5.1.1硫和二氧化硫

第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第一節(jié)硫及其化合物5.1.1硫和二氧化硫硫的存在：游離態(tài)：存在于火山噴口附近或地殼的巖層里。硫廣泛存在于自然界。石膏（CaSO4?2H2O）芒硝（Na2SO4?10H2O）化合態(tài)：主要以硫化物和硫酸鹽的形式存在。

黃銅礦（CuFeS2）黃鐵礦（FeS2）【學(xué)習(xí)任務(wù)一】認(rèn)識硫單質(zhì)的性質(zhì)一.硫的物理性質(zhì)

【活動1】觀察圖5-1，小結(jié)硫的物理性質(zhì)硫(俗稱硫黃)是一種黃色晶體，質(zhì)脆，易研成粉末。硫難溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。硫有多種同素異形體（正交硫、單斜硫等），其中正交硫的數(shù)據(jù)如右圖。1.物理性質(zhì)：俗名顏色狀態(tài)溶解性硫黃晶體不溶于

，微溶于

，易溶于

。淡黃色水酒精二硫化碳CS2

【微思考】若試管內(nèi)壁附著有單質(zhì)硫時，如何洗滌除去？提示：用CS2洗滌——硫單質(zhì)易溶于CS2【探究1】1.畫出硫的原子結(jié)構(gòu)示意圖，它在周期表的哪個位置？第三周期、第ⅥA族？2.根據(jù)硫在周期表中的位置推測硫的化學(xué)性質(zhì)？硫原子的最外電子層有6個電子，在化學(xué)反應(yīng)中容易得到2個電子，形成-2價硫的化合物。非金屬性較強(qiáng)，單質(zhì)具有氧化性，能跟活潑金屬，一些金屬單質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。非金屬性小于同周期的氯，單質(zhì)的氧化性小于氯氣。與同主族的氧元素相比，硫元素的原子多一個電子層，得電子能力相對較弱，而失電子能力則相對較強(qiáng)，非金屬性小于同主族的氧，故其氧化物中硫顯正價，氧顯-2價。一、單質(zhì)硫2.化學(xué)性質(zhì)（1）氧化性：2Cu+S

＝

Cu2S△Fe+S

＝

FeS△H2+S

＝

H2S△2Na+S

＝Na2SZn+S===ZnS△硫既有氧化性又有還原性?！魉伎迹毫蚺c鐵、銅在一定條件下反應(yīng)生成的產(chǎn)物與氯氣在一定條件下與鐵、銅的反應(yīng)產(chǎn)物有什么不同？【原因】與同周期的氯元素相比，硫元素最外層電子數(shù)比氯元素少，得電子能力相對較弱。所以，硫與變價金屬反應(yīng)得到的產(chǎn)物都是較低價的硫化物。

【提示】硫與鐵、銅在一定條件下反應(yīng)生成其金屬的低價硫化物；而氯氣在一定條件下與鐵、銅反應(yīng)生成其金屬的高價氯化物。一、單質(zhì)硫2.化學(xué)性質(zhì)（2）還原性：點燃S+O2＝

SO2硫在氧氣中燃燒實驗現(xiàn)象：在氧氣中燃燒生成明亮的藍(lán)紫色火焰；在空氣中燃燒生成淡藍(lán)色火焰（3）硫單質(zhì)與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)3S+6NaOH===2Na2S+Na2SO3+3H2O△【思考與討論2】根據(jù)上述生活案例可知用硫可以處理泄露的汞，請寫出相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)二】認(rèn)識硫單質(zhì)的應(yīng)用Hg+S=HgS由于天然硫的存在，人類從遠(yuǎn)古時代起就知道并利用硫和硫的化合物了。我國晉代煉丹家、醫(yī)學(xué)家葛洪所著《抱樸子》一書中記載有:“丹砂燒之成水銀,積變又還成丹砂”。這里面的丹砂其實指的就是HgS。將丹砂在空氣中灼燒便有汞和硫蒸氣生成。丹砂也叫朱砂，說到朱砂大家首先想到的就是它所具有的風(fēng)水上的作用，可以避邪。實際上朱砂又叫辰砂、赤丹、汞沙，它屬于一種天然的礦石，除了前面提到的作用外，它還具有較高的食用價值以及藥用價值，也是中醫(yī)較長用到的中藥材，如保嬰丹中就含有朱砂。不過朱砂成分中含有一定的毒性，因此大家在食用上一定要注意，這也是近年來不建議使用保嬰丹的原因。

