自然界中的硫 二氧化硫

本节课是鲁科版高一化学（必修一）第三章第一节《硫的转化》第一课时的内容。是在学习了氧化还原反应基本理论知识后学习的以氧化还原反应为基础要求认识硫及其化合物的性质探索不同价态硫的转化。  

宏观辨识与微观探析: 

通过含硫物质的转化利用氧化还原反应原理掌握元素的氧化性还原性与其所处的价态的关系。

证据推理与模型认知:  

通过铁及其化合物之间转化的学习，让学生建构起分类观和转化观等化学基本方法。

科学探究与创新意识 :

能针对物质性质及物质转化的探究问题，提出有依据的假设，选取试剂，设计实验方案并实施，基于实验事实得出结论。

科学精神与社会责任 :

探究不同价态硫元素间的转化生产、生活中不同硫元素间的转化，体会化学知识在生活中具体应用。

教学重点：硫、二氧化硫的主要性质  

教学难点：探究硫元素之间的相互转化。

实验用品、多媒体教学平台

【导入】2024年11月26日,刚果(金)东部城市戈马附近的维龙加国家公园(Virunga National Park),尼亚穆拉吉拉火山(Nyamulagira Volcano)岩浆喷发，维龙加国家公园推出徒步观赏火山喷发的项目。带领游客近距离一睹盛况。

【视频播放】火山喷发的相关视频。

【教师讲述】火山喷发不仅释放出巨大的能量，而且产生许多含有硫元素的气体，在火山口还有硫单质出现。我们本节课的内容是关于硫元素的。

【教师提出问题】

1、硫元素在自然界中的存在形式有几种？

2、不同的存在方式中硫元素的化合价有什么不同？举例说明。

【学生自主学习讨论】

【结论】硫元素在自然界中有两种存在方式：游离态和化合态。游离态中硫元素的化合价为零价，化合态中硫元素的化合价不同。例如SO3 、 SO2 中硫元素的化合价分别为+6价和+4价，硫化氢中硫元素为-2价，硫酸盐中硫元素为+6价等。

【板书】 一、自然界中的硫  

1.自然界中不同价态硫元素间的转化

【教师讲述】火山喷发时熔岩喷涌、浓烟滚滚，不仅释放出巨大的能量，而且产生许多含硫元素的气体，在火山口还有单质硫生成，部分硫转化成硫化氢气体，部分硫转化成二氧化硫气体，二氧化硫气体在大气中存在的时间比较短，当有氧气、水蒸气、阳光等存在时，二氧化硫被氧化成三氧化硫。二氧化硫和三氧化硫溶于水，分别生成亚硫酸和硫酸。在地下裂缝中，熔融态的硫与含有铁、砷、汞等元素的物质反应形成矿物。暴露于地球表面的多种含硫矿物，受到空气中氧气和水蒸气的作用，生成新的物质如石膏、芒硝等。这是硫单质及含硫化合物的来源之一。这些是自然界含硫物质的转化，由于转化缓慢，数量稀少，远不能满足人类对硫元素的需求，因此在实验室进行硫及其化合物性质和功能的研究是十分重要的。从而引入本堂课的重要内容——硫单质的性质。

【过渡】我们前面学习了碳和氮，知道了学习一种新的单质要从两个方面即物理性质和化学性质来了解。那么同学们阅读课本86页的内容，观察并根据老师提出的问题进行实验，总结硫单质的物理性质。

【实验1】 

1．观察试管中硫粉的颜色和状态。

2．一只装有硫粉的试管放在酒精灯上加热，观察现象。

【学生观察并自主学习讨论】

【板书】

2.认识硫单质(俗名：硫磺）

（1）物理性质

硫单质是一种黄色或淡黄色的固体；很脆，易研成粉末；不溶于水、微溶于酒精、易溶于二硫化碳；熔点和沸点都不高。

【补充说明】在硫的熔融实验中除了我们观察到的硫在形态上的变化，还存在着硫的不同单质间的转化，硫的同素异形体——斜方硫和单斜硫。

【过渡】在氧化还原反应中，我们知道了元素的最高价态只具有氧化性，元素的最低价态只具有还原性，元素的中间价态既具有氧化性又具有还原性。我们已经知道了硫元素的化合价有-2、0、+4、+6。那么单质就是硫元素的中间价态，从氧化还原的角度既具有氧化性又具有还原性。根据演示实验和问题学习硫单质的化学性质。

