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專題21 硫及其氧化物 【知識回放】 1．請寫出硫原子結(jié)構(gòu)示意圖。 2．結(jié)合初中學(xué)習(xí)的硫單質(zhì)性質(zhì)，歸納總結(jié)出硫單質(zhì)的物理性質(zhì)。 3．硫單質(zhì)在空氣中與純氧中燃燒現(xiàn)象分別是什么？ 【答案】 1． 2．淡黃色晶體，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳 3．空氣中：淡藍(lán)色火焰，純氧中：藍(lán)紫色火焰 【新知精講】 一、硫(S) 存在 游離態(tài) 存在于火山噴口或地殼的巖層里 化合態(tài) 主要以硫化物和硫酸鹽的形式存在 重要的化合物 名稱 硫鐵礦 芒硝 黃銅礦 石膏 化學(xué)式 FeS2 Na2SO410H2O CuFeS2 CaSO42H2O 物理性質(zhì) 顏色、狀態(tài) 黃色、固體 溶解性 不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2 化學(xué)性質(zhì) ①與金屬反應(yīng):與鈉反應(yīng):2Na+SNa2S,與鐵反應(yīng):Fe+SFeS; ②與氧氣反應(yīng):S+O2點燃 = SO2(在空氣中燃燒火焰為淡藍(lán)色,在氧氣中燃燒火焰為藍(lán)紫色) 二、硫的氧化物 1.二氧化硫(SO2) (1)物理性質(zhì): 顏色 狀態(tài) 氣味 密度 溶解性 無色 氣體 刺激性氣味 比空氣的大 易溶于水 (2)化學(xué)性質(zhì): ①與H2O反應(yīng):SO2+H2OH2SO3。②與NaOH反應(yīng):SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O。 ③與CaO反應(yīng):SO2+CaO===CaSO3。④與O2反應(yīng):2SO2+O22SO3。 2.三氧化硫 三氧化硫具有酸性氧化物的通性,主要反應(yīng)如下: SO3 【科學(xué)探究】 探究一 各類漂白劑的漂白原理 問題導(dǎo)引 1.分別將SO2和Cl2通入品紅溶液中并加熱,現(xiàn)象有何不同?若分別通入紫色石蕊溶液中呢? 2.把SO2和Cl2同時通入溶液中,溶液的漂白性是“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合”嗎? 提示若將等物質(zhì)的量的Cl2和SO2氣體相混合后,在溶液中發(fā)生反應(yīng):SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,從而失去漂白能力。 探究二 二氧化硫與二氧化碳的鑒別、凈化及檢驗 問題導(dǎo)引 SO2與CO2性質(zhì)的異同: 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? 提示不能用澄清石灰水鑒別SO2和CO2,因為二者通入澄清石灰水時,現(xiàn)象相同,即開始產(chǎn)生白色沉淀,后來沉淀溶解消失。 2.若要證明某氣體是CO2和SO2的混合氣體,需用哪些試劑?順序如何確定? 漂白類型 漂白原理 特點 舉例 氧化型 漂白劑本身是強(qiáng)氧化劑,利用其氧化性氧化有色物質(zhì)而使之失去原有的顏色 不可逆,褪色后不能恢復(fù)原色 HClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2等 化合型 漂白劑與有色物質(zhì)結(jié)合生成新的無色物質(zhì),使有機(jī)色質(zhì)失去原有的顏色 可逆,在一定的條件下又能恢復(fù)原來的顏色 SO2使品紅褪色 吸附型 有些固體物質(zhì)疏松、多孔,具有較大的表面積,可以吸附有色物質(zhì)而使之失去原有的顏色 部分吸附劑可重復(fù)使用 活性炭、木炭 【重點突破】 1.