【學(xué)習(xí)任務(wù)二】認(rèn)識硫單質(zhì)的應(yīng)用

【思考與討論3】硫單質(zhì)還有哪些應(yīng)用？【學(xué)習(xí)任務(wù)二】認(rèn)識硫單質(zhì)的應(yīng)用1.制造黑火藥（一硫二硝三木炭）2.羊毛、蠶絲或麻類纖維及其制品可用硫磺熏燒漂白。

2KNO3+S+3C===K2S+N2↑+3CO2↑

【問題2】為什么羊毛、蠶絲或麻類纖維及其制品可用硫磺熏燒漂白呢？其原理是什么？

顏色、狀態(tài)、氣味、密度、溶解性等思考：氣體的物理性質(zhì)可從哪些方面去分析？二、二氧化硫的性質(zhì)1、二氧化硫的物理性質(zhì)二氧化硫是一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣的大，容易液化（－10℃

），易溶于水。在通常情況下，1體積的水可以溶解約40體積的二氧化硫。二氧化硫是污染大氣的主要有害物質(zhì)之一，可能引發(fā)呼吸道疾病、濃度高時會令人死亡探究：請設(shè)計一個實驗來證明SO2是否易溶于水？探究過程：向裝有氣體的礦泉水瓶中加入五分之一的水，立即旋緊好瓶蓋。振蕩，觀察現(xiàn)象并分析。SO2【問題3】二氧化碳溶于水時會產(chǎn)生碳酸，二氧化硫是否也會發(fā)生類似反應(yīng)呢？如何證明？【實驗5-1】如圖5-2所示，把充滿SO2、塞有橡膠塞的試管倒立在水中，在水面下打開橡膠塞，觀察試管內(nèi)液面的上升。待液面高度不再明顯變化時，在水下用橡膠塞塞緊試管口，取出試管，用pH試紙測定試管中溶液的酸堿度。

實驗操作

實驗現(xiàn)象結(jié)論試管中液面上升PH試紙變紅SO2易溶于水SO2的水溶液顯酸性2.化學(xué)性質(zhì)二、二氧化硫的性質(zhì)①與水反應(yīng)：SO2+H2O

H2SO3（亞硫酸）亞硫酸的性質(zhì)⒈弱酸性：亞硫酸（只存在于水溶液中）>醋酸>碳酸⒉不穩(wěn)定性，易分解：H2SO3SO2+H2O（亞硫酸）【問題4】二氧化硫有什么化學(xué)性質(zhì)？請根據(jù)二氧化硫的類別和價態(tài)進(jìn)行預(yù)測。（1）具有酸性氧化物的通性可逆反應(yīng)：在相同條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。

SO2+H2OH2SO3（亞硫酸）可逆反應(yīng)的特點：a.在相同的條件下，反應(yīng)向兩個方向進(jìn)行。b.符號為“”，兩邊的物質(zhì)互為反應(yīng)物和生成物。c.反應(yīng)體系中，反應(yīng)物和生成物共存?！疚⑺伎肌繗錃馀c氧氣反應(yīng)可以生成水，電解水可以得到氫氣與氧氣，該反應(yīng)是可逆反應(yīng)嗎？提示：不是。氫氣與氧氣反應(yīng)可以生成水的條件是燃燒，與電解水的條件不同，故不是可逆反應(yīng)。②與堿反應(yīng)SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O(吸收尾氣)SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O（類比CO2）

