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课时硫和二氧化硫新教材新素养分层设计.docx
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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课时硫和二氧化硫新教材新素养分层设计
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
1.了解硫在自然界的存在，认识硫单质的主要性质和用途。
2.了解二氧化硫的物理性质，掌握二氧化硫的化学性质。
3.了解可逆反应的概念及表示方法。
新知探究
（一） 硫的性质[学考层级]
[自学新教材]
阅读教材，回答下列问题：
1．物理性质
俗名
颜色
状态
溶解性
硬度
硫黄
黄色
晶体
难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳
质脆，易研成粉末
2．化学性质
硫是较活泼的非金属元素，能与许多金属单质及非金属单质发生化学反应。
请写出硫分别与下列物质反应的化学方程式，并指明各反应的氧化剂和还原剂。
（1）Fe：
S＋Fe
FeS，S是氧化剂，Fe是还原剂。
（2）Cu：
S＋2Cu
Cu2S，S是氧化剂，Cu是还原剂。
（3）H2：
S＋H2
H2S，S是氧化剂，H2是还原剂。
（4）O2：
S＋O2
SO2，S是还原剂，O2是氧化剂。
[落实新知能]
1．硫的氧化性和还原性
2．硫单质性质的易错点
（1）由于S的氧化性不很强，与变价金属反应时，生成低价态金属硫化物（如Cu2S、FeS）。
（2）硫单质与O2反应时所得产物与O2的量的多少无关，硫和O2反应不可能直接生成SO3。
3．硫的知识拓展
（1）在加热的条件下硫能与氢氧化钠溶液发生歧化反应：
3S＋6NaOH
2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。
其中S既表现氧化性，又表现还原性。
因此除去硫，除可用CS2溶解除去外，也可用热的NaOH溶液。
（2）煤中含有较多的低价硫化物和单质硫，向煤中掺入一定比例的生石灰，会将燃烧生成的SO2转化为固态炉渣，有效减少SO2的排放量，主要反应的化学方程式是：
SO2＋CaO
CaSO3、2CaSO3＋O2
2CaS4。
（3）有些石油（柴油、汽油）也含有较多的低价硫化物，这样的石油在燃烧时也会排放SO2，导致空气污染。
[演练新学考]
1．下列说法中不正确的是（ ）
A．硫是一种黄色的能溶于水的固体
B．硫在自然界中既有化合态又有游离态存在
C．硫与铁反应生成硫化亚铁
D．硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫
解析：
选A 硫是一种难溶于水的黄色固体，故选项A不正确。
2．在一定条件下，下列物质能与硫发生反应，且硫作为还原剂的是（ ）
A．Cu B．H2
C．FeD．O2
解析：
选D 硫与Cu、H2、Fe反应时，
→
，故硫作氧化剂；硫与O2反应时，
→
，故硫作还原剂。
3．下列物质中，不能由单质直接化合生成的是（ ）
①CuS ②FeS ③SO3 ④H2S ⑤FeCl2
A．①③⑤B．①②③⑤
C．①②④⑤D．全部
解析：
选A 2Cu＋S
Cu2S，Cu和S不能直接化合生成CuS；S＋O2
SO2，S和O2不能直接化合生成SO3；2Fe＋3Cl2
2FeCl3，Fe和Cl2不能直接化合生成FeCl2。
新知探究
（二） 二氧化硫[学考层级]
[自学新教材]
阅读教材，回答下列问题：
1．通过实验探究二氧化硫的性质
实验操作
实验现象
实验结论
—
SO2为无色有刺激性气味的气体
试管中液面上升
SO2易溶于水
溶液颜色变红色
SO2的水溶液显酸性
溶液先变红，振荡后褪色，再加热后溶液颜色恢复红色
SO2具有漂白性，但生成的化合物不稳定
根据以上实验分析可知：
（1）二氧化硫的物理性质
二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水，1体积的水可以溶解约40体积的二氧化硫。
（2）二氧化硫的化学性质
①酸性氧化物的通性：
与水反应的化学方程式是SO2＋H2OH2SO3；与NaOH溶液反应的化学方程式是2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O。
②强还原性：
与氧气反应的化学方程式是2SO2＋O2
2SO3。
③弱氧化性：
与H2S反应的化学方程式：
2H2S＋SO2===3S＋2H2O。
④特性——漂白性：
二氧化硫具有漂白性，原理是二氧化硫可与某些有色物质生成不稳定的无色物质，这些无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色。
2．三氧化硫具有酸性氧化物的通性
结合酸性氧化物的通性举例写出三氧化硫分别与水、碱、碱性氧化物反应的化学方程式：
