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硫元素教学课件本课件详细介绍硫元素的基本性质、自然分布、化学反应及应用,是化学必修课的核心内容,适用于高中第二册硫及其化合物教学单元通过系统学习,帮助学生全面了解这一重要非金属元素的特性与应用价值课程导入硫是地球化学循环中的关键元素,广泛存在于地壳、海洋和生物体内在生命活动中,硫参与蛋白质合成,是维持生命活动的必需元素本课程将系统介绍硫的物理性质、化学性质、自然分布、重要化合物及其应用,帮助学生建立完整的硫元素知识体系,理解其在自然界和人类生活中的重要作用元素周期表中的硫硫在元素周期表中位于第三周期第族或称第族,是典型的非基本信息SⅥA16金属元素元素符号•S作为氧族元素,硫与氧、硒、碲、钋同族,共享相似的电子层结构特点原子序数•16和化学性质相对原子质量•
32.07最外层电子数•6硫的基本原子结构电子排布1s²2s²2p⁶3s²3p⁴最外层有个电子,容易得到个电子形成62-2价离子原子核含有个质子决定元素种类16含有个中子最常见同位素16成键特性可以形成共价键能形成多种价态的化合物硫的自然界分布硫在地壳中的丰度排名第位,质量分数约为它主要以化合物
160.05%形式存在,很少以单质形式出现在自然界中,硫主要以两种形式存在硫酸盐如石膏、芒硝•CaSO₄·2H₂O Na₂SO₄·10H₂O硫化物如黄铁矿、闪锌矿、辰砂•FeS₂ZnS HgS世界主要硫矿床分布图硫的主要矿物黄铁矿₂闪锌矿石膏₄₂FeSZnS CaSO·2H O又称愚人金,因其金黄色外观与黄金相似是锌的主要矿石,通常呈黄褐色、黑褐色或红褐常见的硫酸盐矿物,呈白色或无色透明晶体广最常见的硫化物矿物,含硫量高达,是色除含锌外,还含有丰富的硫,可作为硫的来泛用于建筑材料、医药和农业等领域
53.4%工业提取硫的重要原料源火山口中的硫火山活动是自然界中硫单质形成的主要途径在火山口和热液区域,常温泉与硫见明亮的黄色硫沉积物含硫温泉中常有硫化氢气体,具有特殊的臭鸡蛋气味这些温泉水含火山喷发过程中有丰富的矿物质,被认为具有治疗多种皮肤病的功效高温使地下硫化物分解释放出硫蒸气•硫蒸气冷却后在火山口凝结成硫单质•形成独特的黄色硫华沉积物•大气与循环人为排放工业活动和化石燃料燃烧是二氧化硫的主要排放源,每年向大气中SO₂释放数千万吨硫化合物大气转化在大气中氧化形成,与水反应生成硫酸微粒,成为酸雨和大气污SO₂SO₃染的主要原因之一沉降过程含硫化合物通过干沉降和湿沉降回到地表,进入土壤和水体,被植物吸收或形成新的矿物质生物转化微生物作用使土壤和水体中的硫化合物转化,如硫酸盐还原菌可将硫酸盐还原为硫化物,完成自然界硫循环硫的生物作用植物中的硫动物中的硫合成含硫氨基酸半胱氨酸、蛋氨酸硫是动物体内必需的元素,参与多种生理功能•形成蛋白质的二硫键,维持蛋白质的空间结构•形成毛发、指甲等角蛋白结构•合成维生素和辅酶等重要生物分子•B₁A参与肝脏解毒作用•参与植物对抗病原体和环境胁迫的防御反应•维持结缔组织完整性•参与能量代谢和氧化还原反应•硫的物理性质基本物理特性在常温下,硫是一种脆性固体,易研磨成粉末加热至熔点时变为淡黄色流动性液体;继续加热至左右时,粘度增大,呈暗红褐色;温160℃外观淡黄色固体,可呈粉末或晶体状态•度升至以上时,粘度又减小200℃熔点•
