师:同学们好,今天我们一起学习硫及其化合物的第一课时。本节课有四个学习目标:第一,通过分析硫的原子结构,推断硫元素的化学性质,理解硫单质的化学性质以及物质微观结构与宏观性质之间的关系;第二,通过预测二氧化硫的化学性质,回顾研究元素化合物化学性质的角度;第三,结合实验探究了解二氧化硫的物理性质和化学性质,能说出二氧化硫的主要用途;第四,通过二氧化硫与水、与氧气反应的学习,初步建立可逆反应的概念。

  硫元素在自然界分布广泛,比如在火山口附近,硫元素可以以硫化氢、二氧化硫、三氧化硫、亚硫酸盐等化合态形式存在,也能以硫单质这种游离态形式存在。大家想想,哪些含硫物质是你比较熟悉的呢?请拿出一张纸,有序写出含硫物质的化学式。我们可以借助价类二维图来分析,以物质类别为横坐标,化合价为纵坐标。物质类别依次有氢化物、单质、氧化物、含氧酸盐等;硫元素常见化合价有 -2 价、0 价、 +4 价和 +6 价。那么,0 价的有硫单质; +4 价的有二氧化硫, +6 价的有三氧化硫,以及它们对应的酸——亚硫酸,还有以钠盐为例的盐,像亚硫酸钠。 -2 价的有硫化氢这个氢化物,还有硫化钠等盐。含硫化合物的家族很庞大吧。

  今天这节课,我们重点学习硫和二氧化硫的性质。先来看硫单质的物理性质,大家看这张火山口附近硫单质的图片。硫单质俗称硫磺,是一种黄色晶体。溶解性方面,它难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。

  那硫单质可能有什么化学性质呢?我们一起来分析。硫元素在周期表中位于第三周期第六主族,硫原子有三个电子层,最外层电子数为 6 。这决定了硫元素易得电子,具有非金属性,也就意味着硫单质具有氧化性。

  硫单质可以与许多金属单质发生化学反应。比如在点燃条件下,它和铁反应生成硫化亚铁;和铜反应生成硫化亚铜。之前我们还学过其他能做氧化剂的非金属单质,像氯气、氧气。在点燃条件下,氯气和铁反应生成氯化铁,和铜反应生成氯化铜;氧气和铁反应生成四氧化三铁,和铜反应生成氧化铜。

  对比一下硫、氧气、氯气和铁、铜反应,我们会发现硫单质只能把铁和铜氧化到较低价态,而氯气和氧气能把它们氧化成最高价态。这说明硫单质的氧化性比氧气、氯气弱,也反映出硫元素的非金属性比氧元素、氯元素弱。

  硫单质的氧化性不仅体现在与金属单质反应,还体现在与非金属单质反应上。比如,硫单质在加热条件下可以和氢气化合成硫化氢,这个反应中硫从零价变为 -2 价,做氧化剂,体现了氧化性。

  除了氧化性,硫单质还有什么化学性质呢?从化合价角度分析,硫单质中硫元素化合价是 0 价,既能降价也能升价,升价时就体现还原性。比如在点燃条件下,硫单质被氧气氧化成二氧化硫,这个反应中硫单质就体现了还原性。

  二氧化硫是一种有刺激性气味的有毒气体,大家来预测一下二氧化硫能发生什么化学反应?请拿出纸,写出对应的化学方程式,并说出预测依据。预测元素化合物化学性质,通常从物质类别和化合价两个角度入手。

  先从物质类别角度看,二氧化硫属于酸性氧化物,应具有酸性氧化物的通性。酸性氧化物能和水反应生成对应的酸,所以二氧化硫跟水反应生成亚硫酸;能和碱反应生成对应的盐和水,二氧化硫跟氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水;还能和碱性氧化物反应生成盐,二氧化硫和氧化钙反应生成亚硫酸钙。

  这里我们重点研究二氧化硫跟水的反应。大家来看实验视频《二氧化硫溶于水》,观看时记录实验现象,并思考为什么会出现这些现象。

  实验用到充满二氧化硫的试管、pH 试纸。把充满二氧化硫且塞有橡胶塞的试管倒立在水中,在水面下打开橡胶塞,能观察到试管内液面上升,这表明二氧化硫易溶于水。待液面高度不再明显变化时,在水下用橡胶塞塞紧试管口,取出试管,用玻璃棒蘸取少量溶液滴在 pH 试纸上,可观察到 pH 试纸变红,说明溶液显酸性。这是因为二氧化硫在溶于水的过程中与水发生化学反应,生成了酸性物质亚硫酸。

  同学们思考一下,为什么刚才实验中试管内液面会上升呢?因为二氧化硫易溶于水,通常情况下,一体积的水大约能溶解 40 体积的二氧化硫,这使得试管中的压强减小,所以试管内液面上升。那为什么用 pH 试纸测得溶液 pH 小于 7 呢?因为二氧化硫跟水反应生成了亚硫酸。

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《化学 必修2 第5章 第一节 硫及其化合物 第1课时 逐字稿-3,445字 第5版》.docx
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