（1）与水反应：
SO3＋H2O===H2SO4。
（2）与碱（石灰乳）反应：
SO3＋Ca（OH）2===CaSO4＋H2O。
（3）与碱性氧化物（CaO）反应：
SO3＋CaO===CaSO4。
3．可逆反应
（1）正反应：
向生成物方向进行的反应。
（2）逆反应：
向反应物方向进行的反应。
（3）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，如SO2＋H2OH2SO3。
[落实新知能]
1．二氧化硫的四大性质
[注意] SO2使溴水褪色，表现还原性；使含有酚酞的NaOH溶液褪色，表现其酸性氧化物的性质，使品红溶液褪色表现其漂白性。
2．可逆反应的特点
[演练新学考]
1．分别将足量下列气体通入稀Na2S溶液中，可以使溶液变浑浊的是（ ）
A．CO B．SO2
C．HClD．CO2
解析：
选B CO不与Na2S发生反应，因此没有沉淀产生，A错误；SO2具有弱氧化性，与Na2S发生氧化还原反应且有S单质生成，B正确；利用强酸制弱酸原理，HCl与Na2S发生反应2H＋＋S2－===H2S↑，没有沉淀产生，C错误；CO2通入稀Na2S溶液中，不产生沉淀，D错误。
2．如图是研究二氧化硫性质的微型实验装置。
现用60%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．紫色石蕊溶液变蓝色
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
解析：
选A SO2气体与水反应生成H2SO3，紫色石蕊遇酸变红色，不会变蓝色，故A错误。
3．下列各组两个反应互为可逆反应的是（ ）
①H2＋Cl2
2HCl与2HCl
H2↑＋Cl2↑
②H2SO4（浓）＋2HBr===2H2O＋Br2＋SO2↑与Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
③2NO2===N2O4与N2O4===2NO2
④2SO2＋O2
2SO3与2SO3
2SO2＋O2
A．①②B．②③
C．③④D．②④
解析：
选C 可逆反应要求的是相同条件，①②呈现的反应条件不同，③④条件相同，故③④互为可逆反应。
新知探究（三） 二氧化硫性质综合应用[选考层级]
常见漂白剂的漂白原理对比
[难度增一点]
[典例1] 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、KMnO4（H＋）、石蕊溶液褪色
B．能使品红溶液褪色的不一定是SO2
C．SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其原理相同
D．等物质的量的SO2和Cl2相遇在溶液中具有漂白能力
[解析] 要正确解答本题，必须清楚常见漂白剂的漂白原理：
Cl2、Na2O2、H2O2、O3等是因强氧化性而具有漂白性；SO2是能和有机色质化合生成无色物质；活性炭是因吸附有机色质而漂白。
SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2具有还原性，能使品红褪色是因其具有漂白性，SO2不能使指示剂褪色，A选项错误；因为能使品红褪色的物质很多，不仅仅是SO2，B选项正确；因为这些漂白剂的漂白原理不相同，SO2漂白属于化合型，活性炭属于吸附型，漂白粉、Na2O2属于氧化型，C选项错误；等物质的量的SO2和Cl2相遇在溶液中反应生成H2SO4和HCl，从而失去漂白能力，D选项错误。
[答案] B
[知能深一点]
1．常见漂白剂的漂白原理及特点
类型
原理
特点
举例
氧化型
漂白剂本身是氧化剂，利用其氧化性氧化有色物质，使之失去原有的颜色
加热时不能恢复原有的颜色
Cl2、Ca（ClO）2、
ClO2、H2O2、O3等
化合型
漂白剂与有色物质结合生成新的无色物质，使之失去原来的颜色
加热时能恢复原来的颜色
二氧化硫等
吸附型
有些固体物质疏松、多孔，具有较大的比表面积，可以吸附有色物质使之失去原来的颜色
部分吸附剂可以重复使用
活性炭、胶体等
2．Cl2、SO2的漂白问题分析模型
[选考难一点]
1．大约4000年前，埃及人已经用硫燃烧所形成的二氧化硫漂白布匹。
在古罗马著名诗人荷马的著作里讲到硫燃烧有消毒和漂白作用。
下列物质都具有漂白性：
①潮湿的氯气、②二氧化硫、③活性炭、④过氧化钠，其漂白原理相同的是（ ）
A．①③ B．②③
C．①④D．②④
解析：
选C 潮湿的氯气（有次氯酸生成）、过氧化钠都是强氧化型漂白剂；二氧化硫是化合型漂白剂；活性炭是吸附型漂白剂。
2．SO2通入下列溶液中，溶液褪色或变浅，说明SO2具有漂白作用的组合是（ ）
①KMnO4（H＋，aq） ②溴水 ③碘水 ④氯水⑤Fe3＋（aq）
A．①⑤B．②③
C．全部D．都不是
解析：
