逍遥右脑 2013-02-23 01:23
第12讲：硫及其化合物
【内容与解析】
本节复习的内容是硫及其化合物的性质与应用。主要是两个内容：1二氧化硫的性质。2硫酸的性质。二氧化硫的性质主要体现在二氧化硫的四个性质上，酸性氧化物、二氧化硫的还原性、二氧化硫的氧化性、二氧化硫的漂白性。硫酸的性质上，主要是浓硫酸的三大特性：吸水性、脱水性、强氧化性。所以就在于这些性质的区别上。
【教学目标与解析】
1．教学目标
1. 了解硫元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2．了解硫元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。
2．目标解析
1. 了解硫元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。就是指二氧化硫的四个性质，浓硫酸的三大特性。
2．了解硫元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。就是指二氧化硫会造成酸雨，硫酸型酸雨，而且是随时间的变化酸雨的PH值会越越小。所以就有酸雨的防护问题。
【问题诊断分析】
本节中学生感到困难的地方就是在于复习过程中，在浓硫酸的计算上，要掌握的是不能用浓硫酸的量进行计算，因为浓硫酸的量一定要过量，所以就要搞清 硫酸在计算过程中到底反应了多少物质这是硫酸计算的关键。再就是二氧化硫性的判断，很多同学会把二氧化硫的漂白性，与还原性搞不清楚，这就是要掌握，无机物质的颜色是不能漂白的。
【教学条支持】
这节主要是通过PPT这个手段，因为这样能加快复习的速度，节约复习的时间。特别是二氧化硫的四个性质与浓硫酸的三大特性上，这样，学生更能掌握这两种物质的性质。
【复习过程】
问题一：硫的存在与性质？
设计 意图：加深对硫性质的印象。
师生活动：1．自然界中的硫？
(1 )游离态：存在于火喷口附近或地壳的岩层里。
(2)化合态
硫化物：如硫铁矿FeS2、黄铜矿CuFeS2等。硫酸盐：如石膏CaSO4、芒硝Na2SO4•10H2O等。
2．物理性质？
俗称硫黄，颜色状态：淡黄色固体，溶解性：水中不溶，酒精中微溶，CS2中易溶。
3．化学性质？
(1)与非金属反应
与H2、O2反应的化学方程式为：S＋H2=====△H2S，
S＋O2=====点燃SO2(现象：紫色火焰)。
(2)与金属反应
与Fe、Cu反应的化学方程式为：Fe＋S=====△FeS，
2Cu＋S=====△Cu2S。
(3)与碱反应
与NaOH反应的化学方程式为：3S＋6NaOH=====△2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。
问题二、硫化氢的性质？
师生活动：1．物理性质
颜色：无色，气味：臭鸡蛋气味，毒性：有毒。
2．化学性质
(1)弱酸性
氢硫酸是一种二元弱酸，能与NaOH溶液反应。
NaOH足量：2NaOH＋H2S===Na2S＋2H2O，
NaOH不足：NaOH＋H2S===NaHS＋H2O。
(2)还原性
H2S与O2反应
O2过量：2H2S＋3O2=====点燃2SO2＋2H2O，
O2不足：2H2S＋O2=====点燃2S＋2H2O。
3．制备
实验室常用硫化物与酸反应制取H2S，如FeS与盐酸的反应的化学方程式为FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑。
问题三：二氧化硫的性质
师生活动：1．物理性质
SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，容易液化，易溶于水。
2．化学性质
(1)酸性氧化物通性
①与H2O反应：SO2＋H2O===H2SO3。
②与碱性氧化 物反应
与CaO的反应为：CaO＋SO2===CaSO3。
③与碱反应
与NaOH溶液的反应为：2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O。
④与某些弱酸盐溶液反应
与Na2CO3溶液反应：Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2。
(2)还原性
SO2能被O2、X2(Cl2、Br2、I2)、 nO4(H＋)溶液等强氧化剂氧化。
①与O2反应：2SO2＋O2 2SO3，该反应为放热反应。
②与X2反应：SO2＋X2＋2H2O===2HX＋H2SO4。
(3)氧化性
与H2S反应：2H2S＋SO2===3S＋2H2O。
(4)漂白性
原理：SO2与有色物质化合生成不稳定的无色物质而起漂白作用，但见光、加热或长时间放置，不稳定物质又分解为原有色物质和SO2。
问题四、三氧化硫以及 硫酸的性质？
师生活动：1．物理性质
SO3的熔点16.8 ℃，沸点44.8 ℃，标准状况下SO3为晶体。
2．化学性质
