1、硫和二氧化硫(教师版)
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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【第1课时】硫和二氧化硫【素养目标】知识技能:1.通过分析硫的原子结构,推断硫元素可能的化学性质并进行证实,理解物质的微观结构与宏观性质之间的关系,培养宏观辨识与微观探析的能力。
2.结合实验探究,了解二氧化硫的物理性质和化学性质,了解二氧化硫的主要用途,培养科学探究能力与创新意识。
3.通过二氧化硫与水、与氧气反应的学习,初步建立可逆反应的概念。
结合生活实例,了解单质硫与二氧化硫在生产、生活中的应用,以培养科学态度与社会责任方面的学科素养。
过程方法:以硫及其化合物的性质为载体,以实验设计为核心,训练学生对已有知识进行分析综合、归纳演绎的思维能力以及解决实际问题的能力。
情感态度价值观:1、通过学生自己对实验方案的设计与讨论,培养学生严谨求实的科学态度。
2、通过以学生为主体的探究式教学途径,激发学生的学习兴趣,尝试成功的喜悦,使学生更加喜爱化学。
3、通过实验设计的讨论与分析,使学生领会化学科学研究的一般方法。
【教学重难点】教学重点:二氧化硫的化学性质。
教学难点:探究二氧化硫性质的实验设计。
【教学过程】引入:初中我们学习氧气的相关性质,氧原子的核外电子排布式是什么?硫的核外电子排布式是什么样的?不难看出氧和硫的最外层电子数相同,由此可以推知硫的性质应该与氧相似。
接下来我们就开始学习与硫有关的单质及化合物的知识。
板书一、硫(S)展示:单质硫图片或实物1.硫的物理性质淡黄色固体,不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。
2.存在形式:在自然界中硫既有游离态,又有化合态存在。
举例说明3.硫的化学性质 硫的常见价态2-、0、4+、6+思考:单质硫可能具有什么样的性质?能与什么样的物质发生反应呢?(1)氧化性 与铜反应:22Cu S Cu S +思考:为什么不是2+价铜?回忆:S 与钠、铝、铁的反应 与氢气反应:22H SH S +(2)还原性 与氧气反应:22S O SO +演示燃烧视频? (1)与碱反应 与氢氧化钠的反应:22326NaOH 3S 2Na S Na SO 3H O +++ 提示:歧化反应的特点,如比例问题,电子转移问题,另外注意离子方程式的写法4、用途:用于制取硫酸引入:单质硫与氧气反应可以得到二氧化硫,它是一种与我们日常生活息息相关的物质,例如草编织物的漂白,某些商人的漂白馒头,再比如酸雨等,那二氧化硫到底是什么样的物质呢?板书:二、二氧化硫(2SO )2SO ,应从哪几方面入手?[讲解]首先研究其物理性质让学生思考了解物理性质应注意什么,观察2SO ,闻气味(注意操作方法)1.2SO 物理性质:无色有刺激性气味的气体,密度大于空气,易液化,有毒。
硫及其化合物:硫和二氧化硫教学设计1_新人教版必修第二册第五章化工生产中的重要非金属元素第1节硫及其化合物第1课时硫和二氧化硫本节是人教版第五章第一节硫及其化合物的内容。
本节内容主要包括:硫、二氧化硫和硫酸的性质,硫酸根离子的检验,不同价态含硫物质的转化。
教材首先根据硫在元素周期表中的位置,利用原子结构和元素周期律的相关知识,从化学变化的视角考虑硫单质能否与金属单质、非金属单质、化合物等发生反应,使学生掌握研究非金属单质性质的基本思路;之后,根据物质类别研究硫的化合物(包括二氧化硫、硫酸)的化学性质。
教材以工业制硫酸的生产原理为载体,从氧化还原的角度来综合认识含硫化合物的氧化性和还原性,并结合浓硫酸与铜反应的实验,基于证据探究浓硫酸的氧化性。
接下来,设计“硫酸根离子的检验”实验,对构成物质的离子进行检验,提升学生“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养。
最后,设置“不同价态含硫物质的转化”探究活动,要求学生从物质类别和元素价态变化的角度,应用氧化还原反应原理设计实验方案,选择适当的实验试剂,探究不同价态含硫物质的转化,提升学生“变化观念”等学科核心素养。
《普通高中化学课程标准(20XX版)》对本节的要求:结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解硫及其重要化合物的主要性质,认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。
其情景素材建议为:火山喷发中含硫物质的转化;“雷雨发庄稼”;工业制硫酸;食品中适量添加二氧化硫的作用(去色、杀菌、抗氧化);酸雨的成因与防治。
实验及探究活动:浓、稀硝酸的性质;二氧化硫的性质;浓硫酸的性质;溶液中SO42-等离子的检验。
因此内容安排三个课时:第一课时为硫和二氧化硫,第二课时为硫酸,第三课时为硫酸根离子的检验,不同价态含硫物质的转化。
本节为第一课时的内容。
【学习目标】1、认识硫的存在与性质。
2、会依据酸性氧化物的通性及硫元素的化合价分析理解硫的氧化物的性质,会比较二氧化硫和氯水漂白性的区别。