115.2℃加热硫至沸点时,会生成橙红色的硫蒸气,冷却后凝结成硫华沸点•
444.6℃密度(斜方硫)•
2.07g/cm³导电性极差,是良好的绝缘体•导热性较差•硫的结晶类型斜方硫硫α-在常温下最稳定的晶体形式,呈黄色八面体晶体由S₈分子组成,分子内原子以环状结构排列单斜硫硫β-在96℃以上稳定存在的晶体形式,呈针状晶体冷却到常温后会逐渐转变为斜方硫₈环状分子结构S硫原子以共价键连接形成八元环结构,每个硫原子与相邻两个硫原子成键,键角约为108°硫的常见同素异形体结晶态硫塑性硫的形成斜方硫硫常温下最稳定形式将硫加热至左右,然后迅速倒入冷水中冷却,可得到褐色橡皮状•α-250℃的塑性硫这是因为高温下硫的分子由环状结构断裂成链状结构,急冷单斜硫硫以上稳定存在•β-96℃使这种链状结构保留下来非晶态硫塑性硫不稳定,放置一段时间后会转变回黄色的斜方硫塑性硫将熔融的硫急冷至常温•胶态硫硫蒸气急冷或硫化氢与二氧化硫反应•硫的溶解性水溶性硫几乎不溶于水,这是因为硫分子与水分子之间的相互作用力很弱这一特性使硫在自然界中能够相对稳定地存在,不会被雨水轻易溶解有机溶剂溶解性硫易溶于二硫化碳,形成无色溶液这是鉴别和提纯硫的重要方法硫也CS₂能溶解于苯、甲苯等非极性有机溶剂,但溶解度较低溶解度与温度的关系硫在大多数溶剂中的溶解度随温度升高而增大特别是在二硫化碳中,温度升高时溶解度显著增加,可用于结晶提纯硫的化学性质总览硫元素的最外层有个电子,既可以得电子也可以失电子,因此在化学反应中表现出氧化性和还原性的双重性质6氧化性还原性作为氧化剂,硫可以从活泼金属或氢气中得到作为还原剂,硫可以失去电子被氧化为高价态电子,被还原为硫化物化合物,如价或价S²⁻SO₂+4SO₃+6催化作用温度影响某些金属和金属氧化物可以催化硫的氧化反温度升高会加速硫的化学反应,如在高温下硫应,如催化氧化为与氧气的反应速率明显加快V₂O₅SO₂SO₃氧化性表现与金属的反应反应机理硫可以与多种金属直接反应生成相应的硫化物,表现出氧化性在这些反应中,硫原子得到金属原子的电子,被还原为,形成离子化S²⁻合物或极性共价化合物铁与硫加热•Fe+S→FeS反应的活泼程度与金属的活泼性有关越活泼的金属(如钾、钠等)与铜与硫加热•2Cu+S→Cu₂S硫的反应越剧烈;而贵金属(如金、铂等)则不易与硫直接反应锌与硫加热•Zn+S→ZnS这些反应通常需要加热才能进行,反应放热,生成的金属硫化物多为固体与氢气反应反应条件硫与氢气在常温下不反应,需要加热或有催化剂存在才能反应一般在下,在铝、铁等金属催化剂存在下进行400-500℃反应方程式加热H₂+S→H₂S在此反应中,硫表现出氧化性,得到氢的电子被还原为价-2产物特性硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋味的有毒气体H₂S易溶于水,水溶液呈弱酸性,具有还原性还原性表现硫的燃烧实验观察硫在空气中燃烧时表现出还原