《2018年高中化學 第三章 自然界中的元素 第3節(jié) 硫的轉(zhuǎn)化學案 魯科版必修1.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018年高中化學 第三章 自然界中的元素 第3節(jié) 硫的轉(zhuǎn)化學案 魯科版必修1.doc（5頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第3章 第3節(jié) 硫的轉(zhuǎn)化 【本講教育信息】 一. 教學內(nèi)容： 第3章 第3節(jié) 硫的轉(zhuǎn)化 二. 教學目的 1、掌握硫單質(zhì)的性質(zhì)和用途 2、掌握二氧化硫的性質(zhì)和用途 3、認識濃硫酸的強氧化性 4、了解酸雨的成因、危害和防護措施 三. 教學重點、難點 二氧化硫及濃硫酸的性質(zhì) 四. 知識分析 （一）自然界中的硫 1、自然界中不同價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化 （1）硫元素在自然界中的存在 硫元素廣泛存在于自然界中，在火山口附近有硫單質(zhì)存在，其余主要以化合態(tài)存在于海洋、大氣、地殼及動植物體內(nèi)。 （2）自然界中不同價態(tài)硫元素的轉(zhuǎn)化 火山噴發(fā)時，部分硫轉(zhuǎn)化為硫化氫氣體，部分硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫和三氧化硫氣體，二氧化硫在大氣中易被氧化為三氧化硫，二氧化硫和三氧化硫溶于水，分別生成亞硫酸和硫酸，一些微生物又繼續(xù)將酸轉(zhuǎn)化為硫或硫化氫。此外，火山噴發(fā)時還有部分硫與含有鐵、砷、汞等元素的物質(zhì)反應，形成礦物，而暴露于地面的多種含硫礦物，受氧氣和水蒸氣作用又生成新的物質(zhì)，如石膏、芒硝等。 2、認識硫單質(zhì) （1）物理性質(zhì)：通過實驗認識和探究硫的物理性質(zhì) 通常硫是一種黃色或淡黃色的固體，很脆，易研成粉末。不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，熔點和沸點較低。 硫有多種同素異形體，常見的有斜方硫和單斜硫。 （2）化學性質(zhì)： 分析：硫元素的化合價有-2、0、＋2、＋4、＋6，硫單質(zhì)0價，居于中間價態(tài)，既有氧化性又有還原性。 ①氧化性 與金屬：Fe ＋ S FeS 2Cu ＋S Cu2S 2Na ＋S ＝ Na2S (研磨) Hg ＋ S HgS 與非金屬：H2 ＋ S H2S 2S ＋ C CS2 黑火藥的爆炸：S ＋ 2KNO3 ＋3C K2S ＋ 3CO2 ↑＋N2 ↑ 說明：比較硫與氯氣分別與變價金屬如鐵、銅的反應可知，氯氣的氧化性大于硫。 ② 還原性 硫在空氣中燃燒，發(fā)出淡藍色的火焰，在純氧中燃燒劇烈，發(fā)出藍紫色火焰，產(chǎn)物都是二氧化硫。 S ＋ O2 SO2 思考：下列反應表現(xiàn)了硫的什么性質(zhì)：3S ＋ 6 NaOH 2Na2S ＋ Na2SO3 ＋ 3H2O 結(jié)合硫的其他性質(zhì)分析，如果洗去沾在試管壁上的硫，用什么方法？ （解答：此反應表現(xiàn)了硫的氧化性和還原性；可以用 CS2洗滌或用熱堿液洗滌。） （3）用途 硫磺有廣泛的用途，主要用于制造硫酸、化肥、火柴、殺蟲劑及火藥、煙花爆竹等。