第三节硫和氮的氧化物.doc
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1、 第三节 硫和氮的氧化物(共2课时) 第1课时 二氧化硫与三氧化硫【教学目标】:1了解SO2的物理性质和用途,掌握SO2的化学性质;2了解可逆反应的概念,知道SO2的漂白原理。【教学重难点】:SO2的化学性质【教学过程】【导课】平常看电视的时候,在天气预报后,还有关于环境方面的其他报道,那是什么?空气质量日报【思考】:在空气质量报告的各项指标中,有二氧化硫和二氧化氮的指数。二氧化硫和二氧化氮是什么?空气中有多种物质,为什么要选择这两种污染物的指数来报告?它们有什么危害?这就是我们这节书所介绍的内容,今天我们首先来共同讨论关于二氧化硫的问题。一、二氧化硫和三氧化硫1硫(1)硫的存在形式游离态:火
2、山口附近或地壳的岩石里。 化合态:硫化物和硫酸盐,如硫铁矿FeS2、黄铜CuFeS2、石膏(CaSO42H2O)、芒硝(Na2SO410H2O)。硫是一种生命元素,组成某些蛋白质时离不开它,这也正是煤、石油、天然气等化石燃料中通常含硫的原因。(2)硫的物理性质硫(sulphur)俗称硫磺。淡黄色固体,难溶于水,可溶于酒精,易溶于CS2,熔沸点都很低。 【思考】用何种方法除去沾在试管上的硫单质?用CS2 洗涤,加热升华法。【思考】硫单质的处于硫元素的中间价态,那么硫会有哪些化学性质呢?硫既有氧化性又有还原性。2硫的化学性质 与绝大多数金属反应2Na+SNa2S (研磨并轻微爆炸) Fe+SFeS
3、 2Cu+SCu2S (与变价金属生成低价金属)Hg+S=HgS(除去有毒的Hg的方法)【点拨】硫具有弱氧化性,在与变价金属铁和铜反应时,一般生产低价金属硫化物。而氯气与变价金属铁和铜反应时,生成高价金属氯化物。与非金属反应:S+O2SO2(实验现象:硫在空气中燃烧发出淡蓝色的火焰,在氧气中燃烧发出蓝紫色的火焰。)H2+SH2S (制得的H2S是一种臭鸡蛋气味的有毒气体,有强还原性。)与碱反应:硫与热碱溶液反应生成金属硫化物和亚硫酸盐。如S与热的NaOH溶液反应的化学方程式为:3S+ 6NaOH2 Na2S+ Na2SO3+3H2O3二氧化硫(SO2)(1)物理性质:无色、有刺激性气味的有毒气
4、体,密度比空气大,易溶于水(1体积水大约能溶解40体积的SO2),易液化(10)。(2)化学性质【实验4-7】:SO2化学性质的探究。【实验1】将一集满SO2的试管倒置于水槽中,晃动、观察、橡皮塞塞上后,取出水面,用PH试纸测酸碱度。【实验现象】试管中液面逐渐上升。说明SO2易溶于水。【点拨】经测量PHBr2 I2S 离子还原性:ClBrI S2- 事实证明,H2S是一种较强的还原剂,可被O2、卤素单质、SO2、酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化。讲H2S除了有强还原性外,还有不稳定性,即在较高温度时易分解为H2和S,其稳定性弱于S的同族元素O所形成的氢化物H2O (3)不稳定性:H2S H2+S
5、 H2S气体溶于水时,可得氢硫酸,下面我们就来一起讨论它的性质。(4)H2S气体的水溶液-氢硫酸氢硫酸是一种易挥发的二元弱酸,其酸性比碳酸还要弱,具有酸的通性。【思考与交流】现有氢硫酸(H2S)、亚硫酸(H2SO3)、亚硫酸钠(Na2SO3)三瓶溶液,它们在空气中易变质。分析变质的原因:均有强还原性,能被空气中的氧气氧化。2H2S+O2=2S+2H2O 2H2SO3+ O2=2H2SO4 2Na2SO3 +O2=2Na2SO4 设计实验证明是否发生变质H2S :观察是否有浑浊H2SO3:加BaCl2溶液,是否有白色沉淀Na2SO3:先加盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,看是否有白色沉淀生成 设计