性,与氧气反应生成二氧化硫燃烧时火焰呈淡蓝色•产生刺激性气味的二氧化硫气体•点燃S+O₂→SO₂若将燃烧的硫倒入冷水中,会发出嗤嗤声并产生白烟•这个反应中硫失去电子被氧化,从价变为价燃烧时发出淡蓝色火0+4这一反应是工业制备二氧化硫的重要方法之一焰,同时释放出大量热完全燃烧产物1纯氧中的燃烧硫在纯氧气中燃烧时,火焰呈蓝紫色,反应更加剧烈,除生成二氧化硫外,还可能直接生成三氧化硫点燃2S+3O₂→2SO₃2反应条件影响影响硫燃烧产物的因素包括氧气浓度氧气浓度越高,生成的比例越大•SO₃温度温度过高反而不利于的生成•SO₃催化剂存在某些催化剂如时,有利于的生成•V₂O₅SO₃3价态变化在此反应中,硫被氧化到最高价态价,每个硫原子失去个电子这表明硫的+66最高正价数为,与其所在的第族序号相同+6ⅥA硫的多价态化合物价态1-2硫化物,如H₂S、FeS、ZnS等硫得到2个电子形成S²⁻2价态0单质硫S,如斜方硫、单斜硫等同素异形体价态3+2较少见,如亚硫酰氯SOCl₂中的硫4价态+4二氧化硫SO₂、亚硫酸H₂SO₃及其盐类价态5+6三氧化硫SO₃、硫酸H₂SO₄及其盐类,硫的最高价态硫的多种价态反映了其电子层结构的特点,最外层有6个电子,既可以得电子也可以失电子,使其在化学反应中表现出丰富多样的性质含硫化合物分类硫化物1S²⁻含氧化合物2SO₂,SO₃含氧酸3H₂SO₃,H₂SO₄含氧酸盐4SO₃²⁻,SO₄²⁻有机硫化合物5-SH,-S-S-含硫化合物广泛存在于自然界和人类生活中,从简单的无机化合物到复杂的有机分子,硫元素的化学多样性使其在自然界的化学循环和生命过程中发挥着重要作用典型硫化物硫化铁硫化铅硫化铜FeS PbSCuS黑色固体,不溶于水,能与酸反应释放气黑色固体,俗称方铅矿,是铅的主要矿石不溶黑色固体,不溶于水,可用于铜的冶炼铜矿中H₂S体是实验室制备硫化氢的常用原料于水,对光敏感,是早期摄影材料的重要成分常见的硫化物还有辉铜矿Cu₂S实验铁粉与硫粉混合后加热,反应放热并发出红光,生成黑色的硫化铁这个反应常用于演示化学反应中的能量变化硫化氢₂H S物理性质化学性质•无色气体,有臭鸡蛋味•弱酸性H₂S+H₂O⇌H⁺+HS⁻•密度略大于空气•还原性2H₂S+O₂→2S↓+2H₂O•易溶于水,水溶液呈弱酸性•与重金属离子反应Cu²⁺+H₂S→CuS↓+2H⁺有毒性,低浓度导致头痛,高浓度可致命•应用制备方法用于分析化学中金属离子的检测和分离,不同金属硫化物有不同的颜色和溶解性,可用于定性分析实验室FeS+2HCl→FeCl₂+H₂S↑二氧化硫₂SO实验室制法工业制法收集方法铜与浓硫酸反应是实验室制备的常用工业上主要通过以下方法制备气体的密度大于空气,可以向上排空SO₂SO₂SO₂方法气法收集也可以通过导入水中制备亚燃烧硫单质•S+O₂→SO₂硫酸水溶液浓Cu+2H₂SO₄→CuSO₄+SO₂↑+焙烧硫化矿•4FeS₂+11O₂→2H₂O2Fe₂O₃+8SO₂该反应中,铜被氧化,部分硫被还原,燃烧含硫燃料中的硫•体现了浓硫酸的氧化性₂的物理性质SO基本物理特性₂的液化SO无色气体,有强烈刺激性气味二氧化硫在常温下加压或冷却易液化成无色液体,这一特性使其可以作•为制冷剂液态可以储存在压力容器中,便于运输和使用密度大于空气,约为空气的倍SO₂•
