第四章 非金属及其化合物 第三课时 硫及其化合物〖复习目标〗(1)掌握硫及其化合物(H 2S 、SO 2、SO 3、H 2SO 4等)主要性质及应用。
(2)掌握SO 42-与SO 32-的检验方法。
(3)了解硫元素重要化合物对环境质量的影响。
〖教学重点〗硫及其化合物(H 2S 、SO 2、SO 3、H 2SO 4等)主要性质及应用、SO 42-与SO 32-的检验 〖教学难点〗硫及其化合物(H 2S 、SO 2、SO 3、H 2SO 4等)性质的应用、SO 42-与SO 32-的检验 〖教学过程〗【知识精讲】 1、硫(1)硫元素的存在形态形态——游离态—火山喷口附近或地壳的岩层里—化合态—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单质俗称硫黄,是一种淡黄色固体;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS 2;有多种同素异形体,如单斜硫、斜方硫等。
残留在试管内壁上的硫呈现 淡黄色,可以用 CS 2溶解除去,因为硫的溶解性为难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。
(3)从化合价的角度认识硫单质的化学性质S 单质为0价,为中间价,既有氧化性又具有还原性。
①氧化性:H 2+S=====△H 2S Fe+S=====△FeS (氧化性较弱,Fe 为+2价) 2Cu+SCu 2S (Cu 为+1价) ② 还原性:S+O 2=======点燃SO 2 2、二氧化硫 (1)SO 2的物理性质①颜色、状态:SO 2是一种无色、有刺激性气味的气体。
②溶解性:SO 2易溶于水,通常状况下,1体积水溶解约40体积SO 2,且易液化。
③毒性:SO 2有毒,尾气中的SO 2用碱溶液吸收。
④密度:SO 2的密度比空气的大,收集SO 2用向上排空气法。
(2)SO 2的化学性质①具有酸性氧化物的通性 A .与H 2O 反应SO 2与水反应生成H 2SO 3,化学方程式为: SO 2+H 2O=H 2SO 3 。
B .使指示剂变色:SO 2能使石蕊试液变红色。
注意:SO 2不能使指示剂褪色。
C .与碱反应当NaOH 足量时,反应的化学方程式为:SO 2+2NaOH= Na 2SO 3+H 2O ;当NaOH 不足量时,反应的化学方程式为:SO 2+NaOH= NaHSO 3 。
D .可与碱性氧化物或某些盐反应。
SO 2与Na 2SO 3溶液反应生成NaHSO 3,化学方程式为: SO 2+Na 2SO 3+H 2O=2NaHSO 3。
②氧化性将SO 2通入到氢硫酸(H 2S 溶液)中:A .反应的化学方程式为:2H 2S+SO 2 =3S↓+2H 2O ;B .实验现象:产生淡黄色沉淀。
③还原性A .SO 2被O 2氧化成SO 3的反应的化学方程式为:2SO 2+O 22SO 3。
B .SO 2的水溶液能被X 2(Cl 2、Br 2、I 2)氧化,如SO 2能使溴水褪色,反应的化学方程式为:SO 2+Br 2+2H 2O= 2HBr+H 2SO 4 。
C .SO 2能使酸性KMnO 4溶液的紫红色褪去,反应的离子方程式为: 2MnO -4 +5SO 2+2H 2O= 2Mn 2++5SO 2-4+4H +④漂白性SO 2+H 2O+有色物质————→化合不稳定无色物质————→Δ有色物质3.三氧化硫SO 3在标准状况下为无色、针状晶体。
(1)SO 3与水的反应:SO 3 +H 2O=H 2SO 4 ,反应放出大量的热。
(2)SO 3是酸性氧化物,它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐。
①SO 3与氧化钙的反应:SO 3+CaO= CaSO 4 。
②SO 3与Ca(OH)2的反应:SO 3+Ca(OH)2=CaSO 4+H 2O 。
4.硫的氧化物的污染与治理(1)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有两个:途径1:空气中飘尘的催化作用, 2SO 2+O 22SO 3、SO 3+H 2O===H 2SO 4。
途径2:SO 2+H 2O H 2SO 3、2H 2SO 3+O 2===2H 2SO 4。
5.硫酸(1)稀硫酸:具有酸的通性。
(2)硫酸的物理性质纯H 2SO 4是无色油状液体,沸点高,难挥发,密度大于水,溶解于水时放出大量的热。
浓H 2SO 4稀释的方法是将浓H 2SO 4沿烧杯内壁缓缓倒入水中并用玻璃棒不断搅拌。
(3)浓硫酸的特性①吸水性(常用作干燥剂)A .可用浓H 2SO 4干燥的气体有:H 2、O 2、N 2、CO 2、Cl 2、HCl 、SO 2、CO 、CH 4、C 2H 2、C 2H 4等。
B .不能用浓硫酸干燥的气体有:碱性气体,如 NH 3 ;还原性气体,如 H 2S 、HBr 、HI 等。
②脱水性浓H 2SO 4将有机物里的氢、氧元素按原子个数 2:1的比例脱去, 例如:C 2H 5OH ————→170℃浓硫酸CH 2=CH 2↑+H 2O 。
③强氧化性 A .与金属的反应浓H 2SO 4能氧化Cu 等不活泼的金属,反应的化学方程式为:Cu+2H 2SO 4(浓) CuSO 4+SO 2↑+H 2O 。
冷的浓H 2SO 4能使铁、铝发生钝化。