选D SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色，是由于酸性高锰酸钾溶液将SO2氧化为H2SO4，自身被还原成无色的Mn2＋；SO2能使卤水褪色，是由于X2（不包括F2）将SO2氧化为H2SO4，本身被还原为无色X－；SO2能使棕黄色的Fe3＋（aq）变浅，是由于Fe3＋将SO2氧化为H2SO4，本身被还原为浅绿色Fe2＋。
SO2和CO2混合气体的检验
[难度增一点]
[典例2] 某化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分。
该小组成员将气体通入澄清石灰水，发现澄清石灰水变浑浊，持续通入发现浑浊又变澄清，由此该小组成员对气体的成分提出猜想。
[提出猜想]
猜想1：
该气体为CO2
猜想2：
该气体为SO2
猜想3：
________________
为了验证猜测，该小组设计实验加以探究：
[实验探究]
该小组同学按如图所示装置，将气体从a端通入，则：
（1）B中应该装下列________试剂（填字母）。
A．NaCl溶液 B．酸性KMnO4溶液
C．盐酸D．澄清石灰水
（2）A中品红溶液的作用是：
________________________________________________。
（3）D中澄清石灰水的作用是：
____________________________________________。
通过该实验，该小组同学观察到以下三个实验现象：
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
[得出结论]
（4）由上述现象该小组同学确认该气体的成分为：
______________________________
________________________。
[解析] 回忆学过的能使澄清石灰水先变浑浊，又变澄清的气体，只有CO2和SO2，所以提出的猜想是：
①气体为CO2；②气体为SO2；③气体为CO2和SO2的混合气体。
要验证气体的成分，必须先验证SO2是否存在，并除尽，再验证CO2气体的存在，因为SO2的存在对CO2的验证有干扰。
[答案] 猜想3：
气体为CO2和SO2的混合气体
（1）B
（2）验证混合气体中是否含有SO2
（3）验证混合气体中是否含有CO2
（4）CO2和SO2的混合气体
[知能深一点]
1．二氧化硫与二氧化碳鉴别方法
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
品红溶液褪色的是SO2，不褪色的是CO2
酸性KMnO4溶液
将气体分别通入酸性KMnO4溶液中
酸性KMnO4紫红色溶液褪色的是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
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
产生黄色浑浊的是SO2，无变化的是CO2
2．检验SO2和CO2同时存在的一般流程
流程设计
检验SO2⇨除去SO2⇨ 检验SO2
是否除尽 ⇨检验CO2
实验装置
所选试剂
品红溶液
酸性KMnO4溶液
品红溶液
澄清石灰水
预期现象
褪色
褪色或变浅
不褪色
变浑浊
说明：
有时为了简化装置，可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置，并使用较浓的酸性KMnO4溶液，现象为酸性KMnO4溶液的颜色变浅。
[选考难一点]
1．为了除去CO2气体中的SO2气体，下列仪器和药品组合合理的是（ ）
仪器：
①洗气瓶 ②干燥管
药品：
③固态生石灰 ④苏打溶液 ⑤小苏打溶液
A．①⑤B．②⑤
C．①③D．①④
解析：
选A 洗气瓶必须与液态试剂对应，干燥管必须与固态试剂对应。
SO2既能与NaHCO3溶液反应，又能与Na2CO3溶液反应；CO2只能与Na2CO3溶液反应，不能与NaHCO3溶液反应。
2．如图是检验某无色气体A是SO2还是SO2和CO2的混合气体的装置图，按要求回答下列问题：
（1）B中加入试剂是________，作用是_________________________________________。
（2）C中加入试剂是________，作用是_______________________________________。
（3）D中加入试剂是________，作用是_______________________________________。
（4）实验时，C中应观察到的实验现象是___________________________________。
解析：
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，所以酸性高锰酸钾溶液颜色变浅，但不能变成无色，若变成无色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
A级—学业水平考试达标练
1．下列关于硫的说法不正确的是（ ）
A．试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去