2.2•熔点-
72.4℃₂水溶液SO沸点,常温下易液化•-10℃溶于水形成亚硫酸,溶液呈酸性,有还原性这种溶液不稳SO₂H₂SO₃溶解性易溶于水,体积水在时可溶解约体积•120℃40SO₂定,放置一段时间或加热会分解₂的化学性质SO还原性漂白作用可以被氧化为具有还原性漂白作用,可以破坏SO₂SO₃SO₂有色物质中的共轭双键⇌2SO₂+O₂2SO₃SO₂+H₂O+[O]→H₂SO₄该反应是可逆的,需要催化剂(如)和适当温度其中代表有色物质中的活性氧V₂O₅[O]还可以被强氧化剂氧化这种漂白作用是可逆的,漂白后的物SO₂质在空气中可能恢复颜色SO₂+H₂O₂→H₂SO₄SO₂+Cl₂+2H₂O→H₂SO₄+2HCl氧化性相对于还原性更强的物质,也可表现出氧化性SO₂SO₂+2H₂S→3S+2H₂O在这个反应中,被还原为,而被氧化为S⁴⁺S⁰S²⁻S⁰₂与水的反应SO反应过程亚硫酸的稳定性二氧化硫溶于水时发生如下反应亚硫酸水溶液不稳定,易分解放出•SO₂加热时分解加速•⇌SO₂+H₂O H₂SO₃长时间放置会被空气氧化成硫酸•生成的亚硫酸是一种不稳定的二元弱酸,难以以纯物质形式分离出来亚硫酸盐比亚硫酸本身稳定得多•亚硫酸的电离亚硫酸在水中逐步电离⇌H₂SO₃H⁺+HSO₃⁻⇌HSO₃⁻H⁺+SO₃²⁻第一步电离较为充分,第二步电离程度很小二氧化硫的用途工业原料SO₂是制造硫酸的重要中间体,全球约95%的SO₂用于硫酸生产也用于生产亚硫酸盐、硫代硫酸盐等化工产品食品添加剂SO₂及其衍生物如亚硫酸钠用作食品防腐剂和抗氧化剂,广泛应用于果干、果酒、果汁等食品的保鲜漂白剂利用SO₂的还原性漂白作用,用于漂白纸浆、纺织品、草编制品等与氯漂白不同,SO₂漂白对纤维损伤较小制冷剂液态SO₂可用作工业制冷剂,尤其在低温制冷系统中不过由于其毒性和腐蚀性,现代制冷系统多采用其他替代品三氧化硫₃SO制备方法物理性质工业上主要通过催化氧化二氧化硫制备无色液体或白色固体依温度而定•熔点•
16.8℃⇌2SO₂+O₂2SO₃ΔH=-196kJ/mol沸点•
44.8℃反应条件化学性质催化剂五氧化二钒•V₂O₅强吸水性放热剧烈温度约•SO₃+H₂O→H₂SO₄•420-450℃酸酐性质与碱反应生成硫酸盐压力常压或稍高压力••氧化性能氧化某些非金属如碳、硫等•这一反应是放热的可逆反应,根据勒夏特列原理,低温有利于的生SO₃成,但反应速率会降低,因此需要找到平衡点浓硫酸₂₄H SO物理外观工业浓硫酸是一种无色透明的油状液体,粘稠度高,倾倒时呈油状流动工业级浓硫酸质量分数约为,密度约为98%
