硫和氮的氧化物

　　教学准备

　　教学目标

　　1、了解二氧化硫的物理性质和用途，掌握二氧化硫的化学性质。

　　2、了解可逆反应的概念，知道SO2的漂白原理。

　　教学重难点

　　二氧化硫与水反应。

　　可逆反应。

　　教学工具

　　多媒体翻页笔白板笔白板刷

　　教学过程

　　[投]当天的空气质量日报

　　[讲]请看当天空气质量日报的污染指数及首要污染物、空气质量级别、空气质量状

　　(首要污染物有二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒)

　　[讲]今天我们来共同讨论关于硫、氮及其化合物的问题

　　[板书]第三节 硫和氮的氧化物

　　一、二氧化硫(sulphur dioxide)和三氧化硫

　　[投影视频]硫磺的存在形式和硫单质的物理性质

　　[讲解并投影小结]

　　存在形式：游离态：火山口附近或地壳的岩石

　　化合态：硫化物和硫酸盐，如硫铁矿FeS2、黄铜CuFeS2、石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)

　　[板书](一)、硫(sulphur)俗称硫磺。

　　1、硫的物理性质：淡*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)

　　[问]比较活泼的非金属单质，常见化合价为-2，0，+4，+6，你能说出其代表物吗?写出你所知道的硫化物

　　[投影]

　　[问]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?

　　[讲]硫既有氧化性又有还原性

　　[板书]2、 硫的化学性质

　　① 氧化性：与绝大多数金属反应

　　[投影]Fe+SFeS Cu+SCu2S (与变价金属生成低价金属)

　　2Na+S==Na2S (研磨并轻微爆炸)

　　Hg+S==HgS (除去有毒的Hg的方法)

　　[板书]与非金属反应：H2+SH2S

　　[讲]制得的H2S是一种臭鸡蛋气味的有毒气体，有强还原性。

　　[板书]② 还原性：与氧气发生反应

　　[投影]硫在空气和氧气中燃烧的视频

　　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。

　　化学方程式：S+O2SO2

　　[板书]③ 自身氧化还原反应

　　3S+6NaOH===2Na2S+Na2SO3 +3H2O

　　[设问]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。

　　[板书](二) 二氧化硫

　　[展示]一瓶盛满的二氧化硫集气瓶

　　[问] 二氧化硫什么颜色?什么状态?有什么气味?

　　二氧化硫是无色，有刺激性气味的气体。

　　[问]二氧化硫在水中的溶解性怎样呢?

　　二氧化硫易溶于水。

　　[板书]1、物理性质：二氧化硫是一种无色、有刺激性气味、有毒、比空气重、容易液化、易溶于水的气体。

　　[过渡]刚了解SO2的物理性质，下面重点研究SO2的化学性质，看看他到底有什么秘密?

　　[板书]2、化学性质

　　[引导]请大家从理论上及已有的知识推测。如前面第一章学习过物质的分类，SO2属于什么氧化物?分析SO2的化合价，结合第二章的氧化还原知识进行思考。

　　酸性氧化物，与水反应生成酸;可以跟碱或碱性氧化物直接反应;

　　具有氧化性、还原性，因S的化合价为+4价。

　　[引导]非常好，那让我们一起通过实验进行验证。

　　[投影]二氧化硫可溶性的视频

　　实验现象: 试管中的水面上升，滴入紫色石蕊试液后，溶液变红。

　　实验结论: SO2 溶于水后形成的溶液显酸性。

　　[板书](1) 酸性氧化物------亚硫酐

　　① 二氧化硫与水反应 ：SO2 + H2O H2SO3 (亚硫酸)

　　[讲]H2SO3是一种不稳定的二元弱酸，有强还原性，弱氧化性。

　　[引导]通过现象，可以得出二氧化硫的水溶液呈酸性。但H2SO3不稳定，容易分解成水和二氧化硫，对于这样的反应，在同一条件下，能同时向两个方向进行的反应，我们称它为可逆反应。

　　[板书]可逆反应：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，叫可逆反应。

　　[问]水电解产生氢气和氧气与氢气和氧气燃烧生成水，这二个反应是可逆反应吗?

　　不是，条件不同

　　[引导]二氧化硫与碱的反应怎么样呢?(为操作方便，是加进亚硫酸。)

　　[板书]② 二氧化硫与碱的反应

　　SO2 + 2 NaOH == Na2SO3 + H2O ;SO2 + NaOH == NaHSO3

　　[SO2 + 2 NaOH == Na2SO3 + H2O;Na2SO3 + H2O + SO2 == 2NaHSO3 ]

　　[思考与交流]能否与石灰水反应?有什么现象?方程式如何

　　向澄清石灰水中通入SO2，起初会看到沉淀，继续通入，沉淀消失

　　SO2 + Ca(OH)2 == CaSO3↓+ H2O;

　　SO2 + Ca(OH)2 + H2O ==Ca(HSO3 )2

　　[SO2 + Ca(OH)2 == CaSO3↓+ H2O;CaSO3 + H2O + SO2 == Ca(HSO3 )2]

　　[问]能不能用澄清的石灰水来鉴别SO2 与CO2 ?