SO3是一种酸性氧化物，与H2O、CaO、Ca(OH)2反应的化学方程式分别为：SO3＋H2O===H2SO4，SO3＋CaO===CaSO4，SO3＋Ca(OH)2===CaSO4＋H2O。
3．硫酸的物理性质
纯硫酸是一种无色粘稠的液体，常用的浓硫酸中H2SO4的质量分数为98.3%，其密度为1.84 g•cm－3，其物质的量浓度为18.4mol•L－1。硫酸是一种高沸点、难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比与水混溶。
特别提醒：浓硫酸溶解时放出大量的热，稀释时应将浓硫酸沿器壁慢慢加入水中，边加边搅拌。
4．稀H2SO4
硫酸是强电解质，在水溶液中发生电离：H2SO4===2H＋＋SO2－4，溶液呈强酸性。与指示剂、碱、碱性氧化
物、活泼金属、盐等物质发生反应。[:学。科。网Z。X。X。]
5．浓H2SO4的特性
(1)吸水性(常用作干燥剂)
①中学化学中常用浓H2SO4干燥的气体有：H2、O2、CO2、SO2、Cl2、HCl等。
②不能用浓硫酸干燥的气体有：碱性气体，如NH3；还原性气体，如H2S等。
③干燥气体常用盛浓H2SO4的洗气瓶，其装置为：
(2)脱水性
脱水性：指浓H2SO4将有机物里的氢、氧元素按原子个数2?1的比例脱去水的性质。例如：C2H5OH C2H4↑＋H2O。
(3)强氧化性
①常温下，铁、铝遇浓H2SO4发生“钝化”。
原因：常温下，铁、铝 遇浓H2SO4生成一层致密的氧化膜。所以常温下可用铝槽车装运浓硫酸。
②能氧化不活泼的金属，如与Cu反应的化学方程式为：Cu＋2H2SO4(浓)=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
③能氧化非金属单质，如与C反应的化学方程式为：
C＋2H2SO4(浓)=====△CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
【例1】 下列说法中错误的是( )
A．二氧化硫能 漂白某些物质，说明它具有氧化性
B．二氧化硫的水溶液中滴加氯化钡无现象，再加入0.5 mL 3%的过氧化氢后产生沉淀
C．将足量二氧化硫通入酸性高锰酸钾溶液中，溶液褪色，说明二氧化硫具有还原性
D．向某溶液中加入盐酸能产生使澄清石灰水变浑浊的气体，证明原溶液中一定含有CO2－3或SO2－3
[解析] A项SO2与某些物质化合生成一些不稳定的物质，而不是SO2的氧化性体现；B项SO2被H2O2氧化为H2SO4，然后与BaCl2反应产生沉淀；C项SO2被酸性高锰酸钾溶液氧化为2SO4，nO4转化为nSO4，故溶液褪色；D项溶液中也可能含有HCO－3或HSO－3。
[答案] AD
变式1 下图虚线框中的装置可用检验浓硫酸与木炭粉在加热条下反应产生的所有气体产物，填写下列空白：
(1)如果将装置中①②③三部分仪器的连接顺序变为②、①、③，则可以检出的物质是________；不能检出的物质是________。
(2)如果将仪器的连接顺序变为①、③、②，则可以检出的物质是________；不能检出的物质是________。
(3)如果将仪器的连接顺序变为②、③、①，则可以检出的物质是________，不能检出的物质是________。
解析：要正确解答本题务必清楚题所给的实验装置各部分的作用及排列顺序不可变更的原因。装置①为检验产物水，只能放在装置②③之前，因为若放在②③之后或②③之间，则气流通过装置②③一定要带出水蒸气，则无法验证使CuSO4变蓝的水蒸气一定是产物。装置③和装置②的位置也不得变更，因为SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊，故验证 CO2前一定要排除SO2的干扰。
答案：(1)SO2、CO2 H2O (2)H2O SO2、CO2 (3)SO2、CO2 H2O
【例2】 下列说法正确的是( )
A．SO2能使品红溶液、溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色，是因为SO2具有漂白性
B．SO2和Cl2都有漂白作用，将等物质的量的两种气体同时作用于潮湿的有色物质时，可增强漂白作用
C．活性炭使有色物质褪色是利用了碳单质具有还原性，使有色物质发生还原反应
D．SO2使品红溶液褪色，将褪色后的溶液加热，溶液重新变为红色
[解析] SO2使溴水、nO4溶液褪色，这是利用SO2的还原性，而不是漂白性；等物质的量的Cl2和SO2作用于有色物质时，它们之间发生化学反应生成不具有漂白性的物质：Cl2＋SO2＋2H2O===2Cl－＋4H＋＋SO2－4；活性炭使有色物质褪色是利用它的物理性吸附，不是利用其还原性；SO2的漂白是一种暂时性漂白，SO2与品红生成的无色物质不稳定，加热后能够分解，使溶液重新变为红色。
[答案] D
变式2 下列五种有色溶液与SO2作用，均能褪色，其实质相同的是( )