1.84g/cm³稳定性浓硫酸非常稳定,沸点较高约,不易挥发,加热至左右才分解337℃290℃这种稳定性使其成为重要的工业用酸吸水性浓硫酸具有极强的吸水性,能从空气中吸收水分,因此常用作干燥剂这一特性也使其具有强烈的腐蚀性,能使有机物脱水炭化注意使用浓硫酸时必须严格遵守安全操作规程,避免接触皮肤和眼睛,禁止将水直接倒入浓硫酸中应该反过来操作,以免发生喷溅事故浓硫酸的制法原料准备硫或含硫原料如黄铁矿燃烧生成SO₂气体,同时去除杂质S+O₂→SO₂4FeS₂+11O₂→2Fe₂O₃+8SO₂催化氧化SO₂在V₂O₅催化剂作用下氧化为SO₃2SO₂+O₂⇌2SO₃控制温度在420-450℃,使转化率达到最佳吸收转化SO₃不直接与水反应会形成硫酸雾,而是先与98%浓硫酸反应生成发烟硫酸SO₃+H₂SO₄→H₂S₂O₇发烟硫酸稀释调浓发烟硫酸再与适量水反应,调节至所需浓度的硫酸H₂S₂O₇+H₂O→2H₂SO₄浓硫酸的物理性质基本物理参数热稳定性•状态室温下为无色油状液体浓硫酸加热至290℃左右开始分解密度浓硫酸•
1.84g/cm³98%加热2H₂SO₄→2SO₂+2H₂O+O₂熔点纯•
10.4℃H₂SO₄这一性质在某些金属与浓硫酸的反应中有所体现沸点•337℃电离性溶解性浓硫酸的电离程度低于稀硫酸,因为高浓度时离子活度降低但在水溶浓硫酸能与水以任意比例混溶,混合过程放热剧烈稀释时应将浓硫酸液中,硫酸是强电解质,第一步电离几乎完全,第二步电离较弱沿容器壁缓慢倒入水中,同时搅拌,而不能将水倒入浓硫酸中浓硫酸的化学性质脱水性氧化性浓硫酸具有强烈的脱水性,能从有机物中夺取浓硫酸是强氧化剂,能氧化许多金属和非金和元素,形成水分子能使纤维素、淀属与铜反应生成二氧化硫,与碳反应生成二H O粉、蔗糖等碳水化合物脱水炭化氧化碳,与硫反应生成二氧化硫吸水性酸性浓硫酸具有强烈的吸水性,能从空气中吸收水浓硫酸是强酸,能与碱、碱性氧化物、碳酸盐分,因此常用作干燥剂吸水过程放出大量等发生中和反应,生成硫酸盐和水H₂SO₄热,使温度升高+2NaOH→Na₂SO₄+2H₂O浓硫酸的脱水实验实验现象反应原理将少量蔗糖放入试管中,滴加几滴浓硫酸,观察到浓硫酸对蔗糖的脱水作用可以简化为C₁₂H₂₂O₁₁•蔗糖迅速变黑C₁₂H₂₂O₁₁→浓H₂SO₄12C+11H₂O体积明显膨胀•实际反应更为复杂,除生成炭和水外,还会产生一些其他有机物和气放出热量•体这种脱水作用是浓硫酸强烈亲水性的表现,也是其危险性的一个体产生水蒸气和二氧化硫气体现•浓硫酸的氧化性实验实验材料铜片、浓硫酸、酒精灯、试管、导管、收集装置实验步骤
1.将铜片放入试管中
2.加入适量浓硫酸
3.加热试管
4.观察现象并收集气体实验现象铜片与浓硫酸常温下不反应,加热后反应加剧-溶液由无色变为蓝色-产生刺激性气味的无色气体-铜片逐渐溶解反应方程式Cu+2H₂SO₄浓→加热CuSO₄+SO₂↑+2H₂O在此反应中,铜被氧化,部分硫被还原,体现了浓硫酸的强氧化性稀硫酸稀硫酸的配制稀硫酸的物理性质实验室配制稀硫酸的步骤无色透明液体•密度低于浓硫酸•量取适量蒸馏水于烧杯中
1.沸点低于浓硫酸•缓慢将浓硫酸沿烧杯壁倒入水中
2.电导率高于浓硫酸电离更充分•不断搅拌并控制温度
3.冷却至室温后定容实验室使用
4.注意严格遵循酸入水,滴慢慢,常搅拌的原则,禁止将水倒入浓酸实验室常用浓度为或的稀硫酸,用于酸碱滴定、金属活
