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安徽省懷遠縣包集中學高中化學 硫的轉(zhuǎn)化教案 魯科版必修.doc

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安徽省懷遠縣包集中學高中化學 硫的轉(zhuǎn)化教案 魯科版必修.doc

第3節(jié) 硫的轉(zhuǎn)化1 自然界中的硫1硫的存在在自然界里,硫既有游離態(tài),又有化合態(tài),游離態(tài)的天然硫存在于火山噴口附近或地殼的巖層里,煤中也含有少量硫。由于自然硫的存在,人類從遠古時代起就知道硫了。大約在4000年以前,埃及人曾利用硫燃燒生成的氣體漂白布匹。以化合態(tài)存在的硫分布很廣,主要是硫化物和硫酸鹽,如黃鐵礦、黃銅礦、石膏、芒硝等。硫的化合物也常存在于火山噴出的氣體中和礦泉水里。硫還是某些蛋白質(zhì)的組成元素,人體內(nèi)平均含有0.2的硫。1 自然界中不同價態(tài)的硫元素間的轉(zhuǎn)化【領(lǐng)悟整合】大氣中SO2主要有三個來源:化石燃料的燃燒、火山爆發(fā)和微生物的分解作用。在自然狀態(tài)下,大氣中的SO2,一部分被綠色植物吸收;一部分則與大氣中的水結(jié)合,形成H2SO4,隨降水落入土壤或水體中,以硫酸鹽的形式被植物的根系吸收,轉(zhuǎn)變成蛋白質(zhì)等有機物,進而被各級消費者所利用,動植物的遺體被微生物分解后,又能將硫元素釋放到土壤或大氣中,這樣就形成一個完整的循環(huán)回路。2認識硫單質(zhì)(1)硫的主要同素異形體:單斜硫、斜方硫。(2)硫的物理性質(zhì):硫單質(zhì)為淡黃色晶體,密度為水的兩倍,難溶于水、微溶于乙醇、易溶于CS2,熔點112.8,沸點444.6。3化學性質(zhì):(1)與金屬發(fā)生反應:CuSCu2S FeSFeS (S表現(xiàn)氧化性)【知識鏈接】S的特殊性質(zhì)與Hg、Ag的反應一般說來,S是不能使具有可變化合價的金屬顯高價的,且S與大多數(shù)金屬的反應須加熱才能完成但是S與Hg、Ag等不活潑金屬的反應在常溫下就能進行,且能使Hg顯高價。利用Ag和S的反應,可用簡易的方法鑒別出真假銀:用一布條沾上少量硫黃粉末在待鑒別的器皿表面用力磨擦,如被磨擦處出現(xiàn)黑斑則說明是真銀,否則為假銀。利用Hg和S的反應可以消除溫度計、氣壓計、血壓計等被打破后汞的毒害,所以,汞不慎灑落在地面上,要立即打開門窗通風,并盡量設法收集起來,殘余的部分,可覆滅蓋硫粉處理,以免汞蒸氣中毒。此外硫化汞還要用作紅色顏料(朱砂),在書面上蓋的印章,所用的紅色印泥就是用朱砂做的。(2)與非金屬發(fā)生反應SO2SO2(S表現(xiàn)還原性)(3)與氧化性酸濃HNO3、濃H2SO4發(fā)生反應S6HNO3(濃)H2SO4+6NO2+2H2O(S表現(xiàn)還原性)S2H2SO4(濃)3SO2+2H2O(S表現(xiàn)還原性)4用途:硫單質(zhì)制硫酸,做橡膠制品的硫化劑,制黑火藥、火柴、農(nóng)藥等?!绢I(lǐng)悟整合】硫元素常見的價態(tài)有1、0、4、+6價,硫單質(zhì)由于處于中間價態(tài)而即有氧化性,又有還原性。在加熱或點燃的情況下可被氧氣、硝酸等強氧化劑氧化。硫在與金屬反應時表現(xiàn)出一定的氧化性,與變價金屬反應時一般生成低價化合物,其氧化性比氯氣弱。2 不同價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化1 硫元素間的轉(zhuǎn)化網(wǎng)絡圖特別說明:相同價態(tài)的硫的化合物,通過酸堿反應規(guī)律加以聯(lián)系(上面縱行)如:H2SH2S(溶液) NaHSNa2SSO2H2SO3NaHSO3Na2SO3不同價態(tài)的硫及其化合物,通過氧化還原反應規(guī)律加以聯(lián)系(上面橫列)如H2SSSO2SO3H2SO4由圖知:H2S只有氧化性,S、SO2既有氧化性,又有還原性,H2SO4中的S只有氧化性。把以上兩條規(guī)律建立的聯(lián)系結(jié)合起來。即形成了硫及其化合物的完整的知識網(wǎng)絡?!酒匪几形颉坑醚趸€原反應理論為依據(jù),緊緊抓住硫元素價態(tài)變化這根主線,以元素價態(tài)變化為橫列,以化合物之間的轉(zhuǎn)變?yōu)榭v行,縱橫歸納,結(jié)線連網(wǎng),使零碎的知識系統(tǒng)化,規(guī)律化,記憶起來容易,使用起來方便。