人教版 (2019)必修 第二册第一节 硫及其化合物第1课时学案设计

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第1课时 硫和二氧化硫
[核心素养发展目标] 1.能从物质类别和硫元素化合价的角度认识硫和二氧化硫的性质，强化“证据推理与模型认知”能力的发展。2.了解二氧化硫与水反应的可逆性、二氧化硫的漂白性及其与氯气漂白原理的不同。
一、硫
1．硫元素
2.硫的性质
(1)物理性质
硫(俗称硫黄)是一种黄色晶体，质脆，易研成粉末。硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳(CS2)。
硫有多种同素异形体，如正交硫和斜方硫。
(2)化学性质
思考1 从物质类别和元素价态的视角预测硫单质的化学性质。
提示 硫是化学性质比较活泼的非金属单质，能与许多金属单质及非金属单质发生化学反应；
处于中间价态的S能发生氧化反应和还原反应：
H2eq \(S,\s\up6(－2))、Na2eq \(S,\s\up6(－2))、Feeq \(S,\s\up6( －2))eq \(←―――――,\s\up7(被还原),\s\d5()) eq \(S,\s\up6(0)) eq \(――→,\s\up7(被氧化))eq \(S,\s\up6(＋4))O2、eq \(S,\s\up6(＋4))Oeq \\al(2－,3)、eq \(S,\s\up6(＋6))Oeq \\al(2－,4)。
特别提醒 硫在空气中和氧气中燃烧都只生成SO2。
思考2 变价金属铁、铜分别在氯气和硫蒸气中反应所得产物中金属元素的价态有何区别？
提示 因为氯气的氧化性较强，氯气与变价金属铁、铜反应时，生成高价金属氯化物FeCl3和CuCl2；而硫的氧化性较弱，硫与变价金属铁、铜反应时，一般生成低价态的金属硫化物FeS和Cu2S。
1．判断正误
(1)要洗涤试管壁上附着的硫单质，不能用水洗，可以用酒精洗涤( )
(2)高价态的含硫物质要实现向低价态含硫物质转化，一定发生还原反应( )
(3)单质硫在纯氧中燃烧，其氧化产物为SO3( )
(4)硫是一种非金属单质，与其他单质反应，只能作氧化剂( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)×
2．下列化合物能用相应的单质直接化合制得的是________________(填序号)。
①CuS ②FeS ③HCl ④SO2 ⑤SO3 ⑥FeCl2 ⑦CuCl2 ⑧Cu2S ⑨HgS ⑩Ag2S
答案 ②③④⑦⑧⑨⑩
二、二氧化硫
1．物理性质
二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气的大，易溶于水，通常情况下，1体积的水可以溶解约40体积的二氧化硫。
2．实验探究
3.化学性质
思考1 从物质分类角度：SO2为酸性氧化物，可以与水、碱或碱性氧化物反应。
①SO2通入水中，其化学方程式为SO2＋H2OH2SO3。
②少量SO2通入澄清石灰水中，其离子方程式为SO2＋Ca2＋＋2OH－===CaSO3↓＋H2O。
③SO2与CaO反应，其化学方程式为SO2＋CaO===CaSO3。
(1)从元素化合价角度：SO2中硫元素为中间价态＋4价，既有氧化性又有还原性。
(2)SO2的特性——漂白性
二氧化硫具有漂白作用，由于它能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。
特别提醒 SO2的漂白具有选择性和不稳定性等特点，可漂白品红溶液，但不能漂白石蕊、甲基橙等指示剂。漂白是使有机色素褪色，无机物褪色不能称为漂白，如SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，体现其还原性而非漂白性。
4．SO2的用途
(1)漂白纸浆、毛、丝等。
(2)用于杀菌消毒，还是一种食品添加剂。
5．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，叫做可逆反应，化学方程式中用“”而不用“===”。如：SO2＋H2OH2SO3、2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))2SO3、Cl2＋H2OHCl＋HClO。
思考2 SO2在适当的温度并有催化剂存在的条件下，可以被氧气氧化生成SO3。已知SO3的熔点为16.8 ℃，沸点为44.8 ℃，也是一种酸性氧化物。思考并回答下列问题：
(1)标准状况下，22.4 L SO3所含O原子的数目是3NA吗？为什么？
(2)试分别写出SO3与H2O、CaO、Ca(OH)2反应的化学方程式。
提示 (1)不是，因为标准状况下SO3是固态，22.4 L SO3不是1 ml。
(2)SO3＋H2O===H2SO4；
SO3＋CaO===CaSO4；
SO3＋Ca(OH)2===CaSO4＋H2O。
1．判断正误
