高一化学下册《从黑火药到酸雨》课件沪科版

1能使妖魔胆尽摧，身如束帛气如雷；一声震得人方恐，回首相看已成灰。爆竹2§5.1(FromBlackPowderToAcidRain)3一、除夕爆竹烟火话硫磺古代炼丹无意中黑火药中国古代四大发明之一，主要成分为硫磺、硝石和木炭问题：你能写出黑火药反应的化学方程式吗？S+2KNO3+3CK2S+3CO2+N2点燃41、硫元素的存在形态：①游离态(单质)：天然硫，火山口附近或地壳岩层里。②化合态：主要有硫化物、硫酸盐；煤、石油和蛋白质里都含有少量的硫。几种重要的矿物：①黄铁矿（硫铁矿）FeS2，②黄铜矿CuFeS2，③石膏CaSO4•2H2O，④芒硝Na2SO4•10H2O硫元素在地壳中含量不高但分布很广。2、硫单质的物理性质：淡黄色固体，俗称硫磺，熔点较低；难溶于水，微溶于乙醇,易溶于CS2，53、硫单质的化学性质硫元素有-2、0、+4、+6四种常见化合价，单质硫既有氧化性又有还原性。为什么？思考：氯气与硫的氧化性哪一个强？SS0-2——体现氧化性现象：剧烈反应，反应物保持红热状态，放出大量热，生成黑色的硫化亚铁[讨论1]如何证实铁与硫发生了化学反应？[讨论2]铁粉与硫粉反应的生成物可能是什么？如何设计实验证明？(1)与金属反应Fe+SFeS(黑色)2Cu+SCu2S(黑色)6S+O2SO2点燃氧化剂还原剂——可以用硫粉来处理散落的汞滴。[讨论]硫能与大多数金属反应，请写出硫粉与钠、铝、汞等反应的化学方程式Hg+S→HgS(黑色)2Al+3SAl2S3(只有固体，没有溶液）2Na十S→Na2S(常温即可反应,爆炸)(3)与强碱反应3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O[提问]硫与金属反应体现硫的什么性质？当硫与变价金属如铁、铜反应时有何特点？(2)与非金属反应S+H2H2S7硫的用途广泛：制硫酸；制橡胶的重要原料；制黑色火药、焰火、火柴等；制农药；做药品拓展：(4)与强氧化性酸反应S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2OS+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O4、硫的用途参阅Page58小结：硫的化学性质（较高要求）1、从硫的原子结构认识硫的化学性质(1)硫的氧化性硫元素的核电荷数为16,硫原子核外有16个电子,分3个电子层,最外层上有6个电子;原子半径较小。在化学反应中易获得2个电子(或共用电子对偏近于硫原子)而达到稳定结构,显－2价,表现出硫的氧化性。①在一定条件下,硫能与金属反应,生成金属硫化物。Mg+SMgS2Al+3SAl2S3Hg+SHgS②在加热条件下,硫蒸气与H2反应生成硫化氢。H2+SH2S9(2)硫的还原性硫原子最外电子层上的6个电子或其中的4个电子在与某些非金属结合时,形成的共用电子对偏远于硫原子,从而使硫显+6价或+4价,表现出硫的还原性。如硫与氧、氯、氟等非金属的反应:S+2Cl2SCl4S+O2SO2（SO2在一定温度和催化剂存在的条件下,可与O2进一步反应生成SO3）点燃10(3)硫单质既有氧化性又有还原性。（硫元素有－2、0、+4、+6等多种价态）硫单质是硫的0价态,在一些反应中间价态可以升高变为+4价或+6价,在另一些反应中间价态可以降低为－2价。所以硫单质既有氧化性又有还原性。在特殊情况下,如硫与KOH溶液共热时,硫本身既是氧化剂又是还原剂,(通常称为歧化反应)。3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O112、硫的非金属性比氧和氯都弱(1)从原子结构上比较氧、硫、氯三种元素的原子结构示意图分别为:硫原子比氧原子多1个电子层;Cl原子与硫原子电子层数相同,但Cl原子最外电子层上比氧原子多1个电子。其原子半径的大小为S0,SCl。因此氧原子和氯原子得电子能力都大于硫,即氧和氯的氧化性都比硫强。