③與堿性氧化物反應(yīng)（燃煤污染的治理，鈣基固硫）

（1）具有酸性氧化物的通性燃煤煙氣中含有SO2為了減少它的污染排放我們通常在燃煤中添加一定量的生石灰+SO2+CaO=CaSO3（亞硫酸鈣）實驗室制取SO2時,可選擇用堿液吸收尾氣，防止空氣污染。2.化學(xué)性質(zhì)二、二氧化硫的性質(zhì)SO2+Na2O====Na2SO3（亞硫酸鈉）SO3是一種無色晶體，熔點oC，沸點oC，三氧化硫也是一種酸性氧化物，SO3與H2O反應(yīng)生成H2SO4，同時放出大量的熱。工業(yè)上常用上兩個反應(yīng)制造硫酸。2SO2+O22SO3

催化劑

△SO3+H2O=H2SO42.化學(xué)性質(zhì)（氧化還原的角度）（2）還原性：二、二氧化硫的性質(zhì)二氧化硫在適當(dāng)?shù)臏囟炔⒂写呋瘎┐嬖诘臈l件下，可以被氧氣氧化，生成三氧化硫。SO2可被X2(鹵素單質(zhì))、O2、KMnO4(H+)、HNO3、Fe3+、Na2O2等許多氧化劑氧化。

SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr2KMnO4＋5SO2＋2H2O＝K2SO4+2MnSO4+2H2SO4SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX(X為Cl、Br、I)所以：SO2能使氯水、溴水和酸性KMnO4溶液褪色。Cl?+SO?+2H2O==4H?+SO42-+2Clˉ

5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++4H++5SO42-2Fe3++SO2+2H2O==2Fe2++4H++SO42-

（2）還原性：

SO2+2H2S=3S↓+2H2O（3）氧化性：H2S：無色、有臭雞蛋氣味、有毒氣體，是一種大氣污染物。SO2+4SH2SO40+6還原性氧化性加氧化劑加還原劑如O2、Cl2、Na2O2、KMnO4、HNO3等小結(jié)：作為S的中間價態(tài)的物質(zhì)，化合價既可升高又可降低，升高時作還原劑，降低時作氧化劑。SO2+2H2S=3S↓+2H2O如H2S催化劑

△2SO2+O22SO3

實驗步驟現(xiàn)象結(jié)論往裝有SO2溶液的試管內(nèi)滴入2～3滴品紅溶液,然后振動試管把試管內(nèi)液體用酒精燈加熱品紅溶液褪色溶液恢復(fù)紅色SO2有漂白作用漂白后生成的物質(zhì)不穩(wěn)定【思考】二氧化硫使上述溶液褪色屬于漂白性嗎？二氧化硫的漂白性有什么特點？2.化學(xué)性質(zhì)二、二氧化硫的性質(zhì)（4）漂白性：漂白原理：二氧化硫能與某些有色物質(zhì)結(jié)合成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)而具有漂白性，發(fā)生的是非氧化還原反應(yīng)。這種不穩(wěn)定的無色物質(zhì)在一定條件下又會恢復(fù)原來的顏色，所以二氧化硫的漂白性是暫時的。這是檢驗SO2的方法之一品紅溶液SO2水溶液用途：它可以用來漂白紙漿、毛、絲、草編制品等。

市場黃白兩種銀耳對比食品中添加適量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用。例如，在葡萄酒釀制過程中，葡萄汁中某些細(xì)菌的繁殖會影響發(fā)酵，添加適量的二氧化硫可以起到殺菌的作用。二氧化硫又是一種抗氧化劑，能防止葡萄酒中的一些成分被氧化，起到保質(zhì)作用，并有助于保持葡萄酒的天然果香味。盡管二氧化硫在蜜餞、干果、食糖、果酒等食品的加工中起著重要作用，但如果使用不當(dāng)就有可能造成食品中二氧化硫的殘留量超標(biāo)，從而對人體健康造成不利影響。二氧化硫和某些含硫化合物的漂白作用也被一些不法廠商非法用來加工食品，以使食品增白等。食用這類食品，對人體的肝、腎臟等有嚴(yán)重?fù)p害，并有致癌作用。為保證消費者健康，我國在食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了二氧化硫在食品中的使用范圍和最大使用量，如二氧化硫用于葡萄酒的最大使用量為0.25g/L。（可見用于漂白的話，需要的量較大，因此不適宜）【聯(lián)系生活】【資料卡片】食品中的二氧化硫