(1)SO2的水溶液中存在SO2、H2SO3的原因是SO2与H2O反应为可逆反应( )
(2)SO2可使溴水褪色，是因为SO2有漂白性( )
(3)SO2气体通入BaCl2溶液产生白色沉淀BaSO3( )
(4)某气体通入品红溶液后，品红溶液褪色，则该气体一定是SO2( )
(5)SO2通入紫色石蕊溶液中先变红色后褪色( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×
2．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( )
答案 B
解析 A项，酸性KMnO4溶液能与SO2发生氧化还原反应，SO2被氧化成SOeq \\al(2－,4)，SO2做还原剂，错误；C项，SO2为酸性氧化物，能与NaOH溶液反应，无明显现象，错误；D项，SO2能与H2S反应生成S和H2O，体现SO2的氧化性，错误。
3．我们已经学习了许多具有漂白性的物质。
(1)请列举你知道的常见的漂白剂：__________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
提示 活性炭、过氧化氢、过氧化钠、氯水、次氯酸、次氯酸盐、臭氧、二氧化硫
(2)氯水和二氧化硫的水溶液都有漂白性，若将二者混合，漂白性会增强吗？______(填“会”或“不会”)，并说明原因：_________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
提示 不会 若将等物质的量的氯气和二氧化硫气体相混合，在溶液中发生反应：SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，从而失去漂白能力
常见漂白剂漂白性的区别
1．下列关于单质硫的叙述：①通常状况下为黄色晶体；②不溶于水、易溶于酒精和CS2；
③氧化性比氯气弱；④只能被还原不能被氧化；⑤医药上用来制作硫黄软膏，治疗某些皮肤病；⑥硫有许多同素异形体，如正交硫和斜方硫。其中正确的是( )
A．①②③⑤ B．②③⑤⑥
C．③④⑤⑥ D．①③⑤⑥
答案 D
解析 ①在常温下，单质硫是一种黄色晶体，故正确；②单质硫不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，故错误；③S元素的非金属性比Cl元素弱，则单质硫的氧化性比氯气弱，故正确；④单质硫中S元素的化合价处于中间价态，既能被氧化又能被还原，故错误；⑤单质硫能杀死病菌，医药上用来制作硫黄软膏，治疗某些皮肤病，故正确。
2．下列物质能与SO2气体反应，但无沉淀产生的是( )
①溴水 ②Ba(OH)2溶液 ③石灰水 ④Na2CO3溶液 ⑤稀硫酸 ⑥Na2SO4溶液 ⑦Na2SO3溶液
A．只有① B．①④⑤
C．④⑥⑦ D．①④⑦
答案 D
3．将SO2分别通入下列五种溶液中：
回答下列问题：
(1)试管①中的实验现象：酸性KMnO4溶液__________________________________________，
证明SO2具有________性。
(2)试管②中的实验现象：溶液________，证明SO2具有________性。
(3)试管③中的实验现象：溶液______，证明SO2能中和NaOH，写出该反应的离子方程式：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)试管④中能产生______沉淀，该沉淀是___________________________________________。
(5)试管⑤中能产生白色沉淀，该沉淀是_____________________________________________。
答案 (1)褪色 还原 (2)褪色 漂白
(3)褪色 SO2＋2OH－===SOeq \\al(2－,3)＋H2O(或SO2＋OH－===HSOeq \\al(－,3)) (4)白色 BaSO3 (5)BaSO4
题组一 硫单质的性质
1．(2023·福建莆田高一期中)下列有关硫单质性质的叙述正确的是( )
A．硫在空气中的燃烧产物是SO2，在纯氧中的燃烧产物也是SO2
B．自然界中在富氧环境中的含硫化合物，硫通常显＋4价
C．硫燃烧时，硫过量时燃烧的产物是SO2，氧气过量时燃烧的产物是SO3
D．常温常压下硫单质是一种黄色易溶于水的晶体
答案 A
解析 硫在空气中或者纯氧中的燃烧产物只能是SO2，A正确；硫在过量氧气中燃烧只生成二氧化硫，C错误。
2．(2023·山东济宁高一质检)下列关于硫单质的说法中不正确的是( )
A．试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去
B．硫跟铁反应生成硫化亚铁
C．单质硫既有氧化性又有还原性
D．硫元素没有同素异形体
答案 D