2SO2(1)物理性質(zhì)二氧化硫為無色、有刺激性氣味的有毒氣體,密度比空氣大,易液化,易溶于水。(2)化學性質(zhì)二氧化硫是酸性氧化物,具有酸性氧化物的一切通性:SO2H2OH2SO3;SO2CaOCaSO3;SO22NaOHNa2SO3H2O;SO2NaOHNaHSO3;SO22NH3H2O(NH4)2SO3H2O;SO2Ca(OH)2CaSO3H2O(吸收SO2)SO2H2ONa2SNa2SO3H2S (酸性:H2SO3H2S);SO2NaHCO3NaHSO3CO2 (酸性:H2SO3H2CO3);SO22NaHCO3Na2SO32CO2H2O (SO2量不足時)。氧化性:SO22H2S3S2H2O (氣體或溶液中均可進行)還原性:能被Cl2、Br2、I2、Fe3、KMnO4、HNO3等強氧化劑氧化生成SO42-。例如:SO2X22H2OH2SO42HX (XCl、Br、I)漂白性:SO2可以使品紅溶液褪色。注意,SO2能使氯水、KMnO4溶液等褪色,這是因為SO2具有還原性的緣故?!颈嫖霰容^】氯氣、二氧化硫、活性炭漂白原理的比較Cl2的漂白性主要是因為它溶于水生成了HClO。該酸有很強的氧化性??蓪⒂猩镔|(zhì)氧化成無色物質(zhì)。這種氧化作用非常迅速。由于色素的結(jié)構(gòu)被破壞。因此。Cl2的漂白作用是不可復原的。成為永久性漂白。與Cl2不同。SO2的漂白作用。不是因為SO2具有氧化性。而是SO2溶于水生成了亞硫酸。亞硫酸跟有色物質(zhì)結(jié)合生成一種無色的不穩(wěn)定的化合物。這種作用較慢。且生成的化合物不穩(wěn)定。加熱時。會有SO2分解出來。溶液又會恢復成原來的顏色。因此。SO2的漂白作用是不能持久的。而活性炭的漂白為物理性吸附。屬物理變化。3濃硫酸的強氧化性:濃硫酸是強氧化性酸,可以氧化大多數(shù)金屬(除Pt和Au)和其他還原性物質(zhì)(H2S、Fe2+等)。Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2+2H2O(氧化性、酸性)C+2H2SO4(濃) CO2+2SO2+2H2O(氧化性)2FeSO4+2H2SO4(濃)Fe2(SO4)3+SO2+2H2O(氧化性)H2S+H2SO4(濃)S+SO2+2H2O(氧化性)在以上反應中,濃硫酸一般被還原為SO2。常溫時,Al、Fe在濃硫酸中鈍化,其實質(zhì)是濃H2SO4使Al、Fe氧化生成致密的氧化物保護膜?!痉e累活用】疊加化學反應方程式的計算技巧有些體系不只涉及一個反應,且不同的反應之間存在著某種聯(lián)系,對于這樣的體系,疊加化學反應方程式可使用解決的問題簡便、明了。疊加化學反應方程式的關(guān)鍵問題是量的關(guān)系的銜接和確定,確定量的關(guān)系常用待定系數(shù)法,它的理論依據(jù)是質(zhì)量守恒。Na2S+H2SO4Na2SO4+H2S Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2+H2O所以可得總的化學方程式:2Na2S+Na2SO3+3H2SO43Na2SO4+3S+3H2O從以上總化學方程式非常容易看出:當Na2S和Na2SO3的物質(zhì)的量比為21時,沒有氣體放出;當大于21時,有H2S放出;當小于21時,則有SO2放出。4接觸法制硫酸簡介(1)含硫礦物燃燒生成二氧化硫(2)二氧化硫氣的凈化(3)二氧化硫被催化氧化成三氧化硫(4)用98.3%的硫酸吸收三氧化硫(5)根據(jù)需要稀釋濃硫酸3 酸雨及其防治1酸雨的形成酸雨中的酸度主要是硫酸和硝酸造成的,它們占總酸度的92%以上。其余為一些弱酸。我國的酸雨主要是硫酸型酸雨。一般認為:“酸雨”是由于大量含硫燃料的燃燒排放的SO2等酸性氣體進入大氣后造成局部地區(qū)大氣中的SO2富集在水凝結(jié)過程中溶解于水形成H2SO3。然后經(jīng)空氣中的塵粒等污染物的催化作用。氧化成H2SO4隨雨水降下形成酸雨。主要反應如下:2SO2+O22SO3 SO3+H2OH2SO4SO2+H2OH2SO3 2H2SO3+O22H2SO4(酸性增強)2酸雨的危害:酸雨危害很大,能直接破壞森林、草原和農(nóng)作物。使土壤酸性增強。使湖泊酸化。還會加速建筑物、橋梁、工業(yè)設備等的腐蝕。3酸雨的防治(1)對酸性物質(zhì)的排放加以控制。(2)開發(fā)清潔能源- 4 -

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