①品红溶液 ②nO4酸性溶液 ③溴水 ④滴有酚酞的NaOH溶液 ⑤淀粉碘溶液
A．①④ B．①②③ C．②③⑤ D．②③④
解析：解答本题首先要理解SO2与有色试剂作用的化学反应原理，然后根据SO2具有酸性、漂白性、强还原性的性质逐项分析。SO2使品红溶液褪色，是由于H2SO3与有色物质化合生成了无色物质；SO2使酸性nO4溶液、溴水、淀粉碘溶液褪色，是由于SO2具有还原性，能分别将nO4、Br2、I2还原；SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，是由于SO2与NaOH发生反应SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。
答案：C
【例3】 向50 mL 18 mol•L－1的硫酸中加入足量的铜片并加热，被还原的硫酸的物质的量是( )
A．等于0.9 mol
B．大于0.45 mol，小于0.9 m ol
C．等于0.45 mol
D．小于0.45 mol
[解析] Cu与稀硫酸不反应，在加热条下铜和浓硫酸能发生反应。
Cu＋2H2SO4(浓)=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2O
参加反应的H2SO4有一半被还原，在Cu与浓H2SO4的反应过程中，浓硫酸浓度逐渐降低，变成稀H2SO4时反应会停止，所以0.9 mol H2SO4与足量铜片反应时，被还原的H2SO4小于0.45 mol。
[答案] D
[点评] 中学化学中常涉及“三酸变稀”问题，具体为：
(1)不活泼金属如Cu、Ag等和浓H2SO4的反应
只发生：Cu＋2H2SO4(浓)=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2O。随着反应的进行，硫酸浓度变稀，Cu与稀H2SO4不再反应。
(2)活泼金属如Zn、g等与浓H2SO4反应
先发生反应：Zn＋2H2SO4(浓)=====△ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，随着反应进行，硫酸浓度变稀，再发生反应：
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。
(3)nO2和浓盐酸反应制Cl2
只发生反应：nO2＋4HCl(浓)=====△nCl2＋Cl2↑＋2H2O，随着反应的进行，盐酸浓度变稀，nO2与稀盐酸不再反应。
(4)金属如Cu和浓硝酸的反应
先发生反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，随着反应的进行，硝酸浓度变稀，再发生反应：
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
变式3 将一定量的锌与100 mL 18.5 mol•L－1浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6 L(标准状态)。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液的pH＝1，则下列叙述中错误的是( )
A．气体A为SO2和H2的混合物
B．气体A中SO2与H2的体积比为5：1
C．反应中共消耗Zn 97.5 g
D．反应中共转移电子3 mol[:学#科#网Z#X#X#]
解析：无论生成SO2还是H2,1 mol气体都对应1 mol锌参与反应，并转移2 mol电子，n(气体)＝1.5 mol，所以消耗锌的质量为1.5 mol×65 g•mol－1＝97.5 g，转移电子3 mol，故C、D项正确。反应中生成1.5 mol ZnSO4，剩余H2SO4的物质的量为 0.1 mol•L－1×1 L×12＝0.05 mol，则生成SO2的物质的量为n(SO2)＝18.5 mol•L－1×0.1 L－1.5 mol－0.05 mol＝0.3 mol，混合物中H2的物质的量为1.5 mol－0.3 mol＝1.2 mol，故A正确，B项错误。
答案：B
【例4】 长期存放的Na2SO3可能会部分氧化，现通过实验测定无水Na2SO3试剂的纯度。实验步骤如下：
①称取a g样品，置于烧杯中； ②加入适量蒸馏水，使样品溶解；
③加入稀盐酸，使溶液呈强酸性，再加过量的BaCl2溶液；
④过滤，用蒸馏水洗涤沉淀； ⑤加热、干燥沉淀物；
⑥将沉淀物冷却至室温后，称量； ⑦重复⑤⑥操作后直至合格，最后得到b g固体。
回答下面问题：
(1)本实验中是否能用Ba(NO3)2代替BaCl2________，其理由是__________________________。
(2)步骤③中盐酸使溶液呈强酸性的目的是________________________。
(3)步骤⑦的合格标准是__________________。