【情境·思考】某同學(xué)發(fā)現(xiàn)夏天爺爺買的白草帽，用了一段時間后變黃了，通過詢問身邊的人了解到草帽是用“硫黃熏”過的，你是否認(rèn)可該說法？白草帽變黃的原因是什么？提示：“硫黃熏”這個說法不準(zhǔn)確，漂白的原理是利用硫黃在加熱條件下與氧氣反應(yīng)生成SO2，

SO2具有漂白性，將草帽漂白，并非硫黃直接作用；

SO2與有色物質(zhì)結(jié)合生成無色物質(zhì)，在受熱（太陽光照射）等條件下分解放出SO2，又會恢復(fù)原色。物質(zhì)HClO、Ca(ClO)2Na2O2、O3、H2O2、新制氯水SO2木炭原理實質(zhì)效果范圍將有色物質(zhì)氧化成無色物質(zhì)氧化還原反應(yīng)(化學(xué)變化)

永久性可漂白大多數(shù)有色物質(zhì)，包括指示劑能使紫色石蕊褪色二氧化硫溶于水產(chǎn)生的亞硫酸與有色物質(zhì)直接結(jié)合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)非氧化還原反應(yīng)(化學(xué)變化)暫時性可漂白某些有色物質(zhì)，不包括指示劑，不能使石蕊試液褪色將有色物質(zhì)的分子吸附在其表面物理吸附(物理變化)暫時性可吸附某些有色物質(zhì)的分子漂白性物質(zhì)原理小結(jié)注：Na2O2具有漂白性，但通常不用它作漂白劑，因為Na2O2具有較強(qiáng)的腐蝕性。SO2能使溴水、KMnO4溶液褪色與SO2使品紅溶液褪色，實質(zhì)相同嗎?【提示】不同。前者體現(xiàn)SO2的還原性，發(fā)生的是氧化還原反應(yīng)，后者體現(xiàn)其漂白性，發(fā)生的是非氧化還原反應(yīng)。

【想一想】

【學(xué)習(xí)評價二】

2和Cl2都能用于漂白,若將SO2和Cl2等物質(zhì)的量混合通入品紅溶液,能達(dá)到“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合”的漂白效果嗎?不能,因為SO2和Cl2會發(fā)生如下反應(yīng):SO2+Cl2+2H2O====H2SO4+2HCl,從而失去漂白效果。2.二氧化硫的漂白作用是由于它能與某些有色物質(zhì)生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì),這些無色物質(zhì)容易分解而使有色物質(zhì)恢復(fù)原來的顏色。某氣體通入品紅溶液能使溶液褪色,如何驗證該氣體是SO2,還是Cl2?將褪色后的溶液加熱,若能恢復(fù)原來顏色,則該氣體是SO2;若不能恢復(fù)原色,則為Cl21、指出下列反應(yīng)或現(xiàn)象中，SO2所體現(xiàn)的性質(zhì)：（1）（2）SO2+2H2S=3S+2H2O（3）SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4（4）SO2使品紅溶液褪色（5）SO2使酸性高錳酸鉀溶液褪色（6）SO2使紫色石蕊試液變紅色2SO2+O22