【实验2】铁与硫反应：把研细的硫粉和铁粉按照一定比例混合，在石棉网上堆成一定的形状，用灼热的玻璃棒触及一端。当混合物呈红热状态时，移开玻璃棒，观察发生的现象。

学生认真观察现象并总结实验现象：铁与硫反应火星冒出，整个反应成红热状态，并生成了一种黑色固体物质。

【实验3】硫与氧气的反应：取少量的硫粉置于玻璃燃烧匙中，将硫粉加热到融化状态，迅速伸入低部有少量水的氧气集气瓶中。

学生认真观察现象并总结实验现象：硫在氧气中燃烧成蓝紫色火焰，并有刺激性气味的气体产生.

【提出问题】1．Fe + S Δ══ FeS 该反应中氧化剂还原剂分别是什么？体现了硫的氧化性还是还原性 

2．S + O2 ＝SO2  该反应中氧化剂还原剂分别是什么？体现了硫的氧化性还是还原性。

【学生自主学习讨论】

【板书】

2.化学性质

（1）与金属单质反应：

Fe + S Δ══ FeS

2Cu + S Δ══ Cu2S

硫是氧化剂，体现了硫的氧化性。

【讨论】对比金属铁与氯气、硫反应时的产物，比较氯气与硫氧化性的强弱。

（2）与非金属单质的反应：

S + O2点燃══ SO2

硫做还原剂具有还原性.

H2 + S  Δ══ H2S

硫是氧化剂，体现了硫的氧化性。

【提出问题】通过学习硫的性质，硫都有哪些用途呢？

【播放相关视频和图片】

【学生阅读回答】

1、用于制造硫酸、化肥、火柴及杀虫剂等。 

2、用于制造火药、烟花爆竹等。

3 、添加入天然橡胶中，增加其耐磨性和弹性，用于制造轮胎、胶管等。

【提出问题】

含有硫元素的物质在自然界中依靠大自然的作用进行相互转化。那么，在实验室中怎样实现这些物质间的转化呢？

【板书】

二、实验室里研究不同价态硫元素间的转化  

【交流研讨】

不同价态硫元素之间的转化

实验目的

选取含有硫元素的物质，通过实验探究0、+4、+6这三种价态硫元素之间的相互转化。

实验用品

SO2水溶液，Na2SO3溶液，浓硫酸，Na2S溶液，稀硫酸，NaOH溶液，酸性KMnO4溶液，氯水，KI溶液，淀粉溶液，品红溶液，铜片;

酒精灯，玻璃管，橡胶塞，导气管，试管夹，试管，胶头滴管，铁架台等。

实验方案设计及实施

预期转化 

选取试剂 

实验现象 

结论及化学方程式 

+4    →   +6

 S         S   

SO2水溶液 （ Na2SO3 溶液） 酸性高锰酸钾

高锰酸钾由紫红色变为无色

＋4价的硫被氧化成＋6价

SO2水溶液 （ Na2SO3 溶液） 氯水

氯水退色

＋4价的硫被氧化成＋6价

+4   →    0

 S        S 

Na2SO3    Na2S   稀硫酸

有淡黄色混浊析出

SO32- + 2H+ = SO2↑+ H2O

S2- + 2H+ = H2S↑

SO2 + 2H2S =3S↓+2H2O

【小结】

1、二氧化硫的性质

(一)、物理性质

       无色,有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化(沸点是-10 oC),易溶于水(常温常压下一体积水能溶解40体积的二氧化硫).