此外，硫磺可以作為酸性速效肥料施用，天然橡膠經(jīng)硫磺硫化后具有良好的耐磨性和彈性，硫磺溫泉可以醫(yī)治皮膚病。 （二）實驗室里研究不同價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化 設計實驗探究硫的不同價態(tài)的轉(zhuǎn)化：－20＋4＋6 實驗可以選取H2S、S、SO2、 濃硫酸這些含硫的物質(zhì)及合適的氧化劑和還原劑來進行 1、二氧化硫 （1）物理性質(zhì) 通常二氧化硫是一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體，密度大于空氣，易液化，易溶于水，常溫常壓下，1體積水大約能溶解40體積的二氧化硫。 （2）化學性質(zhì) ①酸性氧化物 H2O＋ SO2H2SO3 (亞硫酸屬于二元中強酸，不穩(wěn)定，易分解) SO2 (少量) ＋ 2NaOH ＝Na2SO3 ＋ H2O SO2 (過量) ＋ NaOH ＝NaHSO3 思考：如果將二氧化硫通入澄清的石灰水中，至過量，有何現(xiàn)象？為什么? (解答：先變渾濁后變澄清；先生成亞硫酸鈣，然后生成亞硫酸氫鈣。) ② 氧化性 二氧化硫具有較弱的氧化性：2H2S ＋ SO2 ＝3 S ＋2H2O 拓展：2H2S ＋ H2SO3 ＝3 S↓ ＋ 3H2O 2Na2S ＋ Na2SO3 ＋ 6 HCl ＝ 3S↓ ＋3 H2O ＋6NaCl (說明：當上述反應 Na2S 過量時，還有H2S生成；當Na2SO3過量時，還有SO2 生成。) ③ 還原性 SO2 可以使KMnO4溶液、氯水、FeCl3溶液等褪色，證明SO2 具有還原性： 2KMnO4 ＋ 5SO2 ＋2 H2O ＝ K2SO4 ＋ 2MnSO4 ＋2H2SO4 Cl2 ＋ SO2 ＋ 2H2O ＝H2SO4 ＋2HCl 此外，SO2 還可以在一定條件下被氧氣氧化：2 SO2 ＋ O2 2SO3 思考：向BaCl2溶液中通入SO2氣體無明顯現(xiàn)象，在其中加入新制氯水后，再通入SO2，有白色沉淀生成，加入稀鹽酸，沉淀不消失。此種白色沉淀是什么？寫出有關(guān)反應的化學方程式。 解答：BaSO4 ； Cl2 ＋ SO2 ＋ 2H2O ＝H2SO4 ＋2HCl BaCl2 ＋ H2SO4 ＝ BaSO4 ＋2HCl) ④ 漂白性 二氧化硫與水反應生成的亞硫酸能與有色物質(zhì)結(jié)合，生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，所以說二氧化硫具有漂白性。但漂白過的物質(zhì)時間稍長或受熱，將恢復原色，這種漂白是暫時的。 說明：雖然二氧化硫具有漂白性，但并不是所有的相關(guān)褪色都是源于此。如：SO2 是滴有酚酞的氫氧化鈉溶液褪色是由于SO2 作為酸性氧化物，與堿發(fā)生了中和反應；SO2 能使氯水、高錳酸鉀溶液褪色是其還原性的體現(xiàn)。 小結(jié)：物質(zhì)的漂白性 常見物質(zhì) HClO、Ca(ClO)2 Na2O2、H2O2 SO2 活性炭 作用原理 將有色物質(zhì)氧化為無色物質(zhì) 與有色物質(zhì)結(jié)合為無色物質(zhì) 將有色物質(zhì)吸附 變化 化學變化 化學變化 物理變化 漂白后物質(zhì)穩(wěn)定性 穩(wěn)定 不穩(wěn)定 穩(wěn)定 2、濃H2SO4 （1）物理性質(zhì) 通常濃硫酸是無色油狀液體，難揮發(fā)，與水以任意比混溶，溶解時放出大量熱。 