6、实验证明溶液已完全发生变质H2S :加入硫酸铜溶液,看是否有黑色沉淀H2SO3:加入品红溶液,看是否褪色Na2SO3 :加入酸性高锰酸钾溶液,看溶液是否褪色【课堂小结】本节从硫单质的性质讲起,从S的-2、0、+4、+6价的价态对它的氢化物、氧化物及其对应的水化物和盐的氧化还原性进行了分析,重点学习了SO2的性质,使我们对酸雨的形成与防治有了一定的认识。【巩固练习】1下列气体在浓碱溶液中能做喷泉实验的是( C D ) AN2 BHe CSO2 DHCl2除去CO2中混有的少量SO2气体,可选用试剂( D )A澄清石灰水 B品红溶液C溴水D饱和NaHCO3溶液【解析】:鉴别CO2和SO2时,可将气
7、体分别通过品红溶液或溴水或KMnO4溶液等,使溶液颜色褪去者为SO2。但除杂时,要将SO2除尽且须防止CO2的消耗与溶解。因此应选择答案D。原理:NaHCO3SO2=NaHSO3CO2(强制弱)。3下列关于SO2的叙述,正确的是( A )ASO2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 BSO2是硫酸的酸酐C大气中SO2的主要来源是汽车排出的尾气 DSO2具有漂白性,因而可以使石蕊试液褪色4下列说法正确的是(A )ASO2能使FeCl3、KMnO4水溶液迅速褪色 B可以用澄清石灰水鉴别SO2和CO2C硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3 D少量SO2通入浓的CaCl2溶液能生成白
8、色沉淀【解析】:SO2中硫元素为+4价,具有较强的还原性。在水溶液中SO2可以将氧化剂FeCl3、KMnO4等迅速还原而使溶液褪色,应用这一原理可以除去气体中少量的杂质SO2。SO2通入澄清的石灰水跟CO2通入澄清石灰水的反应类似,发生化学反应表达上也相似,所以不能用石灰水鉴别SO2和CO2。通常情况下,SO2很难被O2氧化,只有在一定温度和有催化剂存在的条件下才反应生成SO3且反应具有可逆性。SO2的水化物是H2SO3,H2SO3的酸性比盐酸强,不能生成白色沉淀。5将SO2通到显红色的酚酞试液中,发现红色消失,主要原因是SO2(D )A有漂白性B有还原性C有氧化性D溶于水中显酸性【解析】:酚
9、酞显红色说明溶液中存在着碱性的物质,而二氧化硫溶于水后显酸性,可将碱性物质中和,而使酚酞褪色。6检验SO2气体中是否存在CO2气体,应采用的方法是( C ) A通过澄清石灰水 B先通过小苏打(NaHCO3)溶液,再通过石灰水 C先通过足量酸性高锰酸钾溶液,再通过石灰水 D通过品红溶液7下列说法不正确的是( C )A由于地壳的岩层里含硫及其化合物,因此火山喷出物中含有H2S、SO2等硫的化合物B化石燃料直接燃烧会产生对大气有严重污染的SO2气体C硫在空气中燃烧的产物是SO2,在氧气中燃烧的产物是SO3D硫是一种黄色晶体,不溶于水,微溶于酒精【解析】:SO2转化成SO3的条件是催化剂、加热,而S在
10、氧气中燃烧只能生成SO2,不具备SO2转化成SO3的条件。8Cl2和SO2都具有漂白作用,都能使品红溶液褪色。若将等物质的量的Cl2、SO2混合后再通入品红与BaCl2的混合溶液,能观察到的现象是( C)溶液很快褪色溶液不褪色出现沉淀不出现沉淀AB C D【解析】:尽管潮湿的Cl2和SO2都具有漂白作用,但Cl2具强氧化性,而SO2具有还原性,若同时使用,它们将会发生如下反应:Cl2SO22H2O=H2SO42HCl。这样两者等物质的量混合,会完全丧失漂白作用,溶液不会褪色,而生成的H2SO4与BaCl2反应生成不溶于水和酸的白色淀淀BaSO4。9如下图所示,在注射器中加入少量Na2SO3晶体
11、,并吸入少量浓硫酸(以不接触纸条为准)。则下列有关说法正确的是( D )A湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色B湿润的品红试纸,蘸有KMnO4酸性溶液的滤纸均褪色证明了SO2的漂白性C湿润的碘化钾淀粉试纸未变蓝说明SO2不能将I还原为I2D实验后,可把注射器中的物质推入NaOH溶液,以减少环境污染【解析】:吸入的浓硫酸与Na2SO3反应,生成SO2气体。A项中,SO2为酸性气体,能使湿润蓝色石蕊试纸变红,但SO2不能漂白酸碱指示剂,错误;B项中,SO2的漂白性使品红褪色,SO2的还原性能使KMnO4酸性溶液褪色,错误。C项中,I转化成I2是氧化过程,不是还原过程,说法错误。10下列说法正确的是( B