SO3

催化劑△

還原性[鞏固訓(xùn)練]氧化性還原性漂白性還原性水溶液呈酸性知識點1三氧化硫1.物理性質(zhì)熔點為16.8℃，沸點為44.8℃,常溫下不為氣體。注意：不能說在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1molSO3所占的體積為。2.化學(xué)性質(zhì)：酸性氧化物的通性(1)與水的反應(yīng)(2)與堿性氧化物的反應(yīng)(3)與堿的反應(yīng)SO3＋H2O====H2SO4(放出大量熱)SO3+CaO====CaSO4SO3+Ca(OH)2====CaSO4+H2O拓展延伸知識點2H2S的性質(zhì)1.物理性質(zhì)：H2S是一種無色、有臭雞蛋氣味的氣體，有劇毒，通常狀況，1體積水能溶解體積硫化氫。拓展延伸2.化學(xué)性質(zhì)：(1)弱酸性。H2S是二元弱酸，具有酸的通性。例如：①與氫氧化鈉溶液反應(yīng)H2S+NaOH====NaHS+H2O，H2S+2NaOH====Na2S+2H2O。②與硫酸銅溶液反應(yīng)H2S+CuSO4====CuS↓+H2SO4。(2)不穩(wěn)定性：H2SH2+S(3)可燃性。2H2S+3O2(足量)2SO2+2H2O2H2S+O2(不足量)2S↓+2H2O(4)較強(qiáng)的還原性。H2S+Cl2====2HCl+S↓2H2S+SO2====3S↓+2H2OH2S+2FeCl3====2FeCl2+S↓+2HCl點燃====△====點燃====知識點3

SO2和CO2性質(zhì)的比較【重點釋疑】SO2和CO2性質(zhì)的比較SO2CO2物理性質(zhì)色、味無色、刺激性氣味無色、無味毒性有毒無毒溶解性易溶（1：40）可溶（1：1）拓展延伸SO2CO2化學(xué)性質(zhì)與水反應(yīng)與堿反應(yīng)氧化性

SO2CO2化學(xué)性質(zhì)還原性也能被酸性KMnO4溶液、氯水、溴水等氧化無還原性漂白性有，但不穩(wěn)定無2SO2+O22SO3

催化劑

△對環(huán)境的影響過量排放形成酸雨過量排放引起溫室效應(yīng)【思考·討論】

（1）CO2和SO2均為酸性氧化物，在性質(zhì)上具有一定的相似性，結(jié)合已有的知識探究能否用澄清石灰水鑒別CO2和SO2，為什么？提示：不能。少量的CO2和SO2通入澄清石灰水中，均產(chǎn)生白色沉淀；足量的CO2和SO2通入澄清石灰水中現(xiàn)象都是先變渾濁后變澄清。其中SO2與Ca（OH）2反應(yīng)的離子方程式為，（2）如何檢驗?zāi)碂o色氣體是SO2還是CO2？提示：將氣體通入品紅溶液中，若品紅溶液褪為無色，加熱，褪色后的溶液又恢復(fù)紅色，則氣體為SO2；若品紅溶液不褪色，則為CO2。（3）如何檢驗?zāi)碂o色氣體中含有SO2和CO2？澄清石灰水SO2

CO2KMnO4溶液品紅溶液品紅溶液檢驗SO2除SO2檢驗SO2是否除盡檢驗CO2【方法規(guī)律】SO2和CO2的鑒別方法試劑現(xiàn)象及結(jié)論品紅溶液使品紅溶液褪色的是SO2；不能使品紅溶液褪色的是CO2氫硫酸出現(xiàn)渾濁的是SO2；無明顯現(xiàn)象的是CO2高錳酸鉀溶液使紫色褪去的是SO2；無明顯現(xiàn)象的是CO2試劑現(xiàn)象及結(jié)論溴水使橙色褪去的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2碘水（含淀粉）使藍(lán)色褪去的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2硝酸酸化的硝酸鋇溶液產(chǎn)生白色沉淀的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2原理：知識點4、SO2的實驗室制法H2SO4(濃)+Na2SO3=SO2↑

+H2O+Na2SO4

利用了什么原理？體現(xiàn)了亞硫酸的什么性質(zhì)？

———強(qiáng)制弱、難揮制易揮———弱酸性、不穩(wěn)定性SO2+4SH2SO40+6還原性氧化性H2SSSO2SO3H2