B．游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里
C．单质硫既有氧化性，又有还原性
D．硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫，在过量纯氧中的燃烧产物是三氧化硫
解析：
选D 硫燃烧时只能生成SO2，SO3可由SO2催化氧化制取，D项错误。
2．有学生为了证明SO2是一种酸性氧化物，做了以下实验：
向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中通入过量的SO2气体，溶液褪色，关于该实验下列说法错误的是（ ）
A．该实验一定能证明SO2是一种酸性氧化物
B．若SO2是一种酸性氧化物，溶液中可能发生的反应是：
SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
C．若SO2是一种酸性氧化物，溶液中可能发生的反应是：
SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3
D．若要证明SO2是一种酸性氧化物，还需在实验结束后再加酚酞或氢氧化钠溶液
解析：
选A 酸性氧化物的概念：
能够与水反应只生成对应的酸，能够与碱反应只生成盐和水的氧化物为酸性氧化物。
向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中通入过量的SO2气体，溶液褪色，可能是因为二氧化硫的漂白性，所以该实验不能说明二氧化硫为酸性氧化物，故A错误。
3．SO2既有氧化性又有还原性，还有漂白性。
下列对它变化中表现的性质标注正确的是（ ）
①SO2使溴水褪色（氧化性）
②SO2使品红溶液褪色（漂白性）
③SO2通入氢硫酸（H2S）产生淡黄色浑浊（还原性）
④SO2使润湿的蓝色石蕊试纸变红（水溶液酸性）
A．只有②④ B．只有③④
C．只有①③D．①②③④
解析：
选A SO2使溴水褪色，体现了SO2的还原性，①错误；SO2使品红溶液褪色体现了SO2的漂白性，②正确；SO2通入氢硫酸（H2S）产生淡黄色浑浊，体现了SO2的氧化性，③错误；SO2使润湿的蓝色石蕊试纸变红体现了SO2是酸性氧化物，其水溶液显酸性，④正确。
4．下列反应中，SO2表现了还原性的是（ ）
A．SO2＋H2OH2SO3
B．SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
C．2SO2＋O2
2SO3
D．SO2＋CaO===CaSO3
解析：
选C A、B、D项中SO2表现了酸性氧化物的性质，C项SO2发生了氧化反应，表现了还原性。
5．如图所示装置可用于收集SO2并验证其某些化学性质，下列说法正确的是（ ）
选项
试剂
现象
结论
A
酸性KMnO4溶液
溶液褪色
SO2有氧化性
B
品红溶液
溶液褪色
SO2有漂白性
C
NaOH溶液
无明显现象
SO2与NaOH
溶液不反应
D
紫色石蕊溶液
溶液变红色
后不褪色
SO2有酸性，
没有漂白性
解析：
选B 酸性KMnO4溶液具有强氧化性，溶液褪色体现了SO2的还原性，A错误；SO2使品红溶液褪色体现SO2的漂白性，B正确；SO2是酸性氧化物，可以与NaOH溶液反应生成Na2SO3和H2O，C错误；SO2的水溶液可以使紫色石蕊溶液变红，说明SO2的水溶液具有酸性，但二氧化硫不能漂白酸碱指示剂，故石蕊溶液变红后不褪色，不能说明SO2没有漂白性，D错误。
6．为了除去SO2中少量的HCl气体，应将混合气体通入（ ）
A．溴水B．NaHSO3饱和溶液
C．NaOH溶液D．NaHCO3饱和溶液
解析：
选B 除杂的原则“不增不减”。
即不能引入杂质离子，不能减少要保留的物质。
7．同学们用如图所示实验，探究SO2及其水溶液的性质。
下列说法正确的是（ ）
①SO2溶于水
②向①的水溶液中
滴入品红溶液
③将②的
溶液加热
A．①的溶液呈酸性，是由于SO2＋H2OH2SO32H＋＋SO
B．②中品红褪色，不足以证明具有漂白性的是SO2
C．③中溶液恢复红色，一定是H2SO3分解造成的
D．上述实验涉及SO2的溶解性和强氧化性
解析：
选B H2SO3是二元弱酸，分步电离且以第一步电离为主：
H2SO3H＋＋HSO
，A项错误；品红褪色，说明溶液中某微粒具有漂白性，这种微粒可能是SO2也可能是H2SO3、HSO
等，B项正确；溶液恢复红色，可能是H2SO3分解造成，也可能是不稳定的无色化合物分解造成的，C项错误；实验没有涉及SO2的氧化性，涉及了SO2的溶解性和漂白性，D项错误。
8．如图，利用培养皿探究SO2的性质。
实验时向Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸，立即用另一表面皿扣在上面。
下表中对实验现象的描述和所做的解释不正确的是（ ）
选项
实验现象
解释
A
BaCl2溶液变浑浊
SO2与BaCl2溶液反应产生了BaSO3沉淀
B
Na2S溶液变浑浊