解析 硫黄易溶于CS2，试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去，A正确；单质硫的化合价为0价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，C正确；硫元素可以形成单斜硫与正交硫等多种同素异形体，D错误。
3．硫的氧化性不如氧气强，在下列叙述中不能说明这一事实的是( )
A．S＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))SO2，O2是氧化剂、S是还原剂
B．S是黄色晶体，O2是无色气体
C．氢硫酸放置在空气中易变浑浊(2H2S＋O2===2S↓＋2H2O)
D．S和Cu反应只能生成Cu2S(硫化亚铜)，而O2与Cu反应生成CuO
答案 B
解析 A项，S与O2化合时，O2是氧化剂，硫是还原剂，说明氧气的氧化性比硫强；B项，不同单质的氧化性强弱与单质的存在状态无必然联系；C项，氢硫酸放置在空气中易变浑浊，是氧气将硫置换出来，说明氧气的氧化性比硫强；D项，S可以将Cu氧化生成Cu2S(Cu的化合价为＋1)，而O2可以将Cu氧化为CuO(Cu的化合价为＋2)，说明氧气的氧化性比硫强。
题组二 二氧化硫的性质及应用
4．(2023·辽宁鞍山高一期中)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 ⑤品红
A．①⑤ B．②③ C．全部 D．⑤
答案 D
解析 高锰酸钾溶液中通入二氧化硫气体，发生氧化还原反应，高锰酸钾被还原为无色锰离子，体现二氧化硫的还原性，故①不符合；二氧化硫气体通入溴水中发生氧化还原反应：SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，溶液褪色，体现了二氧化硫的还原性，故②不符合；二氧化硫气体通入碘水中发生氧化还原反应：SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI，溶液褪色，体现了二氧化硫的还原性，故③不符合；二氧化硫气体通入氯水中发生氧化还原反应：SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，溶液褪色，体现了二氧化硫的还原性，故④不符合；SO2与品红溶液中有色物质结合为无色物质，溶液褪色，体现了二氧化硫的漂白性，故⑤符合。
5．下列有关SO2的说法不正确的是( )
A．将SO2气体通入H2S溶液中，生成淡黄色沉淀，反应中SO2为还原剂
B．SO2和CO2均能与澄清石灰水反应，现象相同
C．SO2具有漂白性，但遇紫色石蕊溶液却不能将其漂白
D．SO2和Cl2均能使品红溶液褪色
答案 A
解析 SO2和H2S在溶液中发生反应：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O，SO2中S元素化合价降低，表现氧化性，A项错误；SO2、CO2作为酸性氧化物，与澄清石灰水反应现象相同，都能看到先有沉淀生成，气体过量后沉淀溶解，B项正确；SO2遇紫色石蕊溶液变红，但不能使其褪色，C项正确。
6．对于反应2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))2SO3的叙述不正确的是( )
A．该反应是可逆反应，在相同条件下，反应可同时向两个方向进行
B．1 ml氧气与2 ml二氧化硫混合发生反应能生成2 ml 三氧化硫
C．在该反应中二氧化硫作还原剂，氧气作氧化剂
D．该反应有0.4 ml电子发生转移时，生成0.2 ml三氧化硫
答案 B
解析 可逆反应是在相同条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应，A正确；在可逆反应体系中，反应物和生成物共存， 1 ml氧气和2 ml 二氧化硫反应，不可能完全转化生成2 ml 三氧化硫，B错误；在该反应中硫元素化合价由＋4价升高至＋6价，二氧化硫作还原剂，氧气作氧化剂，当生成1 ml三氧化硫时转移2 ml电子，有0.4 ml电子发生转移时，则生成0.2 ml三氧化硫，C、D正确。
7．(2022·上海浦东新区高一期末)将足量的SO2通入BaCl2溶液中无明显现象，当加入某试剂X后，有沉淀生成。此试剂(或气体)X可能是( )
①NaOH溶液；②H2O2溶液；③K2SO4溶液；④新制氯水；⑤H2S；⑥CO2
A．①② B．①②③④⑤
C．②③⑤⑥ D．④⑤⑥
答案 B
解析 二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠，亚硫酸钠与氯化钡反应生成亚硫酸钡沉淀，①选；H2O2具有强氧化性，能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子，硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀，②选；硫酸钾溶液能够与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，③选；新制氯水能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子，硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀，④选；2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，有沉淀生成，⑤选；二氧化碳和二氧化硫均不与氯化钡反应，不会产生沉淀，⑥不选。
