3 第15讲 硫及其重要化合物

第15讲 硫及其重要化合物

了解硫元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。

了解硫元素单质及其重要化合物对环境的影响。

宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识硫单质及其重要化合物的多样性，并对其进行分类。

变化观念与平衡思想：知道硫及其重要化合物发生化学反应需要一定的条件。

证据推理与模型认知：能基于证据，对硫单质及其重要化合物的变化提出可能的假设，通过分析推理加以证实或证伪；能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。

科学态度与社会责任：能根据硫单质及其重要化合物的性质提出有探究价值的问题；能从问题和假设出发，确定探究目的，设计探究方案，进行实验探究。

硫及其氧化物 硫化氢 亚硫酸

[知识梳理]

1．硫单质

(1)硫元素的存在形态

火山喷口附近或地壳的岩层里

主要以硫化物和硫酸盐的形式存在

(2)硫单质的物理性质

硫俗称硫黄，是一种黄色晶体；不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2；有多种同素异形体，如单斜硫、斜方硫等。

(3)从化合价的角度认识硫单质的化学性质

①与金属反应Cu：2Cu＋S=====△Cu2SFe：Fe＋S=====△FeS 表现氧化性 ②与非金属反应O2：S＋O2=====点燃SO2，表现还原性H2：S＋H2=====△H2S，表现氧化性

③与强氧化剂反应(如浓硫酸)：S＋2H2SO4(浓)=====△3SO2↑＋2H2O，表现还原性。

④与热的强碱溶液反应(如NaOH溶液)：3S＋6NaOH=====△2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。

2．二氧化硫(SO2)

(1)物理性质

颜色 气味 状态 水溶性 毒性

无色 有刺激性

气味 气体 易溶，1体积水溶解约40体积SO2 有毒

(2)化学性质

使品红溶液褪色

①酸性氧化物的通性a.能使紫色石蕊试液变红色b.与H2O反应：SO2＋H22SO3c.与碱反应NaOH足量：SO2＋2OH－=== SO2－3＋H2ONaOH少量：SO2＋OH－===HSO－3d.与碱性氧化物反应：CaO＋SO2===CaSO3

②氧化性(如与H2S溶液反应)：SO2＋2H2S===3S↓＋

2H2O(生成淡黄色沉淀)

③还原性a.与O2反应：2SO2＋O2催化剂△2SO3b.使溴水褪色：SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4 ＋2HBrc.使酸性KMnO4溶液褪色：5SO2＋2MnO－4 ＋2H2O===5SO2－4＋2Mn2＋＋4H＋d.与FeCl3溶液反应：SO2＋2Fe3＋＋2H2O ===SO2－4＋2Fe2＋＋4H＋e.与H2O2溶液反应：SO2＋H2O2===H2SO4

④漂白性：SO2可使品红溶液褪色，加热后，溶液由无色变为红色。 3．SO2与HClO、H2O2、Na2O2、O3、活性炭漂白原理的比较

物质 SO2 HClO、H2O2、Na2O2、O3 活性炭

漂白

原理 与有色物质结合生成无色物质 将有色物质氧化为无色物质 吸附有色物质

变化

类型 化学变化 化学变化 物理变化

是否

可逆 可逆，加热或久置后恢复原来颜色 不可逆，加热或久置后不恢复原来颜色 —

漂白

对象 有色的有机物，不能漂白指示剂 有色的有机物和指示剂 有机色质

4.三氧化硫(SO3)

SO3在标准状况下为无色、针状晶体，能与水反应：SO3＋H2O===H2SO4，放出大量的热，SO3是酸性氧化物，它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐。

5．硫的氧化物的污染与治理

(1)来源：含硫化石燃料的燃烧及金属矿物的冶炼等。

(2)危害：危害人体健康，形成酸雨(pH小于5.6)。

(3)治理：燃煤脱硫，改进燃烧技术。

(4)硫酸型酸雨的形成途径

途径1：空气中飘尘的催化作用，使2SO2＋O2催化剂△2SO3、SO3＋H2O===H2SO4。

途径2：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4。

6．硫化氢(H2S)、亚硫酸(H2SO3)

(1)H2S、H2SO3的弱酸性

①都是二元弱酸，在水中分步电离，能使紫色石蕊试液变红。

②与NaOH反应都可生成两种盐：正盐(Na2S、Na2SO3)和酸式盐(NaHS、NaHSO3)。

③酸性：H2S＜H2SO3。S2－、SO2－3、HS－、HSO－3都可以发生水解反应，其中S2－、HS－可与Al3＋发生相互促进的水解反应，如3S2－＋2Al3＋＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑。