(4)实验测得样品中无水Na2SO3的质量分数是________________。(列出算式，不需化简)
[解析] Na2SO3露置在空气中可以被空气中的O2氧化生成Na2SO4，将此混合物溶于水配成溶液后，溶液中既有SO2－3又有SO2－4，可通过反应：Ba2＋＋SO2－4===BaSO4↓，由BaSO4的量确定Na2SO4的量，继而求出未被氧化的Na2SO3的量，但在实验的过程中一定要排除SO2－3，因为①BaSO3是难溶于水的白色沉淀，②SO2－3还可继续被氧化成SO2－4，最终也生成BaSO4沉淀，这两种原因都直接影响测定的结果，使所得Na2SO3的质量分数比实际值偏小。
[答案] (1)不能 在酸性溶液中NO－3能把SO2－3氧化成SO2－4，造成结果错误(2)保证得到的沉淀是BaSO4，没有BaSO3(3)连续两次称量的质量基本不变(4)(a g－b g233 g/mol×142 g/mol)×1a g×100%
[点评] 检验SO2－4用Ba2＋和H＋，用Ba2＋检验时，CO2－3、SO2－3、PO3－4等离子也会与Ba2＋生成白色沉淀，所以需加入稀盐酸。Cl－也可能会和Ag＋形成AgCl白色沉淀，所以需要先加入稀盐酸，排除Ag＋的干扰。对于SO2－3的干扰，形成的BaSO3白色沉淀若用稀硝酸酸化，则SO2－3会被氧化成SO2－4进而形成BaSO4白色沉淀，所以关于SO2－4的检验只能用稀盐酸先酸化，然后加BaCl2溶液检验。
变式4 下列四种溶液中，一定存在SO2－4的是( )[
A．向甲溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀
B．向乙溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀，再加入盐酸，沉淀不溶解
C．向丙溶液中加入盐酸使之酸化，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生
D．向丁溶液中加入硝酸使之酸化，再加入硝酸钡溶液，有白色沉淀产生
解析：甲溶液中可能存在SO2－3、CO2－3、PO3－4或Ag＋；乙溶液可能存在Ag＋；丁溶液中用硝酸酸化，若溶液中存在SO2－3，会被氧化成SO2－4。
答案：C
点评：本题意在培养思维的严谨缜密及发散思维的能力。
【目标检测】
1.下列说法不正确的是( )
A．硫是一种淡黄色的能溶于CS2的晶体 B．硫的化合物常存在于火喷出的气体中和矿泉水里
C．硫与氧属于同一主族 D．硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫，在纯氧中的燃烧产物是三氧化硫
2．SO2通入下列溶液中，溶液褪色或颜色 变浅，说明SO2具有漂白作用的是( )
①nO4(H＋，aq) ②溴水 ③碘水 ④氯水 ⑤品红溶液
A．①⑤ B．②③ C．全部 D．⑤
3．下列关于SO2的叙述，不正确的是( )
A．SO2既可以是含硫物质的氧化产物，又可以是含硫物质的还原产物
B．SO2是亚硫酸酐
C．大气中SO2的主要是含硫物质的燃烧
D．SO2具有氧化性，因而可以使品红溶液褪色
4．(2010•莆田质量检测)下列关于浓硫酸与稀硫酸的说法，不正确的是( )
A．浓硫酸有脱水性，稀硫酸没有脱水性
B．浓硫酸有氧化性，稀硫酸没有氧化性
C．浓硫酸和稀硫酸都有酸性
D．常温下，浓硫酸和稀硫酸都不能与铜反应
5．甲、乙、丙三位同学各设计了一个实验，结果各自都认为自己的试样中含有SO2－4。
甲的实验为：
①乙认为甲的实验不严谨，因为试样A中若含有________离子(仅填一种 )，也会有此现象。
乙的实验为：
②丙认为乙的实验也不严谨，因为试样 B中若含有________离子(仅填一种)，也会有此现 象。
丙的实验为：
若丙方案合理，则回答：
③其中试剂Ⅰ是________，现象Ⅰ是________；试剂Ⅱ是________，现象Ⅱ是________(若你认为丙方案不合理，以上四空可以不填)。
6．(2010•新标全国理 综)某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按下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中发生的现象分别是________、________，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与品红作用的可逆性，请写出实验操作及现象_______________________；
(4)尾气可采用________溶液吸收。
【堂小结】
本节复习的两个重要问题是：1二氧化硫的四个性质。2。浓硫酸的三大特性。再就是二氧化硫与浓硫酸的计算，与实验的考查。
【配餐作业】
A组：名师一号：1、2、3、4、6、8
B组：名师一号：5、7、9、10、11、12、13、14
C组：名师一号：15