漂白原理分類 特別提醒 (1)漂白是有機(jī)色素失去原有顏色的過程,可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),如氧化型和化合型,也可能不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),如吸附型。 (2)Na2O2雖具有漂白性,但它生成的NaOH有較強(qiáng)的腐蝕性,所以一般不用它作漂白劑。 2.SO2的漂白性 (1)SO2的漂白具有選擇性,可以漂白品紅溶液,以及棉、麻等物品,但不能漂白酸堿指示劑,如石蕊、酚酞等。 (2)SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,是因為SO2的還原性而非漂白性。 (3)利用氯水、SO2的漂白性,可以鑒別Cl2和SO2,方法是將氣體分別通入品紅溶液,品紅溶液均褪色,然后再加熱褪色后的溶液,恢復(fù)紅色的通入的是SO2,不恢復(fù)原來紅色的通入的是Cl2。 3.SO2和CO2的性質(zhì)比較 SO2 CO2 物理性質(zhì) 氣味 有刺激性氣味 無味 毒性 有毒 無毒 溶解性 易溶(體積比1∶40) 可溶(體積比1∶1) 化學(xué)性質(zhì) 與水的反應(yīng) SO2+H2OH2SO3 CO2+H2OH2CO3 與堿的反應(yīng) SO2氣體通入澄清石灰水中,先生成沉淀,當(dāng)氣體過量時沉淀又溶解:Ca(OH)2+SO2===CaSO3↓+H2O CaSO3+SO2+H2O===Ca(HSO3)2 CO2氣體通入澄清石灰水中,先生成沉淀,當(dāng)氣體過量時沉淀又溶解:Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2 與堿性氧化物反應(yīng) SO2+CaO===CaSO3 CO2+CaO===CaCO3 弱氧化性 SO2+2H2S===3S↓+2H2O CO2+C2CO 還原性 二氧化硫能被酸性高錳酸鉀溶液、氯水、溴水、碘水等氧化劑氧化 無 漂白性 有,不穩(wěn)定 無 對環(huán)境的影響 形成酸雨 引起溫室效應(yīng) 鑒別 ①利用二氧化硫的還原性,能使酸性高錳酸鉀溶液或溴水褪色的是二氧化硫 ②利用二氧化硫的漂白性,用品紅溶液鑒別 4.SO2和CO2鑒別方法的辨析 二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水變渾濁,若通入的氣體過量,則沉淀都可消失。所以不能用澄清石灰水來鑒別二氧化硫和二氧化碳。通?？捎靡韵路椒? (1)用品紅溶液,使品紅溶液褪色的是二氧化硫,不能使品紅溶液褪色的是二氧化碳。 (2)用氫硫酸,出現(xiàn)渾濁的是二氧化硫,無明顯現(xiàn)象的是二氧化碳。 2H2S+SO2===2H2O+3S↓ (3)用酸性高錳酸鉀溶液,紫色褪去的是二氧化硫,無明顯現(xiàn)象的是二氧化碳。 2KMnO4+5SO2+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4 (4)用溴水,使橙色褪去的是二氧化硫,無明顯現(xiàn)象的是二氧化碳。 Br2+2H2O+SO2===2HBr+H2SO4 (5)用硝酸酸化的硝酸鋇溶液,產(chǎn)生白色沉淀的是二氧化硫,無明顯現(xiàn)象的是二氧化碳。 2HNO3+3SO2+2H2O===3H2SO4+2NO Ba(NO3)2+H2SO4===BaSO4↓+2HNO3 (6)用FeCl3溶液,使溶液顏色變淺的是二氧化硫,無明顯現(xiàn)象的是二氧化碳。 2FeCl3+SO2+2H2O===FeCl2+FeSO4+4HCl 【典題探究】 典例1 某化學(xué)實驗小組的同學(xué)為探究和比較SO2和氯水的漂白性,設(shè)計了如下的實驗裝置。 (1)實驗室用裝置A制備SO2。