說明：實驗室稀釋濃硫酸時應將濃硫酸沿容器內(nèi)壁緩緩注入水或溶液中，并用玻璃棒不斷攪拌。 思考：現(xiàn)有失去標簽的、體積相同的兩瓶濃硫酸和濃鹽酸 不用化學方法如何鑒別？ （解答：可以拿起瓶，判斷質(zhì)量，質(zhì)量大的為濃硫酸；還可以打開瓶塞，形成白霧的為濃鹽酸。） （2）特性 ① 吸水性 濃硫酸的吸水性是指濃硫酸有吸收游離的水份的性能，不僅能吸收空氣中、物質(zhì)表面的水，還能奪取結(jié)晶水合物中的結(jié)晶水。濃硫酸常做干燥劑，可以干燥中性、酸性的且無還原性的氣體，不能干燥如NH3、H2S 等氣體。 ② 脫水性 濃硫酸的脫水性是指濃硫酸可以使許多有機物中的氫、氧原子按2：1的比例，形成水分子而脫去。 ③ 強氧化性 濃硫酸中＋6價的S原子有很強的氧化性，可以奪取許多物質(zhì)中的電子，因此濃硫酸具有強氧化性。濃硫酸可以與許多金屬、非金屬等物質(zhì)反應： Cu ＋ 2 H2SO4(濃)CuSO4 ＋ SO2 ↑＋ 2H2O C ＋ 2 H2SO4(濃)CO2 ↑ ＋2 SO2 ↑＋ 2H2O 說明：濃硫酸屬于氧化性酸，可以和很多金屬反應，還原產(chǎn)物為二氧化硫，但在常溫下遇鐵、鋁則發(fā)生鈍化。 思考：如何鑒別稀硫酸和濃硫酸？（至少說出三種方法） （解答：可以用玻璃棒分別蘸取兩種液體，在紙上畫寫，使紙變黑甚至燒透的是濃硫酸；各取兩種液體少量，分別加入盛有銅片的試管，加熱，銅片溶解產(chǎn)生刺激性氣味氣體，溶液變藍的為濃硫酸，無明顯現(xiàn)象的為稀硫酸；向盛有少量藍礬的試管中分別滴入少量兩種液體，使藍色消失的是濃硫酸。） （三）酸雨及其防治 1、酸雨的概念：大氣中正常降水的pH為5.6，通常將pH小于5.6的降水叫酸雨。 2、酸雨的成因：含硫礦石燃料的燃燒以及工廠排放的尾氣中含有二氧化硫，在氧氣和水等的作用下，形成酸霧，隨雨水降落就成為酸雨。該過程涉及的反應有： 2 SO2 ＋ O2 2SO3 SO3 ＋ H2O ＝H2SO4 H2O＋ SO2H2SO3 2H2SO3 ＋ O2 ＝2H2SO4 此外，像工廠及汽車尾氣排放出的氮氧化合物也是構(gòu)成酸雨的重要成因。 3、酸雨的危害：酸雨會使湖泊的水質(zhì)變酸，導致水生生物死亡；酸雨浸漬土壤，會使土壤變得貧瘠；長期的酸雨侵蝕會造成森林大面積死亡、建筑物、古跡遭到破壞等等。 4、酸雨的防治：從實際出發(fā)，對酸性物質(zhì)的排放加以控制；改變能源結(jié)構(gòu)，開發(fā)利用新能源，從根本上解決。 【典型例題】 例題1 下列關(guān)于濃硫酸的敘述正確的是（ ） A. 濃硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化 B. 濃硫酸在常溫下可迅速與銅片反應放出二氧化硫氣體 C. 濃硫酸是一種干燥劑，能夠干燥氨氣.氫氣等氣體 D. 濃硫酸在常溫下能夠使鐵鋁等金屬鈍化 答案： D 解析：濃硫酸使蔗糖炭化，體現(xiàn)的是脫水性而不是吸水性，脫水性和吸水性的本質(zhì)區(qū)別是看氫和氧兩元素在原物質(zhì)中是否是以“H2O”的形式存在。 濃硫酸與銅的反應需在加熱的條件下進行。 濃硫酸作為干燥劑，不能干燥堿性和強還原性物質(zhì)，氨氣不能用濃硫酸干燥而氫氣可以。 濃硫酸使鐵鋁鈍化必須強調(diào)在常溫下。 點評：濃硫酸的三大特性屬于基礎(chǔ)知識，應該熟練掌握、深刻理解。 例題2 強熱條件下，硫酸亞鐵固體發(fā)生分解：2FeSO4＝Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑，如將此反應生成的氣體通入BaCl2溶液中，則（ ） A. 