【注意】注意“量变”引起的“质变”在理解浓硫酸与铜、锌、铁、铝以及与碳、硫等反应时,我们要动态地看待反应过程,例如在浓硫酸与铜的反应中,开始是浓硫酸,但随着反应的进行硫酸的浓度逐渐减小,最后变成了稀硫酸,稀硫酸与铜不反应。
B .与非金属的反应加热条件下浓H 2SO 4能氧化C 等非金属单质,反应的化学方程式为: C+2H 2SO 4(浓)=====△ CO 2↑+2SO 2↑+2H 2O 。
6.SO 42-与SO 32-的检验 (1)SO 42‾的检验被检液————————→加足量盐酸酸化取清液——————→滴加BaCl 2溶液有无白色沉淀(判断有无SO 2-4 )检验SO 42‾时要防止其他离子的干扰①Ag +干扰:先用盐酸酸化,能防止Ag +干扰,因为Ag ++Cl -=AgCl↓。
②CO 32‾、SO 32‾干扰:因为BaCO 3、BaSO 3也是白色沉淀,与BaSO 4白色沉淀所不同的是这些沉淀能溶于强酸中。
因此检验SO 42‾时,必须用酸酸化(不能用稀HNO 3酸化)。
例如:BaCO 3+2H +=H 2O +CO 2↑+Ba 2+。
所用钡盐溶液不能为Ba(NO 3)2溶液,因为在酸性条件下,SO 2-3等会被溶液中的NO 3‾(H +)氧化为SO 42‾,从而得出错误的结论。
(2)SO 32‾的检验加入氯化钡溶液生成白色沉淀,再加入盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体。
发生的反应为:SO 32‾+Ba 2+=BaSO 3↓,BaSO 3+2H +=Ba 2++SO 2↑+H 2O 。
【方法精讲】1、二氧化硫检验与性质探究SO 2和CO 2中S 和C 的化合价均为+4价,但对于CO 2而言为其最高价,只具有氧化性,而S 为中间价,既有氧化性又具有还原性,故在性质表现的时候要注意其区别。
另外二氧化硫的漂白性也是考查和探究的重点,要注意其原理为强结合能力。
(1)SO 2和CO 2的鉴别方法SO 2和CO 2都能使澄清的石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则沉淀都可消失。
所以不能用澄清的石灰水鉴别CO 2和SO 2。
通常可用以下方法:①用品红溶液,使品红溶液褪色的是SO 2,不能使品红溶液褪色的是CO 2。
②用氢硫酸,出现浑浊的是SO 2,无明显现象的是CO 2。
2H 2S +SO 2=3S↓+2H 2O 。
③用酸性KMnO 4溶液,紫色褪色的是SO 2,无明显现象的是CO 2; 2KMnO 4+5SO 2+2H 2O=K 2SO 4+2MnSO 4+2H 2SO 4。
④用溴水,使橙色褪去的是SO 2,无明显现象的是CO 2;Br 2+2H 2O +SO 2=2HBr +H 2SO 4。
⑤用HNO 3酸化的Ba(NO 3)2,溶液产生白色沉淀的是SO 2,无明显现象的是CO 2。
2HNO 3+3SO 2+2H 2O=3H 2SO 4+2NO↑, Ba(NO 3)2+H 2SO 4=BaSO 4↓+2HNO 3。
⑥用FeCl 3溶液,使棕黄色变绿色的是SO 2,无明显现象的是CO 2。
(2)常见的能用于漂白的物质的比较(3)二氧化硫的制取及性质探究 ①二氧化硫的制取Na 2SO 3+H 2SO 4(浓)=Na 2SO 4+H 2O+SO 2↑ Cu+2H 2SO 4(浓) =====△CuSO 4+2H 2O+SO 2↑ ②性质探究二氧化硫的性质探究热点为其氧化性、还原性及漂白性,一般为验证性实验。
(4)四种常见的SO 2尾气处理方法 方法一:钙基固硫法为防治酸雨,工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧,燃烧时硫、生石灰、O 2共同反应生成硫酸钙,从而使硫转移到煤渣中,反应原理为CaO +SO 2=====△CaSO 3、2CaSO 3+O 2=====△2CaSO 4,总反应方程式为 2CaO +2SO 2+O 2=====△2CaSO 4。
方法二:氨水脱硫法该脱硫法采用喷雾吸收法,雾化的氨水与烟气中的SO 2直接接触吸收SO 2,其反应的化学方程式为2NH 3+SO 2+H 2O===(NH 4)2SO 3、2(NH 4)2SO 3+O 2===(NH 4)2SO 4。
(或生成NH 4HSO 3,然后进一步氧化)方法三:钠、碱脱硫法钠、碱脱硫法是用NaOHNa 2CO 3吸收烟气中的SO 2,得到Na 2SO 3和NaHSO 3,发生反应的化学方程式为2NaOH +SO 2===Na 2SO 3+H 2O ,Na 2CO 3+SO 2===Na 2SO 3+CO 2,Na 2SO 3+SO 2+H 2O===2NaHSO 3。
方法四:双碱脱硫法先利用烧碱吸收SO 2,再利用熟石灰浆液进行再生,再生后的NaOH 碱液可循环使用,化学反应原理为①吸收反应:2NaOH +SO 2===Na 2SO 3+H 2O,2Na 2SO 3+O 2===2Na 2SO 4。
②再生反应:Na 2SO 3+Ca(OH)2===CaSO 3↓+2NaOH ,Na 2SO 4+Ca(OH)2===CaSO 4↓+2NaOH 。
2、浓硫酸的特性浓硫酸的特性表现在其吸水性、脱水性和强氧化性。
(1)硫酸跟金属反应的一般规律①稀硫酸跟金属活动顺序中氢前面的金属反应放出H 2,跟氢后面的金属不反应。
②在常温下铁、铝遇冷的浓硫酸发生“钝化”,但加热时却剧烈地反应。
③Au、Pt 与浓、稀硫酸均不发生反应。