202X版新教材高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素1.3不同价态含硫物质的转化课件新人教版必修2

1、第3课时不同价态含硫物质的转化自然界中硫的存在和转化自然界中硫的存在和转化 1.1.自然界中不同价态硫元素间的转化自然界中不同价态硫元素间的转化【情境情境思考思考】在古代中国在古代中国, ,稀硫酸被称为稀硫酸被称为“绿矾油绿矾油”。黄帝九鼎神黄帝九鼎神丹经诀丹经诀卷九中就记载着卷九中就记载着“炼石胆取精华法炼石胆取精华法”, ,即干馏即干馏石胆石胆( (胆矾胆矾) )而获得硫酸。绿矾油是一种无色黏稠液体而获得硫酸。绿矾油是一种无色黏稠液体, ,可用于除掉兵器上的铁锈。实验室模拟此过程可用于除掉兵器上的铁锈。实验室模拟此过程: :可以用可以用FeSOFeSO4 47H7H2 2O O加强热加强热

2、, ,用加冰水混合物的用加冰水混合物的U U形管冷凝即可形管冷凝即可, ,用用NaOHNaOH吸收吸收SOSO2 2, ,理论可得理论可得29.5%29.5%的的H H2 2SOSO4 4。(1)(1)上述过程硫的化合价如何变化上述过程硫的化合价如何变化? ?你能预测生成的含你能预测生成的含铁化合物是什么吗铁化合物是什么吗? ?(2)(2)试写出反应的化学方程式。试写出反应的化学方程式。提示提示: :(1)(1)反应中有硫酸和反应中有硫酸和SOSO2 2生成生成, ,故硫的化合价降低故硫的化合价降低; ;由氧化还原反应的规律可知铁的化合价一定升高由氧化还原反应的规律可知铁的化合价一定升高, ,

3、故产故产物为物为FeFe2 2O O3 3。(2)(2)反应化学方程式为反应化学方程式为2FeSO2FeSO4 47H7H2 2O FeO Fe2 2O O3 3+SO+SO2 2+SOSO3 3+14H+14H2 2O,SOO,SO3 3+H+H2 2O=HO=H2 2SOSO4 4。高温高温=2.2.硫元素不同化合价之间的相互转化硫元素不同化合价之间的相互转化(1)(1)硫的化合价与性质的关系硫的化合价与性质的关系(2)(2)设计实验实现不同价态含硫物质的转化设计实验实现不同价态含硫物质的转化序号序号转化转化目标目标转化前的转化前的含硫物质含硫物质选择试剂选择试剂转化后的转化后的含硫物质含

4、硫物质-20-20H H2 2S S_S S_0-20-2S S_H H2 2S S_O O2 2( (不足不足) )SOSO2 2H H2 2FeFe或或CuCuFeSFeS或或CuCu2 2S S序号序号转化转化目标目标转化前的转化前的含硫物质含硫物质选择试剂选择试剂转化后的转化后的含硫物质含硫物质-2+4-2+4H H2 2S S_SOSO2 20+40+4S S_SOSO2 2+40+40SOSO2 2_S S+4+6+4+6SOSO2 2_SOSO3 3_H H2 2SOSO4 4+6+4+6+4H H2 2SOSO4 4_SOSO2 2O O2 2( (足量足量) )O O2 2H

5、 H2 2S SO O2 2ClCl2 2CuCu书写有关化学方程式书写有关化学方程式: :_2H2H2 2S+OS+O2 2 2S+2H 2S+2H2 2O,SOO,SO2 2+2H+2H2 2S=3S+2HS=3S+2H2 2O OH H2 2+ S H+ S H2 2S, Fe+S FeSS, Fe+S FeS或或2Cu+S Cu2Cu+S Cu2 2S S2H2H2 2S+3OS+3O2 2 2SO 2SO2 2+2H+2H2 2O O点燃点燃=点燃点燃=_Cu+2HCu+2H2 2SOSO4 4( (浓浓) CuSO) CuSO4 4+2H+2H2 2O+SOO+SO2 2S+OS+

6、O2 2 SO SO2 2SOSO2 2+2H+2H2 2S=3S+2HS=3S+2H2 2O O2SO2SO2 2+ O+ O2 2 2SO 2SO3 3ClCl2 2+ SO+ SO2 2+2H+2H2 2O=HO=H2 2SOSO4 4+2HCl+2HCl点燃点燃=催化剂催化剂 =【巧判断巧判断】(1) (1) 硫在过量、纯净的硫在过量、纯净的O O2 2中燃烧的产物是中燃烧的产物是SOSO3 3。 ( () )提示提示: :。硫与。硫与O O2 2反应的产物是反应的产物是SOSO2 2而不是而不是SOSO3 3。(2) (2) 将将SOSO2 2通入氢硫酸中通入氢硫酸中, ,若出现黄色

7、浑浊若出现黄色浑浊, ,则证明则证明SOSO2 2具有氧化性。具有氧化性。( () )提示提示: :。将。将SOSO2 2通入氢硫酸中通入氢硫酸中, ,发生反应发生反应SOSO2 2+2H+2H2 2S=S=3S+2H3S+2H2 2O,SOO,SO2 2表现氧化性。表现氧化性。(3)(3)在反应在反应H H2 2S+HS+H2 2SOSO4 4( (浓浓)=S+SO)=S+SO2 2+2H+2H2 2O O中中, ,氧化氧化产物为产物为SOSO2 2, ,还原产物为还原产物为S S。( () )提示提示: :。根据氧化还原反应规律分析反应。根据氧化还原反应规律分析反应 , ,氧化产物为氧化产