第一节 硫及其化合物第1课时 硫和二氧化硫【核心素养发展目标】1.能从物质类别和硫元素化合价的角度认识硫和二氧化硫的性质,强化“证据推理与模型认知”能力的发展。
2.了解二氧化硫与水反应的可逆性,二氧化硫的漂白性及其与氯气漂白原理的不同。
一、硫及其单质 【知识梳理】1.硫——重要的非金属元素(1)硫位于元素周期表中的第三周期第ⅥA 族,硫原子最外层有6个电子,在化学反应中容易得到电子,形成-2价硫的化合物。
(2)硫元素的原子半径比氯原子半径大,硫原子得电子能力比氯原子弱,硫化氢的稳定性比氯化氢弱。
(3)硫元素的非金属性比氧元素弱,在富含氧气的地表附近的含硫化合物中,硫常显+4或+6价,氧为-2价。
2.硫单质 (1)物理性质①单质硫俗称硫黄,是一种黄色晶体,质脆,易研成粉末。
②难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。
(2)化学性质写出下列反应的化学方程式【归纳总结】(1)从物质类别和元素化合价角度理解硫的化学性质:H 2S -2、Na 2S -2、Fe S -2←――被还原 S 0――→被氧化S +4O 2、S +4O 2-3、S +6O 2-4 (2)硫在一定条件下与大多数金属反应生成相应的金属硫化物,与变价金属反应生成其低价金属硫化物。
(3)硫与氧气反应,不论氧气是否足量、浓度如何,其一步反应都只能生成SO 2,不能生成SO 3。
【深度思考】1.根据硫的性质,回答下列问题:(1)单质间发生化合反应,能否生成Fe 2S 3或CuS?提示 不能。
单质硫与变价金属铁或铜化合只能生成FeS 或Cu 2S 。
(2)铁与硫反应生成FeS ,与氯气反应生成FeCl 3,能否说明氯气的氧化性比硫强? 提示 能。
氯气将铁氧化为+3价,而硫只能将铁氧化为+2价。
2.硫与热碱液反应生成金属硫化物和亚硫酸盐。
如3S +6NaOH=====△2Na 2S +Na 2SO 3+3H 2O 。
(1)该反应中硫体现的性质是________________________________________________。
(2)氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(3)试管内壁上附有硫单质时,能否用酒精洗涤,如不能,用什么洗涤?(从硫的物理性质及化学性质两个角度分析) 提示 (1)氧化性和还原性 (2)2∶1 (3)因为硫微溶于酒精,所以不能用酒精洗涤。
应用二硫化碳或热的氢氧化钠溶液溶解洗涤。
【相关链接】 硫与银、汞的反应及其应用一般说来,S 不能使具有可变化合价的金属显高价,且S 与大多数金属的反应需在加热条件下才能完成,但是S 与Hg、Ag等不活泼金属的反应在常温下就能进行,且能使Hg显高价。
①利用Ag和S的反应可以鉴别出真假银:用一布条沾上少量硫黄粉末在待鉴别的器皿表面用力摩擦,若摩擦处出现黑斑则说明是真银,否则为假银。
②利用Hg和S的反应可以消除温度计、气压计、血压计等被打破后汞的毒害,所以若汞不慎洒落在地面上,要立即打开门窗通风,并尽量设法收集起来,残余的部分可覆盖硫粉处理,以免汞蒸气中毒。
【跟踪强化】1.下列说法不正确的是()A.硫是一种难溶于水的黄色固体B.硫与铁反应生成硫化亚铁C.单质硫既有氧化性,又有还原性D.硫在过量纯氧中的燃烧产物是三氧化硫答案D解析硫单质或含硫物质在空气中燃烧时应生成SO2,而不能直接生成SO3。
2.下列物质中,不能由单质直接化合生成的是()①CuS ②FeS③SO3④H2S⑤FeCl2A.①③⑤B.①②③⑤C.①②④⑤D.全部答案A解析①硫的氧化性较弱,和变价金属反应生成低价态金属化合物,硫和铜反应生成Cu2S;②硫和铁反应能生成FeS;③硫和氧气反应生成SO2而不是SO3;④硫和氢气反应生成H2S;⑤氯气的氧化性较强,和变价金属反应生成高价态金属化合物,氯气和铁反应生成FeCl3。
3.除去试管壁上附着的硫,可采用的方法是()A.通入氢气后加热B.伸入灼热的铁丝C.用水洗涤D.用二硫化碳洗涤后再用水洗答案D解析硫与氢气反应需要加热,实验操作复杂,且产物硫化氢有毒;硫与铁反应需要加热,其产物硫化亚铁固体会附着在试管壁上;硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳,试管壁上的硫可用二硫化碳溶解而除去。
二、二氧化硫【知识梳理】1.实验探究实验一:SO2的物理性质现象:液面迅速上升,最后充满试管。
结论:SO2有刺激性气味,易溶于水。
实验二:SO2的化学性质用水溶性实验所得溶液做下列实验振荡后溶液红色褪去,再加热溶液恢复红色SO2具有漂白性,但生成的无色物质不稳定2.物理性质颜色状态气味毒性密度溶解性无色气体刺激性气味有毒比空气大易溶于水(1∶40)3.化学性质(1)从物质分类的方面分析SO2性质正反应:化学上通常把向生成物方向进行的反应叫做正反应。
逆反应:向反应物方向进行的反应叫做逆反应。
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,叫做可逆反应。
