第二节 二氧化硫教案
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第二节二氧化硫
目标导航
1、了解二氧化硫的物理性质和用途。
2、掌握二氧化硫的化学性质。
3、了解二氧化硫对空气的污染及其危害,提高环境保护意识。
知识要点
本节教材中安排了大量的实验,要求能全面,细致地观察,及时、如实记录现象,并能根据现象,结合化学反应理论进行分析、梳理、提炼。
学会类比,从而及时掌握SO2的化学性质。SO2作为一种非金属氧化物,其所具有的性质可与CO2进行比较,从化合价、结构、水溶性、水化物的稳定性、水溶液的酸性、氧化性与还原性等多个角度入手,比较它们的异同点。而SO2的漂白性则可与氯水、过氧化钠及双氧水进行比较,通过一系比较,就能清晰掌握SO2所具有的性质。
通过学习,构建SO2知识框架是一个难点。从SO2中硫元素化合价为+4价,处于中间价态这一特点出发,推断出SO2所具有的化学性质,即:它既有氧化性,又有还原性;再联系酸性氧化物这一概念,从而将知识网络化、系统化,自己总结出网络图,进而继续推出SO2的几点化学性质。①具有酸性氧化物的通性
②还原性为主:与O2、Cl2水、NO2、Br2水、KMnO4(H+)反应
③氧化性为次:与H2S反应
④漂白性(区分与氯气漂白性的不同)
疑点点拔
一、硫的氧化物
(一)SO2的性质
1、物理性质:无色、刺激性气味有毒气体,比空气重,易溶于水(1:40),易液化(—10℃)
2、化学性质
(1)SO2具有酸性氧化物的通性——与CO2,相似
①与H2O反应:SO2+H2O H2SO3(亚硫酸)(生成的亚硫酸不稳定,亚硫酸是弱酸)
说明:该反应是可逆反应,具有以下特点
a.向两个相反的方向进行的化学反应,在相同条件下同时进行、共存。两个化学反应构成一个对立的统一体。
b.符号“”两边的物质互为反应物和生成物。
c.在反应体系中,与化学反应有关的各种物质共存。
②与碱反应:
n(SO2):n(NaOH)=1:2
SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
n(SO2):n(NaOH)=1:1
SO2+NaOH= Na HSO3
SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O
SO2+ CaSO3+H2O=Ca(HSO3)2
说明:SO2气体类似于CO2气体,均可使澄清石灰水变浑浊,通入足量后,浑浊又变澄清。
③与碱性氧化物的作用生成盐:
SO2+Na2O Na2SO3
④与酸碱指示剂反应:使石蕊试液变红色
⑤与某些盐反应
SO2+2NaHCO3=Na2SO3+H2O+2CO2
说明:亚硫酸的酸性强于碳酸,可以用饱和NaHCO3溶液除去CO2中混有的SO2。
(2)SO2具有氧化性和还原性
SO2中的S元素化合价为+4价,处于中间价态,既有氧化性、也有还原性,但以还原性为主。
①氧化性:
②还原性:SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX(X2:Cl2、Br2、I2)
5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
2SO2+ O22SO3
(SO2可以被强氧化剂所氧化)
(3)SO2的特性:漂白性
SO2可以与有色的有机物生成不稳定的无色加合物,受热又可以分解得到原物质,因此SO2漂白作用不持久。
3、实验室制法
⑴原理:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O
说明:此反应是应用强酸制弱酸,但由于SO2易溶于水(1∶40)所以Na2SO3应选用固体,而H2SO4宜选用较浓的溶液。
⑵装置:固—液不加热装置
⑶收集:向上排空气法
⑷检验:使品红褪色,加热又显红色
⑸除去SO2:可选用酸性高锰酸钾溶液或碱液等。
4、工业制法:煅烧FeS2或燃烧硫(SO2是大气污染物之一)
5、SO2用途
SO2的用途:制H2SO4、漂白剂、杀菌、消毒。
(二)SO3的性质:
1.物理性质:无色、易挥发的固体(标况下),具有酸性氧化物通性,熔点16.8℃,沸点44.8℃,遇水剧烈反应生成H2SO4,同时放出大量的热;SO3溶于浓H2SO4生成发烟硫酸,具有强氧化性
2.化学性质:是H2SO4的酸酐;S元素为+6价,处于最高价态,只有氧化性。
与水反应,放热SO3+H2O=H2SO4
3.工业上制取硫酸的原理:S→SO2→SO3→H2SO4
(三)SO2与CO2性质对比
SO2CO2
氧化还原反应元素化合价+4(中间价态)+4(最高正价)氧化性较弱弱
反应举例H2S C
还原性较强无
反应举例溴水、高锰酸钾等无
复分解反应分类酸性氧化物酸性氧化物对应水化物酸性H2SO3>H2CO3
通入澄清石灰水白色沉淀白色沉淀与NaHCO3溶液反应不反应
特性使品红溶液褪色无
(四)常用漂白剂及漂白原理比较
漂白剂作用原理应用
活性炭吸附除臭、蔗糖脱色
Na2O2、H2O2、HClO、O3强氧化性石蕊、酚酞、品红、织物等
SO2 与某些有色物质结合成不稳定化
合物
品红、织物等
1、形成酸雨的成分:硫的氧化物(SO2)、氮的氧化物(NO2)。
2、来源:(1)化石燃料(煤、石油)的燃烧;(2)含硫矿石的冶炼;(3)硫酸、硝酸工厂的废气。
3、酸雨的形成:SO2+H2O H2SO3 雨水
H2SO3+O2=H2SO4 酸雨(H2SO3、、H2SO4、HNO3)
NO2+ O2+2H2O=4HNO3
说明:正常雨水因溶解CO2,pH约为5.6,酸雨的pH小于5.6。
4.危害:(1)使土壤酸化;(2)使水质(湖泊)酸化;(3)腐蚀建筑物、桥梁等。