8．能正确表示下列反应的离子方程式的是( )
A．向澄清石灰水中通入少量SO2气体：Ca2＋＋SO2===CaSO3↓
B．过量SO2气体通入氢氧化钠溶液中：SO2＋OH－===HSOeq \\al(－,3)
C．SO2气体通入溴水中：SO2＋Br2＋H2O===2H＋＋2Br－＋SOeq \\al(2－,3)
D．向氢硫酸中通入氯气：S2－＋Cl2===S↓＋2Cl－
答案 B
解析 向澄清石灰水中通入少量SO2气体，对应的离子方程式是Ca2＋＋2OH－＋SO2===CaSO3↓＋H2O，A不正确；SO2气体通入溴水中，对应的离子方程式是SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SOeq \\al(2－,4)，C不正确；向氢硫酸中通入氯气，H2S是弱酸不可拆分，对应的离子方程式是H2S＋Cl2===S↓＋2H＋＋2Cl－，D不正确。
9．在探究SO2水溶液成分和性质的实验中，下列根据实验现象得出的结论正确的是( )
A．向SO2水溶液中加入少量NaHCO3粉末，有气泡产生，说明SO2水溶液呈酸性
B．向SO2水溶液中滴加品红溶液，品红溶液褪色，说明SO2具有氧化性
C．向SO2水溶液中通入H2S气体，有淡黄色沉淀产生，说明SO2具有还原性
D．向酸性KMnO4溶液中滴加SO2水溶液，溶液褪色，说明SO2具有漂白性
答案 A
10.如图所示，锥形瓶内装有干燥的气体A，胶头滴管内盛有液体B，若挤压胶头滴管，使液体B滴入瓶中，振荡，一会儿可见小气球C鼓起。则气体A和液体B最可能的是( )
A．A是Cl2，B是饱和食盐水
B．A是CO2，B是饱和NaHCO3溶液
C．A是SO2，B是饱和NaHSO3溶液
D．A是SO2，B是烧碱溶液
答案 D
11.A是中学化学中常见的单质，B、C为化合物。它们有如图所示的转化关系(部分产物及反应条件省略)。下列判断正确的是( )
A．A、B、C含有一种相同的元素
B．A可能是金属，也可能是非金属
C．A对应氧化物的水化物为强酸
D．反应①②互为可逆反应
答案 A
解析 满足题目要求的转化关系如图所示：
12．如图所示是一系列含硫化合物的转化关系(反应中生成的水已略去)，其中说法正确的是( )
A．反应①说明SO2具有漂白性，反应②说明SO2为酸性氧化物
B．反应②中生成物n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)＝1∶1时，反应物n(SO2)∶n(NaOH)＝1∶2
C．反应③④⑤均属于氧化还原反应
D．实验室中可利用反应②吸收SO2
答案 D
解析 A项，反应①中溶液先变蓝后褪色，是因为SO2先与KIO3反应生成I2，后SO2又与I2反应生成I－，体现了SO2的还原性，反应②属于酸性氧化物与碱的反应，错误；B项，根据原子守恒，当n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)＝1∶1时，n(SO2)∶n(NaOH)＝2∶3，错误；C项，反应④是非氧化还原反应，错误；D项，实验室中可利用NaOH溶液吸收二氧化硫，正确。
13．(1)黑火药爆炸时发生的反应是S＋2KNO3＋3Ceq \(=====,\s\up7(点燃))K2S＋3CO2↑＋N2↑，反应中的氧化剂是________，每生成1 ml N2转移__________ml电子。分离黑火药中三种成分的方法是将黑火药溶于水，过滤，蒸发滤液得__________，再将滤纸上的物质溶于______________，过滤，滤纸上留下的物质是________。
(2)用热的氢氧化钠溶液可以清洗试管壁上附着的硫单质，该反应原理为3S＋6NaOHeq \(=====,\s\up7(△))2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，在该反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为__________，写出上述反应的离子方程式：____________________________________；向上述反应的溶液中再加入适量的稀H2SO4，会产生淡黄色沉淀，写出该反应的离子方程式：____________________。由此我们可看出S2－与SOeq \\al(2－,3)在__________性条件下可大量共存，在______性条件下不能大量共存。