析出BaSO3沉淀 B. 析出BaSO4沉淀 C. 逸出SO3氣體 D. 逸出SO2氣體 答案：BD 解析：在BaCl2溶液中，SO3和水劇烈反應生成H2SO4 ，H2SO4 再和BaCl2溶液反應生成BaSO4沉淀，由于BaSO4不溶于水和酸，所以析出BaSO4沉淀，不逸出SO3氣體。而BaSO3雖不溶于水，但溶于酸，所以SO2和水和BaCl2溶液不會反應生成BaSO3，SO2在酸性溶液里溶解度很小，所以逸出SO2氣體。 點評：本題屬于信息題，是利用新信息和基礎(chǔ)知識解決問題的。SO2和SO3 的混和氣體的性質(zhì)其實是相互影響不大的，解題時，要分析透徹這一點。 例題3 實驗證明銅不能在常溫下與氧氣反應，銅不與稀硫酸反應，但工業(yè)上卻在廢銅屑與熱的稀硫酸混和物中，通入空氣制硫酸銅溶液。 （1）寫出上述反應的化學方程式___________ （2）利用銅制備硫酸銅溶液還有什么方法？寫出反應的化學方程式_____________。 比較哪種方法好？為什么？ 答案：（1）方法一： 2Cu ＋ 2H2SO4 (稀) ＋O2 2CuSO4 ＋ 2H2O （2）方法二： 2Cu ＋ O2 2CuO CuO ＋ H2SO4 (稀)＝ CuSO4 ＋ H2O 方法三： Cu ＋2 H2SO4 (濃) CuSO4 ＋ 2H2O ＋ SO2 ↑ 第一種方法最好。若制得1mol CuSO4 ，第一種第二種方法只需要1mol硫酸，而第三種方法需要2mol 硫酸，而且生成的SO2 又造成大氣污染。第一、二種方法比較，第一種方法在溶液中進行，且進行的充分。從以上分析可知第一種方法處理廢銅屑最好。 解析：在稀硫酸存在的條件下，銅與氧氣在加熱條件下反應生成堿性氧化物CuO迅速溶解在熱的稀硫酸中生成CuSO4。 方法二：是先將銅在空氣中加熱使之生成CuO ，在與稀硫酸反應，以上兩種方法的共同特點是氧氣作為氧化劑，稀硫酸只起酸的作用。 方法三：在加熱條件下使銅直接與濃硫酸反應，反應中硫酸不僅起酸的作用，還起氧化劑的作用，被還原為有毒氣體SO2。 點評：物質(zhì)的制備應該看原料是否易得、成本低廉，是否節(jié)省原料，是否反應快，是否產(chǎn)生污染物等等，在評價方案時，要注意在對比中進行。 例題4 某學生課外活動小組利用右圖所示裝置分別做如下實驗： （1）在試管中注入某紅色溶液，加熱試管，溶液顏色逐漸變淺，冷卻后恢復紅色，則原溶液可能是_________溶液；加熱時溶液顏色由紅色逐漸變淺的原因是：_____________。 （2）在試管中注入某無色溶液，加熱試管，溶液變?yōu)榧t色，冷卻后恢復無色，則此溶液可能是__________溶液；加熱時溶液由無色變?yōu)榧t色的原因是：_____________。 答案： （1） 稀氨水和酚酞 ；稀氨水中的NH3 氣逸出，所以溶液顏色變淺。 （2） 溶有SO2 的品紅； SO2 氣體逸出，品紅溶液恢復紅色。 解析：首先審清實驗的裝置是一封閉體系，受熱時有氣體從溶液中逸出進入氣球，導致溶液的顏色變化；冷卻后逸出的氣體又溶解在溶液中，得到原來溶液，恢復到原來溶液的顏色。另外要注意溶液顏色的變化，能使溶液在無色和紅色之間變化的物質(zhì)在中學階段最常見的是酚酞和品紅，導致酚酞溶液在無色和紅色之間變化的氣體是堿性氣體，即氨氣；導致品紅溶液在無色和紅色之間變化的氣體是SO2。 點評：本題屬于元素、化合物知識的綜合題，題目設計靈活，要求解答本題時，應該準確分析題給信息，靈活運用所學知識，不可思維局限，無從下手。