0.5mol/L1mol/L中动性实验、酸性介质的提供等稀硫酸的化学性质与活泼金属反应稀硫酸能与钾、钠、钙、镁、锌、铁等活泼金属反应,放出氢气Zn+H₂SO₄稀→ZnSO₄+H₂↑Fe+H₂SO₄稀→FeSO₄+H₂↑金属活动性越强,反应越剧烈铜、银、金等金属不与稀硫酸反应与碱反应稀硫酸与碱、碱性氧化物、碱式碳酸盐、碳酸盐等反应H₂SO₄+2NaOH→Na₂SO₄+2H₂OH₂SO₄+CuO→CuSO₄+H₂OH₂SO₄+CaCO₃→CaSO₄+H₂O+CO₂↑与其他物质反应稀硫酸还能与多种金属氧化物、金属盐等反应与低价金属氧化物FeO+H₂SO₄→FeSO₄+H₂O与某些金属盐BaCl₂+H₂SO₄→BaSO₄↓+2HCl硫酸根离子可以与钡离子形成白色沉淀,这是检验硫酸根的特征反应合成与提纯硫的提纯方法实验装置设计要点实验室常用的硫提纯方法加热装置控温精确,避免过热•冷凝装置高效冷却硫蒸气•溶剂提取法利用硫易溶于的特性,将粗硫溶于,过滤除去
1.CS₂CS₂不溶性杂质,蒸发溶剂得到纯硫•安全考虑避免CS₂等易燃溶剂接触明火气密性防止有毒气体泄漏升华法利用硫可以升华的特性,加热粗硫使其气化,冷却凝华得到•
2.纯硫安全注意事项分馏结晶利用熔融硫冷却结晶时,不同温度下结晶出不同纯度的硫
3.操作过程中应在通风橱内进行,避免吸入硫蒸气或二硫化碳蒸气,防止火灾和爆炸硫的循环与转化(自然界)硫在自然界中不断进行着从无机态到有机态,从还原态到氧化态的循环转化过程大气转化地壳释放大气中的硫化物被氧化为,进一步氧化为SO₂火山喷发、温泉活动等将地壳中的硫释放到大,与水反应形成硫酸,随降水回到地表SO₃气和水体中,主要形式为、等气体SO₂H₂S生物利用植物吸收土壤中的硫酸盐,合成含硫氨基酸和蛋白质,动物通过食物链获取硫元素沉积储存微生物分解部分硫化物和硫酸盐在适当条件下形成沉积物,进入地壳储存,经过地质作用可能再次释动植物残体中的有机硫被微生物分解,一部分放形成硫化物,一部分被氧化为硫酸盐重新进入循环大气中的硫污染主要污染物危害•二氧化硫SO₂煤炭、石油燃烧的主要产物•腐蚀建筑物和金属设施•三氧化硫SO₃SO₂进一步氧化的产物•破坏土壤结构,抑制植物生长•硫酸气溶胶SO₃与水反应形成的微粒•酸化水体,危害水生生物•硫化氢H₂S厌氧分解产生的有臭气体•危害人体健康,引发呼吸系统疾病酸雨形成防治措施大气中的SO₂氧化为SO₃,与水反应生成H₂SO₄,使降水pH值降低,形•燃料脱硫减少燃料中硫的含量成酸雨烟气脱硫使用石灰石吸收•SO₂调整能源结构减少煤炭使用•制定排放标准控制工业排放•硫化氢泄漏事故事故案例危害分析年某化工厂因设备老化导致硫化硫化氢是一种剧毒气体,低浓度2018氢泄漏,造成人死亡,人不同程可引起眼和呼吸道刺激,高31250ppm度中毒事故发生在设备维修过程浓度可导致呼吸麻痹和神500ppm中,由于安全措施不到位,操作不当经系统损伤,以上可致1000ppm引发大量释放命具有麻痹嗅觉的特性,使H₂S H₂S人在短时间后无法察觉其存在,增加了危险性安全警示严格执行安全操作规程
1.作业前确认通风和检测设备正常
2.配备正确的个人防护装备
3.建立完善的应急响应机制
4.定期进行安全培训和演练