(2)从元素化合价变化角度分析SO2性质(3)SO2的特性——漂白性可使某些有色物质(如品红溶液)生成不稳定的无色物质,若加热,可恢复原来的颜色。
【归纳总结】二氧化硫与氯水的漂白性比较4.用途二氧化硫常用作漂白剂、杀菌消毒剂、食品添加剂。
【深度思考】1.氯气和二氧化硫都能使品红溶液褪色,原理是否相同?若将等物质的量的氯气和二氧化硫气体相混合后漂白能力是否会增强?提示不同,氯气使品红溶液褪色是因为氯气与水反应生成的次氯酸具有强氧化性,可以将有色物质氧化成无色物质,此过程是不可逆的,而二氧化硫使品红溶液褪色是可逆的。
若将等物质的量的氯气和二氧化硫气体相混合后,在溶液中发生反应SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,从而失去漂白能力。
2.可逆反应是在相同条件下能同时向正、反两个方向进行的反应。
下列反应不属于可逆反应的是________。
①SO2+H2O⇄H2SO3②Cl2+H2O⇄HCl+HClO ③2H2+O2点燃通电2H2O④2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O ⑤6CO2+6H2O光合作用氧化作用6O2+C6H12O6提示③④⑤3.三氧化硫具有酸性氧化物的通性。
写出下列反应的化学方程式。
(1)三氧化硫与水剧烈反应生成硫酸提示SO3+H2O===H2SO4(2)三氧化硫与碱(石灰乳)反应提示SO3+Ca(OH)2===CaSO4+H2O(3)三氧化硫与氧化钙反应提示SO3+CaO===CaSO4(4)三氧化硫通入氯化钡溶液中有沉淀生成提示SO3+BaCl2+H2O===BaSO4↓+2HCl4.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的溶液加热,现象是______________________________________。
(4)试管④中的现象是________________________________________________________。
(5)上述实验,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__________。
答案(1)紫色石蕊溶液变红SO2+H2O⇄H2SO3(2)红色变浅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)①②③④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。
【相关链接】(1)根据SO2分子中S的价态可知,SO2中的S在反应中既可得到电子也可失去电子,既具有氧化性又具有还原性。
SO2的性质可总结为“三性一特性”:“三性”指氧化性(主要指SO2+2H2S===3S+2H2O)、还原性(能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色)、酸性氧化物的通性;“一特性”指漂白性(能使品红溶液褪色,但加热后溶液又恢复红色)。
(2)特别提示①褪色不都是漂白,有机色质(如纸张、布条)被氧化或因为发生化合反应而褪色称为漂白,无机离子或分子因为发生氧化还原反应而褪色不叫漂白,如SO2将MnO-4还原为Mn2+,不是漂白。
②SO2的漂白是“化合型”漂白,即与有色物质化合生成无色不稳定化合物,与SO2是酸性气体、有还原性无关。
SO2的漂白具有选择性,不能漂白酸碱指示剂。
【跟踪强化】1.下列反应中,SO2作还原剂的是()A.SO2+NaOH===NaHSO3B.SO2+H2O2===H2SO4C.SO2+2H2S===3S+2H2OD.2Mg+3SO2===S+2MgSO3答案B解析选项B中,二氧化硫中硫元素化合价升高,二氧化硫作还原剂。
2.下列反应中,不能说明SO2是酸性氧化物的是()A.SO2+H2O⇄H2SO3B.SO2+2NaOH===Na2SO3+H2OC.2SO2+O2催化剂2SO3 D.SO2+CaO===CaSO3△答案C解析 酸性氧化物的性质主要是与碱反应生成盐和水、与水反应只生成相应酸、与碱性氧化物反应生成盐,而C 项中SO 2被氧化,只能说明SO 2具有还原性。
3.下列变化可以说明SO 2具有漂白性的是( )A.SO 2通入溴水中,溴水褪色B.SO 2通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液的紫红色褪去C.SO 2通入品红溶液中,溶液的红色褪去D.SO 2通入滴有酚酞的氢氧化钠溶液中,溶液的红色褪去 答案 C解析 A 、B 项,二氧化硫气体通入溴水或酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色,体现了二氧化硫的还原性,错误;C 项,二氧化硫使品红溶液褪色,体现了二氧化硫的漂白性,正确;D 项,滴有酚酞的氢氧化钠溶液呈红色,通入SO 2后发生反应:SO 2+2NaOH===Na 2SO 3+H 2O ,溶液的红色褪去,体现了SO 2是酸性氧化物的性质,错误。