答案 (1)S、KNO3 12 KNO3 CS2(或热的NaOH溶液) C (2)2∶1 3S＋6OH－eq \(=====,\s\up7(△))2S2－＋SOeq \\al(2－,3)＋3H2O 2S2－＋SOeq \\al(2－,3)＋6H＋===3S↓＋3H2O 碱 酸
14．某小组探究二氧化硫分别与BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液反应的实验。
(1)少量SO2通入Ba(OH)2溶液中的离子方程式为_____________________________________。
(2)该小组实验时，将SO2通入BaCl2溶液中，出现了异常现象，看到了明显的白色沉淀，为探究该白色沉淀的成分，他们设计了如下实验流程：
eq \x(所得悬浊液)eq \(――→,\s\up7(操作①))eq \x(白色沉淀)eq \(―――→,\s\up7(加试剂A))eq \x(观察现象，并判断)
则操作①的名称为________，试剂A的化学式为________。
(3)实验表明，加入试剂A后，白色沉淀没有溶解，则该白色沉淀的成分是________(填化学式)，产生该白色沉淀的离子方程式是_______________________________________________。
答案 (1)Ba2＋＋SO2＋2OH－===BaSO3↓＋H2O (2)过滤，洗涤(洗涤可不写) HCl (3)BaSO4 2SO2＋2Ba2＋＋O2＋2H2O===2BaSO4↓＋4H＋
15．某化学实验小组为了验证SO2和Cl2的漂白性，设计了如图所示的实验装置。请回答下列问题。
(1)他们制备SO2和Cl2所依据的原理分别是Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋H2O＋SO2↑、MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，则上图A、E装置中用来制Cl2的装置是________(填字母)，反应中盐酸所表现的性质是________性和________性，生成71 g Cl2转移的电子数是________ml。
(2)反应开始后，B、D试管中的现象均为________，停止通气后，给B、D两试管加热，B中现象为_______________________________________________________________________。
(3)装置C的作用是______________________________________________________________。
(4)足量NaOH与Cl2反应的离子方程式为____________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(5)该小组同学将两种气体混合后通入品红溶液，一段时间后品红几乎不褪色，查阅资料知二者按体积比1∶1混合生成两种酸，则该反应的化学方程式为___________________________。
答案 (1)E 还原 酸 2 (2)品红溶液褪色
溶液变红 (3)吸收多余的SO2和Cl2
(4)Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O
(5)SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4
解析 (1)实验室制取氯气应选用固液加热型装置，故选E；实验室制取氯气的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，由HCl生成MnCl2，氯元素化合价不变，由HCl生成Cl2，氯元素化合价升高，所以浓盐酸所表现出的性质是酸性和还原性；71 g Cl2的物质的量是1 ml，氯元素化合价由－1升高为0，所以生成1 ml氯气转移2 ml电子。
(3)氯气和二氧化硫都有毒，不能直接排放，都能和氢氧化钠溶液反应转化为无毒物质。硫元素位置
原子结构示意图
非金属性
主要化合价
第三周期、第ⅥA族
比氯、氧弱
－2、0、＋4、＋6
实验操作
(1)
(2)用pH试纸测溶液pH
实验现象
(1)试管中液面上升
(2)pH试纸呈红色
振荡后溶液红色褪去，再加热溶液恢复红色
结论
SO2易溶于水，且溶液呈酸性
SO2具有漂白性，但生成的无色物质不稳定
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
硫化氢水溶液
溶液变浑浊
SO2有还原性
漂白剂
漂白原理
特点
氯水(HClO)、Ca(ClO)2、H2O2
利用物质的氧化性氧化有色物质而使之失去原有的颜色
不可逆，褪色后不能恢复原来的颜色
SO2
与有色物质结合生成不稳定的无色物质
可逆，在一定条件下又能恢复原来的颜色
活性炭
具有较大的比表面积，可以吸附有色物质而使之失去原有的颜色
部分吸附剂可重复使用