　　不能

　　[板书] ③ 与碱性氧化物反应 SO2+CaO==CaSO3

　　[讲]利用这点性质，我们可以解决含硫矿物燃料燃烧排放SO2的问题，可以把生成的SO2 最终转化为石膏，称之为钙基固硫

　　[过]二氧化硫中的硫处于中间价态，既有氧化性，又有还原性

　　[板书] (2) 二氧化硫的氧化性：SO2+2H2S === 3S↓ + 2H2O

　　[讲]将SO2与H2S气体混合后可看到混浊

　　[讲]SO2具有很强的还原性

　　[板书] (3) 二氧化硫的还原性

　　① 与卤素单质反应：

　　SO2 + Br2 + 2 H2O = H2SO4 + 2HBr

　　SO2 + Cl2 + 2 H2O = H2SO4 + 2HCl

　　[讲]SO2不仅能与卤素单质发生反应，而且能使酸性高锰酸钾溶液褪色

　　[板书] ② 与某些强氧化剂的反应：

　　2KMnO4 + 2H2O+ 5SO2 === K2SO4 +2MnSO4 + 2H2SO4

　　[讲]紫色的酸性KMnO4溶液褪色或变浅。但这并不是SO2 的漂白性所起的作用，是它们之间发生氧化还原反应，漂白是对于有机色质来说，卤水与酸性KMnO4不是有机色质。

　　[过]SO2除了可以被溴水、酸性KMnO4溶液氧化外，还可被HNO3、氯气、氧气等强氧化剂氧化。如工业上生产H2SO4就可以用到以下反应。

　　[板书]③ SO2的催化氧化

　　2SO2+O2 2SO3

　　[讲]SO3 是无色固体，熔沸点都很低。与水反应生成硫酸，是硫酸的酸酐，典型的酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性和强氧化性。

　　[投影]实验视频：SO2的漂白性。

　　实验现象：品红溶液褪色，再加热，颜色又复原。

　　(品红溶液是一种有机红色染料)

　　[讲]SO2有漂白作用，但漂白后的新物质不稳定，易恢复。

　　[板书](4) 漂白性

　　[投影]SO2 能跟某些有色物质化合而生成不稳定的物质，该物质易分解恢复为原有色物质

　　[讲]在这里大家需要注意的是SO2的漂白性与氯气和活性炭不同，SO2不能漂白酸碱指示剂。

　　[投影小结]常见漂白剂及其原理比较

　　[过]我们研究物质的性质的目的是为了能更好地应用它，SO2的这些性质决定有哪些用途呢?请大家总结并回答。

　　[讲]SO2在日常生活中有一定用处，工业上常用二氧化硫来漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等，此外，二氧化硫还用于杀菌消毒。但它的危害性也非同小可，二氧化硫和某些含硫化合物的漂白作用也被一些不法厂商非法用来加工食品，以使食品增白等。食用这类食品，对人的肝、肾脏等有严重损害，并有致癌作用。

　　[板书](5) 用途：制H2SO4 ;作漂白剂;杀菌，消毒

　　[问]关于酸性氧化物，我们最熟悉的莫过于CO2，那么SO2与CO2有哪些异同呢?

　　[投影小结]

　　相同点：都是无色气体且密度大于空气;均为非电解质;都是酸性氧化物

　　不同点：SO2 有刺激性气味，有毒;SO2 能使品红退色

　　[思考与交流]如何鉴别SO2和CO2 呢?

　　鉴别SO2用品红溶液，看是否褪色，

　　鉴别CO2用澄清石灰水，看是否有沉淀生成

　　但需要注意的是，当SO2中混有CO2，不影响对SO2的鉴别

　　但当CO2中混有SO2时，则需要除去SO2

　　[思考与交流]如何除去CO2中的SO2呢?

　　可通过足量溴水(氯水)或酸性KMnO4溶液或饱和NaHCO3溶液(目的是吸收SO2 )，再通过品红(目的是验证SO2是否被除尽)

　　[过]根据SO2的性质以及以前学习过的气体制备知识，设计一下SO2在实验室取的装置。

　　[板书] (6) SO2的实验室制法

　　① 反应原理：Na2SO3 + H2SO4=== Na2SO4 +SO2↑+H2O

　　② 制备装置：固体和液体不加热制备气体的装置

　　3 净化干燥装置：盛放浓硫酸的洗气瓶

　　4 收集方法：向上排空气法或排饱和NaHSO3溶液

　　5 检验：湿润的蓝色石蕊试纸---变红

　　湿润的品红试纸---褪色

　　6 尾气处理：用NaOH溶液和倒扣漏斗装置防倒吸

　　[过]虽然SO2在实际中有一定的应用，但因SO2是有毒气体，是主要大气污染物之一，当空气中含大量SO2，对环境危害极大，请大家观看有关视频。

　　[板书](7) SO2的污染

　　[讲]SO2的主要危害是直接危害人体健康而且是酸雨的主要成分

　　[板书]酸雨：空气中SOX和NOX随雨水下降成为酸雨，pHBr2 >I2>S

　　离子还原性：Cl―

　　[小结]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

　　[板书](3) 不稳定性：H2S H2↑+S

　　[过]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。

　　[板书] (4) H2S气体的水溶液----氢硫酸

　　[讲]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。

　　(1) 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

　　(2) 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

　　(3) 设计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

　　[总结]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。

　　[自我评价]