5.工业中的硫应用95%25%15%化工原料橡胶工业火药与烟火硫酸是最重要的化工原料之硫用于橡胶硫化,赋予橡胶硫是传统黑火药的主要成分一,全球年产量超过2亿吨弹性和耐用性硫化橡胶是之一,与碳、硝酸钾按比例一个国家的硫酸产量被视为轮胎、密封件、绝缘材料等混合现代烟花中也常用含衡量其工业发达程度的重要的重要组成部分硫化合物产生特定颜色和效指标果10%染料制造许多染料分子含有硫原子,如硫化染料、还原染料等这些染料具有良好的耐光性和耐洗性,广泛用于纺织品染色生活中与硫相关的常见产品消毒漂白剂化肥水处理剂含亚硫酸盐的消毒剂和漂白剂,用于食品保鲜、硫是重要的植物营养元素,多种化肥含有硫元硫酸铝、硫酸亚铁等含硫化合物用作絮凝剂,用水处理和纺织品漂白亚硫酸氢钠NaHSO₃是素,如硫酸铵[NH₄₂SO₄]、过磷酸钙于净化饮用水和处理废水这些化合物能使水中常见的食品防腐剂,能抑制微生物生长和防止食等这些肥料不仅提供的悬浮物凝聚沉淀,提高水质[CaH₂PO₄₂·CaSO₄]品褐变氮、磷等元素,还补充植物生长所需的硫硫在医药与农业中的作用医药应用农业应用硫磺软膏用于治疗皮肤病,如牛皮癣、湿疹和疥疮杀菌剂硫磺粉和石硫合剂用于防治植物真菌病害••磺胺类药物如磺胺嘧啶,具有广谱抗菌作用杀虫剂某些有机硫化合物如甲基硫磷具有杀虫作用•••青霉素类抗生素分子结构中含有硫原子•土壤改良用石膏CaSO₄·2H₂O改良碱性土壤多硫化物药物如二硫化甲基,用于治疗酒精中毒微量元素肥料补充植物生长所需的硫元素••含硫氨基酸如半胱氨酸、蛋氨酸也是重要的营养补充剂硫是植物合成蛋白质、维生素和芥子油苷等的必需元素,缺硫会导致植物生长迟缓,叶片黄化典型实验设计物理性质实验
1.观察硫的外观、颜色和状态
2.测量硫的密度和熔点
3.研究硫在不同溶剂中的溶解性
4.观察加热硫时的状态变化化学性质实验
1.硫与氧气反应燃烧实验
2.硫与金属如铁、铜的反应
3.硫与非金属如氢的反应
4.硫与强氧化剂的反应化合物性质实验
1.SO₂的制备与性质
2.H₂S的制备与性质
3.硫酸的性质实验
4.硫化物与硫酸盐的检验设计实验时应注意安全防护,避免接触有毒气体,防止火灾和烧伤实验产生的废物需按规定处理,避免环境污染简易实验硫粉燃烧观察实验目的实验步骤观察硫的燃烧现象,了解硫的还原性和燃烧产物的性质将少量硫粉放在燃烧匙中
1.用酒精灯加热燃烧匙,使硫粉点燃实验材料
2.观察火焰颜色和气味
3.硫粉•将燃烧的硫迅速放入装有少量水的广口瓶中
4.燃烧匙•用湿润的石蕊试纸测试瓶中气体的性质
5.酒精灯•现象与结论广口瓶•湿润的石蕊试纸硫燃烧时产生淡蓝色火焰,放出刺激性气味的二氧化硫二氧化硫溶于•水形成亚硫酸,使蓝色石蕊试纸变红,证明其酸性凉水•综合实验硫元素不同价态转化⁺S⁰→S⁴S⁰→S⁻²硫粉燃烧生成二氧化硫硫粉与铁粉混合加热,生成硫化铁S+O₂→点燃SO₂Fe+S→加热FeS