SO2与Na2S溶液反应产生了S单质
C
酸性KMnO4溶液褪色
SO2具有还原性
D
品红溶液褪色
SO2具有漂白性
解析：
选A SO2与水反应生成H2SO3，H2SO3为中强酸，不与BaCl2溶液反应，A错误。
9．某兴趣小组探究SO2的性质，他们使用的药品和装置如图所示，下列说法不合理的是（ ）
A．能表明I－的还原性弱于SO2的现象是B中蓝色溶液褪色
B．装置C的作用是吸收SO2尾气，防止污染空气
C．为了验证A中发生了氧化还原反应，加入KMnO4溶液，紫红色褪去
D．为了验证A中发生了氧化还原反应，加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀
解析：
选C 向含有淀粉的碘水中通入SO2气体，会发生反应：
SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI，由于I2反应被消耗，因此B中蓝色溶液褪色，证明物质的还原性：
SO2>I－，A正确；SO2是大气污染物，由于SO2是酸性气体，可以与NaOH溶液发生反应：
SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O，所以可以用NaOH溶液吸收尾气，防止污染空气，B正确；若SO2与FeCl3不发生反应，向A中加入KMnO4溶液，发生反应：
2KMnO4＋5SO2＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4，溶液紫红色褪去，若SO2与FeCl3发生反应：
SO2＋2H2O＋2FeCl3===H2SO4＋2HCl＋2FeCl2，当向该溶液中加入酸性高锰酸钾溶液时，会发生反应：
MnO
＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，溶液紫红色也褪去，因此不能验证A中是否发生了氧化还原反应，C错误；若A中发生了氧化还原反应：
SO2＋2H2O＋2FeCl3===H2SO4＋2HCl＋2FeCl2，溶液中含有硫酸，当加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液时，会发生反应：
H2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl，产生白色沉淀，若没有发生氧化还原反应，则由于酸性HCl>H2SO3，当向溶液中加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液时，不产生白色沉淀，D正确。
10．如图是实验室制取SO2并验证SO2某些性质的装置图。
若观察到装置④中有淡黄色沉淀生成，⑤中的溴水褪色，请回答：
（1）①中发生反应的离子方程式为____________________________________________。
（2）②中的实验现象是__________________________________________________。
（3）③中的实验现象是__________________________________________________，
证明SO2有________性。
（4）④中SO2作________剂。
（5）⑤中反应生成两种强酸，该反应的离子方程式是____________________________
________________________________________________________________________，
当1molSO2参与反应时，转移电子的物质的量是____。
（6）⑥的作用是___________________________________________________________。
答案：
（1）SO
＋2H＋===SO2↑＋H2O
（2）石蕊溶液变红色 （3）品红溶液褪色 漂白
（4）氧化
（5）SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO
2mol
（6）吸收过量的SO2，防止污染环境
B级—选考等级考试增分练
1．如图所示的实验中，通入足量的SO2后，试管①和②中溶液的颜色分别是（ ）
A．①为红色，②为红色 B．①为蓝色，②为无色
C．①为无色，②为蓝色D．①为红色，②为无色
解析：
选D SO2溶于水生成亚硫酸，亚硫酸能够使紫色石蕊溶液变红，这体现了SO2是酸性氧化物的性质；SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色。
2．下列离子方程式正确的是（ ）
A．向NaOH溶液中通入少量SO2：
SO2＋OH－===HSO
B．向氯水中通入少量SO2：
Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO
C
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