　　1.在BaCl2 溶液中通入SO2 气体，溶液仍澄清。若将BaCl2溶液分别盛在两支试管，一支加HNO3 ，另一支加NaOH溶液，再通入SO2 气体，结果两支试管均有白色沉淀。由此，下列结论合理的是(　　　)

　　A.BaCl2有* B.两试管沉淀均是BaSO3

　　C.SO2 有还原性，酸性 D.升高PH，使SO2 水溶液中SO32― 浓度增大

　　2.下列实验能证明某无色气体为SO2 的是(　　)

　　A.能使澄清石灰水变浑浊B.能使湿润的蓝色石蕊试纸变红

　　C.能使品红试液褪色，加热后又显红色

　　D.能使溴水褪色，再滴加酸化的BaCl2溶液有白色沉淀产生

　　3.用1L1.0mol/L的NaOH溶液吸收0.8molSO2， 所得溶液中SO32― ，HSO3―

　　物质的量浓度之比约为(　　)

　　A.2：1　　B.1：3 C.3：2　　D.2：3

　　4.检验SO2 气体中是否混有CO2 气体，可采用的方法是(　　　)

　　A.通过品红溶液 B.通过澄清石灰水

　　C.先通过氢氧化钠溶液，再通过澄清石灰水

　　D.先通过酸性高锰酸钾溶液，再通过澄清石灰水

　　5.能证明SO2 具有漂白性的是(　　)

　　A.SO2 气体通入紫色的酸性高锰酸钾溶液中，发现溶液紫色褪去

　　B.SO2气体通入品红溶液中，红色褪去

　　C.显红色的酚酞通入SO2后，红色褪去 D.SO2气体通入溴水中，橙色褪去

　　课后小结

　　见教学过程。

　　课后习题

　　1.有关亚硫酸的下列叙述中，不正确的是( )

　　A.亚硫酸是SO2的水溶液，显酸性

　　B.亚硫酸不稳定，容易分解为水和SO2

　　C.亚硫酸具有漂白性，能够使品红溶液褪色

　　D.亚硫酸对人体有害，所以用SO2漂白过的食品不能食用

　　2.某冶炼厂利用炼铜产生的SO2生产硫酸，变废为宝，化害为利。其原理是 ( )

　　A.利用了SO2的水溶性，将SO2直接通入水中

　　B.利用了SO2的氧化性，将SO2直接通入水中

　　C.利用了SO2的氧化性，使其与O2反应而转化为SO3，再与水反应

　　D.利用了SO2的还原性，使其与O2反应而转化为SO3，再与水反应

　　3. 下列说法中正确的是(　　)

　　A.能使澄清的石灰水变浑浊的气体一定是CO2

　　B.能使品红溶液褪色无色气体一定是SO2

　　C.某酸性溶液经分析其中含有大量的S2-，SO3(2-)

　　D.用NaHSO3，Na2SO3与浓硫酸反应都可产生SO2

　　4. .某氮的氧化物和一氧化碳在催化剂的作用下充分反应，生成氮气和二氧化碳。若测得氮气

　　和二氧化碳的物质的量之比为1:2，则该氮的氧化物是( )

　　A、 N2O B、NO C、NO2 D、N2O5

　　5. A、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A～F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________________。

　　6. 有A、B、C、D四种化合物，分别由K+、Ba2+、SO42-、CO32-、SO32-、OH-中的两种组成。

　　它们具有下列性质：

　　① A不溶于水和盐酸 ② B不溶于水但溶于盐酸并放出无刺激性气味的气体

　　③ C的水溶液呈碱性，与H2SO4反应生成A

　　④D可溶于水，与H2SO4作用时放出的气体E可使溴水褪色。试回答以下问题

　　(1)推断A～E的化学式：A. ;B. ;C. ;D. ;E. 。

　　(2)有关反应的离子方程式：

　　①B与盐酸反应 ;②C与硫酸反应 ;

　　③D与硫酸反应 ;④E与溴水反应 。

　　7. 下图是实验室制SO2并验证某些性质的装置图，试回答：

　　(1)⑥中发生的化学反应方程式为__________________________ 。

　　(2)①中实验现象为__________________________，证明SO2是__________________________ 气体。

　　(3)②中现象是__________________________，证明SO2有_____________。

　　(4)③中现象是______________，证明SO2有__________性。

　　(5)④中现象是______________，证明SO2有__________性。

　　(6)⑤反应的化学方程式为__________________________。

　　板书

　　见教学过程。