SO₂溶于水SO₂+H₂O⇌H₂SO₃观察混合物变成黑色固体,反应放热发光观察产生刺激性气味,溶液使石蕊变红1234⁻⁺⁺S²→S⁰S⁴→S⁶向硫化铁中滴加稀盐酸,收集产生的H₂S,并通入铜离子溶液向二氧化硫溶液中加入高锰酸钾溶液FeS+2HCl→FeCl₂+H₂S↑5SO₂+2KMnO₄+2H₂O→K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄H₂S+Cu²⁺→CuS↓+2H⁺观察紫色高锰酸钾溶液褪色H₂S经氧化后2H₂S+O₂→2S↓+2H₂O观察生成黑色硫化铜沉淀或黄色硫沉淀学习重难点梳理1价态变化分析2浓硫酸的特性3硫化氢的两性硫元素常见的价态有价、价、浓硫酸具有强氧化性、强脱水性和强酸硫化氢既是一种弱酸,又是一种还原-20+4价、价,在反应中的价态变化是理解性三重特性,其化学反应类型多样,判剂,这种双重性质使其在化学反应中表+6氧化还原反应的关键如硫在燃烧时从断反应类型需要综合考虑反应物性质和现复杂它可以与碱反应放出,也可0H₂价氧化到价,在与活泼金属反应时从反应条件以与氧化剂反应被氧化+4价还原为价0-2特别注意浓硫酸与金属反应时,不同金理解的化学性质,需要掌握酸碱理论H₂S掌握硫的价态变化,需要熟练运用氧化属可能有不同的反应方程式,这取决于和氧化还原理论的结合应用还原反应的基本原理和电子得失规律金属的活动性和反应条件错题与易混知识点解析₂与₃的区别浓硫酸与稀硫酸反应差异SO SO常见错误混淆SO₂和SO₃的性质和反应常见错误不区分浓硫酸和稀硫酸与金属的反应正确理解正确理解•SO₂酸性氧化物,溶于水生成亚硫酸,具有还原性和漂白作用•稀硫酸与活泼金属反应放出H₂,铜、银等不反应•SO₃酸性氧化物,与水剧烈反应生成硫酸,无明显还原性•浓硫酸与多种金属反应放出SO₂,不产生H₂区分要点SO₃的酸性和氧化性均强于SO₂,SO₂具有还原性而SO₃基本没有还原性区分要点关注反应的气体产物H₂还是SO₂和金属硫酸盐的价态硫化物与硫酸盐检验常见错误混淆硫化物与硫酸盐的检验方法正确理解•硫化物加酸产生H₂S臭鸡蛋味,醋酸铅试纸变黑•硫酸盐加BaCl₂溶液产生白色BaSO₄沉淀,不溶于酸区分要点注意反应条件和特征现象的不同拓展硫元素前沿科学研究新型硫基电池硫在材料科学中的应用锂硫电池是一种有前景的新型高能量密度电池,理论能量密度可达硫掺杂石墨烯提高催化性能,用于燃料电池和电解水产氢•,远高于传统锂离子电池其正极材料主要由硫元素构成,2600Wh/kg硫化物半导体如、等,用于纳米电子和光电器件•MoS₂WS₂成本低、环境友好可逆硫化聚合物具有自修复特性的新型材料•目前研究主要集中在解决循环稳定性和库仑效率等问题,如开发新型电硫基纳米材料在生物医学领域的应用研究•解质和正极材料结构硫元素在能源、材料、环境等领域的应用研究正在迅速发展,将为可持续发展提供新的解决方案总结与思考应用价值化合物体系硫及其化合物在工业、农业、环境影响硫的多种价态使其形成丰富的医药等领域有广泛应用,是现化合物体系,包括硫化物、氧理解硫元素的环境效应和循环代文明不可或缺的元素化物、含氧酸及盐类,各具特过程,对环境保护和可持续发性展具有重要意义探究思考基础知识硫元素的学习引发我们对原子硫的原子结构、物理性质、化结构与化学性质关系、元素周学性质和自然分布构成了理解期律等基本化学原理的深入思3硫元素的基础框架考。
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