也就是说,硫的非金属性比氧和氯都弱。12(2)从S、O2、Cl2与变价金属Cu、Fe反应生成物中金属的化合价来分析2Fe+3Cl22FeCl3Cu+Cl2CuCl23Fe+2O2Fe3O42Cu+O22CuOFe+SFeS2Cu+SCu2S(Fe3O4中2/3的铁显+3价,1/3的铁显+2价)可知,Cl2、O2能把Fe、Cu氧化到高价态,而S只能Fe、Cu氧化到低价态。说明S原子得电子能力比氧原子、氯原子都差,即硫的非金属性比氧和氯都弱。点燃点燃点燃13(3)从S、O2、Cl2与H2反应的难易来分析Cl2与H2的混合气见强光或点燃时发生爆炸,生成的HCl很稳定;O2与H2的混合气在点燃或放电时发生爆炸,生成的H2O也很稳定;S蒸气与H2在加热的条件下,发生不完全反应,生成的H2S不稳定。可知硫的非金属性比氧和氯都弱。(4)Cl2、O2都可把氢硫酸中的硫置换出来。氧化性O2S氧化性Cl2S可知硫的非金属性比氧和氯都弱。ClHS2HClS22O2HS2HO2S22214[引入]据文汇报报道硫化氢中毒已成为本市严重危害劳动者生命健康的主要职业中毒事件。仅2005年上海市已发生硫化氢中毒事故7起，19名中毒者中有10人死亡，而在过去的7年间，本市平均每年发生硫化氢中毒事故3－4起。二、令人生厌的硫化氢1.硫化氢的物理性质无色有臭鸡蛋气味的气体密度比空气略大能溶于水（常温常压下1:2.6）标准状况下硫化氢的密度=34g/22.4L=1.52g/L剧毒（头痛、头晕、恶心、昏迷、死亡，是一种大气污染物）在制取和使用硫化氢时，必须在密闭系统或通风橱中进行！152.硫化氢的化学性质（1）不稳定性+1-200H2SH2+S△小结（2）可燃性完全燃烧不完全燃烧淡蓝色火焰21n(H2S)n(O2)≥氧化产物是Sn(H2S)n(O2)≤23氧化产物是SO2氧化产物是S和SO2n(H2S)n(O2)＜2123＜（也体现了硫化氢的还原性）2H2S+3O22H2O+2SO2点燃aH2S+bＯ2（2b-a）/2SO2+（3a-2b）/2S+aH2O点燃2H2S+O22H2O+2S点燃16(3)还原性氧化产物和还原产物的质量比是-2+402:1小结单质氧化性：离子还原性：Cl2Br2I2SCl-Br-I-S2-2H2S+SO22H2O+3SH2S+X22HX+S(X=Cl、Br、I）[小结]H2S的可燃性，本质也就是它的还原性。在H2S中S处于最低价，在化学变化中容易失去电子变成单质硫或硫的高价化合物，所以H2S具有强还原性，能与多种氧化剂发生反应。注意：H2S不能用浓Ｈ2SO4或HNO3制取，干燥H2S＋Ｈ2SO4（浓）S↓+SO2↑+2H2OH2S+8HNO3(浓)H2SO4+8NO2↑+4H2O3H2S+2HNO3(稀)3S+2NO↑+4H2O173.氢硫酸的性质小结氢硫酸是硫化氢的水溶液，是一种易挥发的二元弱酸。使紫色石蕊试液变红。常见硫化物的溶解性(1)酸性（H+的性质）：能溶于水、能溶于酸：Na2S,K2S,(NH4)2S不溶于水、能溶于酸：FeS,ZnS不溶于水、不溶于酸：CuS,PbS,Ag2S,HgS与碱反应：H2S+2NaOHNa2S+2H2O与盐反应：H2S+CuSO4CuS+H2SO4H2S+Pb(NO3)2PbS+2HNO3与金属反应：H2S+ZnZnS+H2思考：碱不足时呢？18注意：氢硫酸用时现制，不能长期存放。(2)氢硫酸具还原性：(S2-的性质）氢硫酸易被空气中的氧气氧化，溶液变浑浊：由于硫化氢中的硫处于最低价态，在化学反应中易失去电子而被氧化，故具有强还原性。H2S+Br2Ｓ↓+2HBr使溴水褪色2H2S+O22S+2H2O194.硫化氢的实验室制取装置：收集方法：检验：能否用浓硫酸制取硫化氢？用浓盐酸制取硫化氢好不好？净化:无水CaCl2固液不加热装置（与制氢、制二氧化碳相同）或启普发生器向上排空气法或排饱和硫氢化钠溶液使湿润的醋酸铅试纸或硫酸铜溶液变黑尾气:NaOH溶液实验室除稀硫酸外还能使用哪些酸？实验室如何除去二氧化碳气体中混有的硫化氢气体？