(二):化学性质

1:具有酸性氧化物的通性

(1)、与H2O反应:  SO2+H2O   H2SO3（亚硫酸）

(2)、与碱反应                   

 SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O （SO2少量）

 SO2+NaOH=NaHSO3 （SO2过量）

 实验室制取SO2 ，可选择碱液吸收尾气，防止空气污染。 

 (3)、与碱性氧化物反应：

 SO2+Na2O=Na2SO3              SO2 +CaO==CaSO3

【思考】

已知SO2与澄清石灰水反应，有与CO2类似的现象。

试判断SO2通入澄清石灰水直至过量有何现象，并写出反应方程式

请思考SO2与CO2怎样区别？

2：具有还原性

   （1）、2SO2+O2    催化剂   2SO3 

【讲解】

SO3是一种无色固体，熔点（16.8。C），沸点（44.8。C），SO3与H2O反应生成H2SO4，同时放出大量的热。工业上常用这两个反应制造硫酸。

（2）、SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl

  说明：SO2可以使氯水、溴水、碘水褪色。

（3）、可以使酸性高锰酸钾溶液退色

3、具有氧化性

      SO2+2H2S=3S↓ +2H2O

4、具有漂白性——能使品红褪色

 【原理】它能与有色色素结合成不稳定的无色物质而具有漂白性。

 ---加热可恢复颜色并释放出二氧化硫.它可以用来漂白纸浆、毛、丝、草编制品等。

【SO2检验】：将气体通入品红溶液中,如果品红退色，加热恢复红色,则证明为二氧化硫气体.

【注意】：不能使紫色石蕊试液褪色 (石蕊变红)

【思考】SO2的漂白性与氯气相同吗？

【小结】

漂白性的物质

活性炭

潮湿氯气(即次氯酸)

臭氧

过氧化钠

二氧化硫

   漂白

   原理

吸附有色色素

将有色的色素氧化为稳定的无色物质

与色素结合成不稳定的无色物质

备注

物理变化

化学变化

【思考】氯水和SO2都具有漂白作用，则将1molSO2通入含1molCl2的氯水中，所得溶液的漂白作用加强吗？

SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl

【课堂小结】

【课堂练习】

1．下列说法不正确的是() 

A．硫是一种淡黄色的不溶于水的晶体 

B．硫的化合物常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里 

C．硫易燃烧，其燃烧产物是大气污染物之一 

D．硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫，在纯氧中的燃烧产物是三氧化硫 

2．下列关于硫的说法不正确的是() 

A．试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去 

B．游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里 

C．单质硫既有氧化性，又有还原性 

D．硫在过量纯氧中的燃烧产物是三氧化硫 

3．下列化合物能由两种单质直接化合生成的是() 

A．Fe2S3B．CuS 

C．SO3           D．SO2 

4．下列说法正确的是() 

A．硫单质常存在于火山喷口附近 

B．进行SO2性质探究实验时，多余的SO2应排到实验室外 

C．SO2气体通入BaCl2溶液中会产生白色沉淀 

D．硫在空气中的燃烧产物是SO2，在纯氧中的燃烧产物是SO3 

5.下列说法正确的是() 

A．因为SO2具有漂白性，所以它能使品红溶液、溴水、酸性KMnO4溶液、石蕊试液褪色 

B．能使品红溶液褪色的不一定是SO2 

C．SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其原理相同 

D．盐酸能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，所以盐酸也有漂白性 

6. Cl2和SO2都具有漂白作用，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() 

①溶液很快褪色　②溶液不褪色　③出现沉淀　④不出现沉淀 

A．①②   B．①③  

C．②③D．②④ 

7．下列化学实验中，能证明某种中学常见气体为SO2的是() 

①能使澄清的石灰水变浑浊　②能使湿润的蓝色石蕊试纸变红　③既能使品红溶液褪色又能使澄清的石灰水变浑浊　④将其通入足量的NaOH溶液中，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该沉淀溶于稀盐酸　⑤通入溴水，能使溴水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀产生。 

A．都能证明B．都不能证明 

C．③⑤都能证明D．只有⑤能证明 

8．下列溶液中，不能鉴别CO2、SO2气体的是() 

①石灰水　②H2S水溶液　③酸性KMnO4溶液　④溴水　⑤氯水　⑥品红溶液 

A．①⑤B．②③④⑤⑥ 

C．只有①D．③④ 

9.　检验SO2中是否混有CO2气体，可采用的方法是() 

A．通过品红溶液 

B．先通过足量NaOH溶液，再通入澄清石灰水 

C．通过澄清石灰水 

D．先通过足量酸性KMnO4溶液，再通过澄清石灰水 

10．关于SO2的叙述中，不正确的是() 

A．SO2在有的反应中显示氧化性，有的反应中显示还原性 

B．SO2是酸性氧化物，溶于水生成亚硫酸 

C．SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，说明SO2具有漂白性 

D．SO2气体通入品红溶液中，溶液褪色 

【参考答案】

D D D A B C C C D C