某同學(xué)在實驗時發(fā)現(xiàn)打開A的分液漏斗活塞后,漏斗中液體未流下,你認(rèn)為原因可能是 　; (2)實驗室用裝置E制備Cl2,其反應(yīng)的化學(xué)方程式MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O。若有6 mol的HCl參加反應(yīng),則轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為 　; (3)①反應(yīng)開始一段時間后,觀察到B、D兩個試管中的品紅溶液出現(xiàn)的現(xiàn)象是:B: 　,D: 　; ②停止通氣后,再給B、D兩個試管分別加熱,兩個試管中的現(xiàn)象分別為:B: 　,D: 　。 【答案】:(1)分液漏斗的玻璃塞沒有取下來 (2)36.021023 (3)①品紅褪色　品紅褪色 ②褪色的品紅溶液又恢復(fù)成紅色　無明顯現(xiàn)象 變式訓(xùn)練1 SO2通入下列溶液中,溶液褪色或顏色變淺,說明SO2具有漂白作用的組合是(　　) ①酸性KMnO4溶液?、诼人、跢e3+(aq)?、芷芳t溶液 A.①② B.②③ C.④ D.都不是 【答案】:C 【解析】:SO2具有漂白性,其漂白原理為SO2與有色物質(zhì)化合,生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì),受熱后能恢復(fù)原來顏色。SO2具有還原性,能與氧化性的物質(zhì)Fe3+、酸性KMnO4溶液、氯水發(fā)生氧化還原反應(yīng),因而①②③均不能說明SO2具有漂白性。 典例2 某化學(xué)興趣小組為了探究常溫下某非金屬氧化物形成的未知氣體的成分。該小組成員將氣體通入澄清石灰水,發(fā)現(xiàn)澄清石灰水變渾濁,持續(xù)通入發(fā)現(xiàn)渾濁又變澄清,由此該小組成員對氣體的成分提出猜想。 【提出猜想】 猜想1:該氣體為CO2 猜想2:該氣體為SO2 猜想3: 為了驗證猜想,該小組設(shè)計實驗加以探究: 【實驗探究】 該小組同學(xué)按如圖所示裝置,將氣體從a端通入,則: (1)B中應(yīng)該裝下列 　試劑(填編號)。 A.NaCl溶液 B.酸性KMnO4溶液 C.鹽酸 D.澄清石灰水 (2)A中品紅溶液的作用是 。 (3)D中澄清石灰水的作用是 　。 通過實驗,該小組同學(xué)觀察到以下三個實驗現(xiàn)象: ①A中品紅溶液褪色②C中品紅溶液不褪色③D中澄清石灰水變渾濁 【得出結(jié)論】 (4)由上述現(xiàn)象該小組同學(xué)確認(rèn)該氣體的成分為　 。 【答案】:猜想3:氣體為CO2和SO2的混合氣體 (1)B　 (2)驗證混合氣體中是否含有SO2 (3)驗證混合氣體中是否含有CO2 (4)CO2和SO2的混合氣體 變式訓(xùn)練2-1 檢驗SO2氣體中是否混有CO2氣體,可采用的方法是(　　) A.通過品紅溶液 B.通過澄清石灰水 C.先通過NaOH溶液,再通過澄清石灰水 D.先通過酸性KMnO4溶液,再通過澄清石灰水 【答案】:D 【解析】:SO2、CO2都能使澄清石灰水變渾濁,需先除去SO2,再檢驗CO2。SO2具有還原性,而CO2沒有,可根據(jù)此特點除去SO2。 變式訓(xùn)練2-2 下列有關(guān)二氧化硫和二氧化碳的說法中正確的是(　　) A.二者都有還原性 B.都能使紫色石蕊溶液先變紅后褪色 C.二者都有一定的氧化性 D.都能與石灰水反應(yīng),但現(xiàn)象不同 【答案】:C 【解析】:CO2無還原性,A錯誤;SO2和CO2都只能使紫色石蕊溶液變紅,B錯誤;CO2和SO2與石灰水反應(yīng)現(xiàn)象相同,D錯誤。 變式訓(xùn)練2-3 下列溶液中能夠區(qū)別SO2和CO2氣體的是(　　) ①石灰水?、贖2S溶液?、鬯嵝訩MnO4溶液?、苈人、萜芳t溶液 A.①②③ B.②③④ C.②③④⑤ D.①②③④⑤ 【答案】:C