原理：FeS+H2SO4FeSO4+H2S20[引入]人们用二氧化硫漂白纸张，为什么过了几年就会变黄？酸雨已成为人类的公害，它是怎样形成的？有哪些治理措施？三、全球性的环境问题——酸雨（一）二氧化硫1、物理性质：①SO2是无色有刺激性气味的有毒气体②密度比空气大③易液化(与Cl2、NH3相似)④常温常压下可以1︰40溶于水，生成亚硫酸[提问]怎样通过实验证明SO2的溶解性？212、化学性质提问1：从物质类别的角度推测SO2可能是何种氧化物？（1）酸性氧化物SO2+H2OH2SO3（亚硫酸）SO2+2NaOHNa2SO3+H2OSO2+Ca(OH)2CaSO3↓+H2O二元中强酸，不稳定，易分解所以，SO2也叫做亚硫酸的酸酐。思考：SO2与碱反应，碱过量和少量有何不同？22（3）具有较强的还原性2SO2+O22SO3SO2还可使酸性KMnO4溶液褪色。提问2：从SO2中硫的化合价角度分析，推测SO2可能具有的化学性质。（2）具有氧化性：瓶壁上有淡黄色固体和水珠。SO2+2H2S3S↓+2H2OSO2+X2+2H2O2HX+H2SO4(X=Cl，Br，I)SO3是一种没有颜色、易挥发的固体，熔点16.8℃，沸点44.8℃23（4）漂白性[演示]在试管中加入0.1%的品红溶液，通入SO2，观察现象。当试管中液体发生变化时，再给试管加热，观察现象。[提问]SO2和HClO均有漂白作用，其漂白原理是否相同？现象：品红溶液褪色；加热又恢复红色。SO2的漂白作用在于它与某些有机色素化合生成不稳定的无色物质，反应可逆。而HClO的漂白在于其氧化性，将某些有色物质氧化成无色物质，过程不可逆。[小结]SO2的化学性质：SO2是酸性氧化物，具有氧化性、还原性和漂白性[思考]1.你能用哪些方法区分两瓶失去标签的无色气体CO2和SO2？2.等物质的量的SO2和Cl2同时通入品红溶液中，可观察到什么现象？241、H2S分别通入下列溶液中，写出化学方程式FeCl3I2CuSO4NaOHK2S练习2、改变下列条件,饱和H2S溶液中H+浓度如何变化?通入O2、SO2、Cl2;加入CuSO4溶液;加H2O加热;加NaOH溶液思考：SO2过量，溶液的酸性有何变化？3、将SO2分别通入Ca(OH)2、FeCl3、溴水、酸性KMnO4溶液中，有何现象？4、①SO2通入BaCl2溶液中有何现象？②SO2、NH3通入BaCl2溶液中有何现象？③SO2、CO2分别通入Ba(NO3)2溶液中有何现象？5、将SO2气体通入品红溶液、溴水、酸性KMnO4，紫色石蕊试液、滴有酚酞的NaOH溶液中，溶液均褪色吗？253、SO2的制法（1）实验室制取SO2:Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2+H2O（2）工业制法煅烧黄铁矿（FeS2）或燃烧S可用于工业上制取SO2气体26[过渡]SO2大量散发到大气中，经过一系列化学变化，被雨水吸收就会成为对自然界危害极大的酸雨。硫酸60—65%燃烧矿物燃料硝酸30%汽车发动机盐酸5%焚烧垃圾，使用氯化氢有机酸2%2、酸雨的成分（二）酸雨1、定义：国际上把PH值小于5.6的雨水称为酸雨273、酸雨的形成：SO2+H2OH2SO32H2SO3+O22H2SO4途径一SO3+H2O→H2SO4途径二2SO2+O22SO3催化剂主要途径总反应式：2SO2+O2+H2O2H2SO4催化剂28（1）自然现象导致酸雨：例如，火山喷发后会降含硫酸或盐酸的雨，雷电可以使雨水中含硝酸等。4、造成酸雨的原因：29（2）人类活动造成酸雨：发电厂、钢铁厂、冶炼厂家家户户的小煤炉燃烧矿物燃料；汽车发动机；焚烧垃圾等。（在我们烧的煤中，一般含有2％左右的硫元素）在我国，空气中的二氧化硫主要来自含硫的煤和石油的燃烧！305、酸雨的危害•对植物的危害（拓展视野P9）•对土壤生态的危害•对建筑材料的危害•对水体的危害•对人体健康的危害31酸雨污染造成的经济损失我国是全球三大酸雨区之一。每吨二氧化硫的经济损失约合7915元；这一估算没有考虑对水体以及对材料、建筑物腐蚀的影响，因此所得