12、 )A因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、溴水、KMnO4(H)、石蕊溶液褪色B能使品红溶液褪色的不一定是SO2CSO2、漂白粉、活性碳、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同DSO2和Cl2等物质的量混合后同时通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,漂白效果更好【解析】:本题是对漂白性物质的漂白原理的综合考查。A项中,SO2使溴水、KMnO4(H)褪色是因为SO2具有还原性,能使品红褪色是漂白性,SO2不能使指示剂褪色;能使品红褪色的物质很多,不仅仅是SO2;C项的这些漂白剂的漂白原理不都相同;SO2和Cl2等物质的量混合后在溶液中发生反应:SO2Cl22H2O=H2SO42HCl,从而失去
13、漂白能力。11SO2中含有+4价的S,既可以被氧化又可以被还原,指出下列反应中的氧化剂、还原剂。(1)SO2+2H2S=3S+2H2O 氧化剂 还原剂 。(2)SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr 氧化剂 还原剂 。【解答】 SO2 H2S Br2 SO212(1)把SO2气体通入品红溶液中,现象为 ,加热溶液煮沸后,现象为 (2)将Cl2通入紫色石蕊试液中,现象为 ,将SO2通入紫色石蕊试液中,现象为 。(3)将SO2通入溴水中,溴水褪色,是否是SO2的漂白性? (填“是”或“否”)将SO2通入使酚酞呈红色的溶液中,溶液褪色,是否是SO2的漂白性? 。【解答】(1)溶液褪色 溶液颜
14、色恢复 (2)溶液先变红后褪色 溶液变红 (3)否 否 13某研究小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时,利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。(1)请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式:SO22NaOH=_。(2)反应Cl2Na2SO32NaOH=2NaClNa2SO4H2O中的还原剂为_。【解析】:本题主要考查实验设计与评价能力,背景知识为氧化还原反应,意在考查考生的实验设计能力,分析与解决问题的能力,本题在对考生实验评价能力的考查上具有特别的价值,是一个既具有新颖性,又不失经典性的好题(1)SO2与过量NaOH反应的产物为Na2SO3与H2O;(2)在反应中,硫
15、元素的化合价升高,所以Na2SO3为还原剂;14A、B是两种有刺激性气味的气体。试根据下列实验事实填空。(1)写出AF各物质的化学式:A_,B_,C_,D_,E_,F_。(2)写出A、B跟水反应的离子方程式_。【解析】:由题图中A、B两种气体等物质的量加入H2O中,生成含C、D的无色溶液,滴入Ba(OH)2溶液生成沉淀F和溶液D,D中滴入AgNO3溶液生成白色沉淀G,可知溶液C、D中含有SO、Cl。向气体B中通入Ba(OH)2溶液有沉淀E生成,且B是有刺激性气味的气体,可知B为SO2,则A为Cl2。【答案】:(1)Cl2SO2H2SO4HClBaSO3BaSO4 (2)Cl2SO22H2O=4
16、HSO2Cl【课后作业】1关于单质硫的叙述中,通常状况下为黄色粉末,不溶于水,易溶于酒精和CS2,氧化性比氯弱,只能被还原不能被氧化,医药上用来做硫磺软膏,治疗某些皮肤病。其中正确的是( D )ABCD2下列对SO2和SO3的叙述正确的是( D)A通常条件下,都是无色气体,都易溶于水 B都是酸性氧化物,其水溶液都是强酸C都可使品红溶液褪色,加热时红色又能再现 D都能跟碱溶液反应3既能使石蕊试液变红,又能使品红试液变为无色,还能使溴水褪色的是( C )ACl2 BHCl CSO2 DCO24将SO2通入BaCl2溶液至饱和未见沉淀生成,继续通入某种气体仍无沉淀生成,则该气体可能是( A )ACO
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