(2)H2S、H2SO3的还原性

①都可被Fe3＋、O2、X2(X＝Cl、Br、I)、HNO3、酸性KMnO4溶液等氧化。

②H2S在O2中燃烧时，H2S――→O2（少量）点燃S，H2S――→O2（过量）点燃SO2；H2S可被SO2、H2SO3氧化，如2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O。

[自我检测]

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)硫单质的性质

①硫在自然界中仅以化合态存在。( )

②硫与铁反应生成硫化亚铁。( )

③硫与汞反应生成硫化亚汞，体现了硫的弱氧化性。( )

④硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫，在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫。( )

⑤硫黄易溶于CS2，所以可用CS2溶解试管内壁的硫。( )

(2)硫的氧化物及氢化物的性质及应用

①二氧化硫可广泛用于食品的漂白。( )

②因为SO2具有漂白性，所以SO2可使溴水褪色。( ) ③SO2气体通入BaCl2溶液中产生白色沉淀BaSO3。( )

④(2018·高考全国卷Ⅱ，11D)密闭容器中，2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NA。( )

⑤[2017·高考全国卷Ⅰ，28(1)D]氢硫酸的还原性强于亚硫酸，不能作为比较氢硫酸与亚硫酸酸性强弱的依据。( )

⑥SO2和Ca(OH)2、NaHCO3均能发生化学反应。( )

⑦SO2和Cl2等物质的量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。( )

⑧SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其原理相同。( )

⑨因为SO2具有漂白性，所以它能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、石蕊溶液褪色。( )

答案：(1)①× ②√ ③× ④× ⑤√

(2)①× ②× ③× ④× ⑤√ ⑥√ ⑦×

⑧× ⑨×

2．(2019·哈尔滨师范大学附属中学月考)如图是实验室进行二氧化硫制备与性质实验的组合装置，部分固定装置未画出。下列有关说法正确的是(

)

A．为防止环境污染，装置C和E中的试剂均取用饱和石灰水

B．关闭K2，打开K1，滴加硫酸，则装置B中每消耗1 mol Na2O2，转移1 mol电子

C．关闭K1，打开K2，试剂X是酸性KMnO4或FeCl3 溶液，均可证明SO2具有还原性

D．实验过程中体现了硫酸的酸性、吸水性、难挥发性、强氧化性

解析：选C。为防止环境污染，装置C和E中的试剂均取用浓的氢氧化钠溶液，保证将未反应的二氧化硫吸收完全，避免造成污染，A错误。装置B中发生的反应为SO2＋Na2O2===Na2SO4，则每消耗1 mol Na2O2，转移2 mol电子，B错误。关闭K1，打开K2，产生的二氧化硫能被酸性KMnO4 或FeCl3 溶液氧化而使溶液褪色，均可证明SO2 具有还原性，C正确。 实验过程中只体现了硫酸的强酸性，D错误。

演练一 SO2的性质探究及其检验

1．(SO2气体的检验)下列实验中能证明某气体为SO2的是( )

①使澄清石灰水变浑浊 ②使湿润的蓝色石蕊试纸变红

③使品红溶液褪色 ④通入足量NaOH溶液中，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该沉淀溶于稀盐酸 ⑤通入溴水中，能使溴水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生

A．都能证明 B．都不能证明

C．③④⑤均能证明 D．只有⑤能证明 解析：选D。①CO2也能使澄清石灰水变浑浊；②酸性气体均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；③Cl2也能使品红溶液褪色；④CO2也有此现象。

2．(SO2与CO2混合气体中成分的检验)如图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图，按要求回答下列问题：

(1)B中加入的试剂是________，作用是___________________________________。

(2)C中加入的试剂是____________，作用是_____________________________。

(3)D中加入的试剂是____________，作用是________________________________。

(4)实验时，C中应观察到的现象是__________________________。

解析：一定要理解题意是检验气体成分，检验二氧化硫用品红溶液，吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液，检验二氧化碳用澄清石灰水；在检验二氧化碳之前，必须除尽二氧化硫，因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊。C装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽，所以酸性KMnO4溶液颜色变浅，但不能褪成无色，若褪成无色则不能证明二氧化硫已除尽。

答案：(1)品红溶液 检验SO2 (2)酸性KMnO4溶液 除去SO2并检验SO2是否除尽 (3)澄清石灰水 检验CO2 (4)酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色

3．(2019·日照高三模拟)某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按如图所示装置进行实验。

请回答下列问题：

(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是________，其中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

(2)实验过程中，装置B、C产生的现象分别是__________________、________________________________________________________________________，

这些现象分别说明SO2具有的性质是________和________，装置B中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)装置D的目的是探究SO2与品红溶液作用的可逆性，请写出实验操作及现象：________________________________________________________________________