正确；过量SO2气体和少量NH3同时通入BaCl2溶液中，反应生成亚硫酸酸式盐，不会生成沉淀，选项D错误。]

【变式旁通】　(1)A项如改为Cl2和SO2气体同时通入BaCl2溶液中，是否出现沉淀？

(2)D项如改为少量SO2气体和过量NH3同时通入BaCl2溶液中，是否出现沉淀？

[提示]　(1)会出现沉淀，因为Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，H2SO4 和BaCl2反应有沉淀生成。

(2)会出现沉淀，因为2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3，(NH4)2SO3和BaCl2反应有沉淀生成。

1．如图是研究二氧化硫性质的微型实验装置。现用60%的硫酸溶液和亚硫酸钠晶体反应制取SO2气体，实验现象很明显，且不易污染空气。下列说法中错误的是(　　)

A．紫色石蕊溶液先变红后褪色

B．品红溶液褪色

C．溴水橙色褪去

D．含酚酞的NaOH溶液红色变浅

A　[二氧化硫能与水反应生成亚硫酸，亚硫酸显酸性，紫色石蕊溶液变红色不褪色，选项A错误；因为二氧化硫有漂白性，所以品红溶液褪色，选项B正确；因二氧化硫具有还原性，能与溴水发生反应：Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，所以溴水褪色，故选项C正确；因二氧化硫能与NaOH反应生成亚硫酸钠和水，溶液碱性减弱，所以溶液红色变浅，故D正确。]

2．SO2和CO2在化学性质上既有相同点也有不同点。下列溶液不能用于鉴别SO2和CO2气体的是(　　)

①BaCl2溶液　②H2S溶液　③澄清石灰水　④酸化的Ba(NO3)2溶液　⑤品红溶液　⑥Na2SiO3溶液　⑦酸性KMnO4溶液　⑧紫色石蕊溶液

A．①③⑥⑧　 B．①③④⑥

C．②③⑥⑧   D．①④⑥⑧

A　[①SO2和CO2与BaCl2溶液都不反应，不能用于鉴别SO2和CO2气体。②H2S溶液与SO2反应产生黄色沉淀，H2S溶液与CO2不反应，可以鉴别。③SO2和CO2通入澄清石灰水都产生白色沉淀，不能用于鉴别SO2和CO2气体。④酸化的Ba(NO3)2溶液与SO2反应产生白色沉淀，与CO2不反应，可以鉴别。⑤SO2能使品红溶液褪色，而CO2不能，可以鉴别。⑥Na2SiO3溶液与SO2、CO2反应都产生白色沉淀，不能用于鉴别SO2和CO2气体。⑦酸性KMnO4溶液中通入SO2会褪色，通入CO2无明显现象，可以鉴别。⑧SO2、CO2通入紫色石蕊溶液都变红色，不能鉴别。  因此不能鉴别SO2和CO2的是①③⑥⑧。]

图1　　　　　　图2

1．若只将SO2气体通入图1装置中，有什么现象？并解释原因。

[提示]　品红溶液褪色。SO2与品红反应产生无色物质。

2．若将(1)中所得溶液用图2装置加热，有什么现象？这说明了什么？

[提示]　溶液由无色变为红色。这说明品红与SO2反应的产物不稳定，受热易分解。

3．图1中只通入气体A，且A为Cl2，有什么现象？加热后有什么现象？

[提示]　品红溶液褪色；加热后溶液颜色无变化。

4．若气体A为Cl2、SO2按体积比为1∶1形成的混合气体，通入图1装置后，漂白效果是否更好？并解释说明。

[提示]　无漂白效果。SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，使两者均失去漂白效果。

　漂白剂漂白原理及比较

1．漂白原理分类

2．SO2和Cl2漂白原理的比较

虽然SO2具有漂白性，但SO2与许多物质反应并不是SO2的漂白性。如SO2能使滴有酚酞溶液的NaOH溶液褪色，是因为SO2是酸性氧化物，可与碱性物质发生反应；SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，是其还原性的体现。

1．能证明SO2具有漂白性的是(　　)

A．酸性KMnO4溶液中通入SO2气体后紫红色消失

B．滴有酚酞的NaOH溶液中通入SO2气体后红色消失

C．品红溶液中通入SO2气体后红色消失

D．溴水中通入SO2气体后橙色消失

C　[能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色，体现了SO2的还原性，B项中体现了SO2具有酸性氧化物的通性。]

2．下列加入的物质使有色溶液褪色体现的性质相同的是(　　)

①SO2使品红溶液褪色　②Cl2使品红溶液褪色

③Na2O2加入含酚酞的水溶液中，先变红后褪色

④SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色

A．①②  B．②④  C．②③  D．①④

C　[①SO2使品红溶液褪色，是二氧化硫与有色物质结合生成不稳定的无色物质，不是氧化还原反应；②Cl2使品红溶液褪色，是因为氯气和水反应生成了次氯酸，次氯酸具有强氧化性；③Na2O2加入含酚酞的水溶液中，先变红后褪色，是因为过氧化钠与水反应生成NaOH，NaOH使酚酞变红，但Na2O2的强氧化性又导致溶液褪色；④SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色，是利用SO2的还原性；故有色溶液褪色原理相同的是②③。]

3．(双选)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、酸性KMnO4溶液、石蕊溶液褪色

B．能使品红溶液褪色的物质不一定是SO2

C．SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，原理不完全相同

D．等物质的量的SO2和Cl2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

BC　[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为SO2具有漂白性，SO2不能使石蕊溶液褪色，所以A项错误；能使品红溶液褪色的物质很多，不仅仅是SO2，所以B项正确；SO2漂白是与有色物质化合生成无色物质，活性炭漂白是吸附色素，而漂白粉和过氧化钠漂白是因为它们有强氧化性，因此这些漂白剂的漂白原理不完全相同，所以C项正确；SO2和Cl2等物质的量混合后在溶液中发生反应SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，从而失去漂白能力，所以D项错误。]

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

C　[单斜硫与正交硫均为硫元素的同素异形体，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．②③⑤⑦⑧   B．①④⑥⑦

C．①②③⑦⑧   D．②③⑤⑥⑦⑧

A　[能由单质化合生成的化合物有②FeS，③Al2S3，⑤Cu2S，⑦H2S，⑧FeCl3，A项符合题意。]

3．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．②④⑤⑥   D．③④⑤⑥

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；二是由于物质与有机色质结合成不稳定的无色化合物，如SO2；三是由于物质具有很大的表面积，具有很强的吸附色素的能力，如活性炭。]

4．下列关于SO2的叙述正确的是(　　)

A．SO2是无色、无味、有毒的气体

B．SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO4

C．SO2能使紫色的酸性KMnO4溶液褪色

D．SO2有毒，不能用作食品添加剂

C　[SO2有刺激性气味，A错；SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO3，B错；控制SO2的量，可用作食品添加剂，D错。]

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。(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　SO2＋H2OH2SO3　(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