8、物为S,S,还原产物为还原产物为SOSO2 2。【情境情境思考思考】大型节日时大型节日时, ,人们经常会燃放烟花爆竹等。但这会带来人们经常会燃放烟花爆竹等。但这会带来很大的空气污染很大的空气污染, ,近几年近几年, ,越来越多的城市全年全区域越来越多的城市全年全区域禁止燃放烟花爆竹。禁止燃放烟花爆竹。(1)(1)燃放爆竹时的主要反应是燃放爆竹时的主要反应是S+2KNOS+2KNO3 3+3C=K+3C=K2 2S S+3CO+3CO2 2+N+N2 2,S,S发生了什么变化发生了什么变化? ?表现什么性质表现什么性质? ?提示提示: :反应中反应中S S的化合价降低的化合价降低, ,发生还原反

9、应发生还原反应, ,表现氧化表现氧化性。性。(2)(2)燃放爆竹时会闻到强烈的刺激性气味燃放爆竹时会闻到强烈的刺激性气味, ,你知道其中你知道其中的原因吗的原因吗? ?提示提示: :燃放爆竹时燃放爆竹时S S与空气中的氧气反应生成有刺激性与空气中的氧气反应生成有刺激性气味的气味的SOSO2 2气体。气体。知识点不同价态含硫物质的转化知识点不同价态含硫物质的转化【重点释疑重点释疑】1.1.常见含硫的物质的转化常见含硫的物质的转化2.2.不同价态硫的化合物的转化不同价态硫的化合物的转化(1)(1)价态与性质价态与性质-2-2价硫处于最低价态价硫处于最低价态, ,只有还原性只有还原性, ,可被可被O

10、 O2 2、ClCl2 2等氧等氧化剂氧化为化剂氧化为S;S;0 0价、价、+4+4价硫处于中间价态价硫处于中间价态, ,既有氧化性又有还原性既有氧化性又有还原性; ;+6+6价硫处于最高价态价硫处于最高价态, ,只有氧化性。只有氧化性。注意浓硫酸在一定条件下与金属或还原性盐反应时既注意浓硫酸在一定条件下与金属或还原性盐反应时既体现强氧化性又体现酸性体现强氧化性又体现酸性, ,如如Cu+2HCu+2H2 2SOSO4 4( (浓浓) ) CuSOCuSO4 4+2H+2H2 2O+SOO+SO2 2 。=(2)(2)价态变化规律价态变化规律当硫元素的化合价升高或降低时当硫元素的化合价升高或降低

11、时, ,一般升高或降低到其一般升高或降低到其相邻的价态相邻的价态, ,即台阶式升降即台阶式升降, ,如如: :(3)(3)含硫物质的连续氧化含硫物质的连续氧化 【思考思考讨论讨论】把把SOSO2 2气体通入气体通入BaClBaCl2 2溶液中溶液中, ,产生了白色沉淀产生了白色沉淀, ,该沉淀该沉淀的成分是什么的成分是什么? ?请解释原因。请解释原因。提示提示: :白色沉淀为白色沉淀为BaSOBaSO4 4。SOSO2 2气体通入气体通入BaClBaCl2 2溶液中溶液中, ,不不会直接与会直接与BaClBaCl2 2反应反应,SO,SO2 2与水反应生成与水反应生成H H2 2SOSO3 3

12、, H, H2 2SOSO3 3被氧被氧气氧化为气氧化为H H2 2SOSO4 4,H,H2 2SOSO4 4与与BaClBaCl2 2反应生成反应生成BaSOBaSO4 4沉淀。沉淀。【案例示范案例示范】【典例典例】酸雨被人们称为酸雨被人们称为“天堂的眼泪天堂的眼泪”或或“空中死空中死神神”, ,具有很大破坏力。目前具有很大破坏力。目前, ,我国的酸雨主要分布地我国的酸雨主要分布地区是长江以南的四川盆地、贵州、湖南、江西以及沿区是长江以南的四川盆地、贵州、湖南、江西以及沿海的福建、广东等地海的福建、广东等地, ,占我国国土面积的占我国国土面积的30%30%。现有雨水样品现有雨水样品1 1份份

13、, ,每隔一段时间测定该雨水样品的每隔一段时间测定该雨水样品的pH,pH,所得数据如下所得数据如下: :测试时间测试时间/h/h0 01 12 23 34 4雨水的雨水的pHpH4.734.734.634.634.564.564.554.554.554.55分析数据分析数据, ,回答下列问题回答下列问题: :(1)(1)雨水样品的雨水样品的pHpH变化的原因是什么变化的原因是什么?(?(科学探究科学探究) )如何用实验验证中变化原因如何用实验验证中变化原因?(?(证据推理证据推理) )如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合,pH,pH将如何将如何变化变化? ?

14、原因是什么原因是什么?(?(科学探究科学探究) )(2)(2)减少酸雨产生的途径有哪些减少酸雨产生的途径有哪些?(?(社会责任社会责任) )【解析解析】(1)(1)酸雨放置时酸雨放置时pHpH变小变小, ,其原因是雨水中的其原因是雨水中的H H2 2SOSO3 3被空气中氧气氧化所致被空气中氧气氧化所致:SO:SO2 2+H+H2 2O HO H2 2SOSO3 3, ,2H2H2 2SOSO3 3+O+O2 2=2H=2H2 2SOSO4 4。可以通过检验不同时间的雨水中可以通过检验不同时间的雨水中 的浓度大小确的浓度大小确定定2H2H2 2SOSO3 3+O+O2 2=2H=2H2 2SO

15、SO4 4的发生。分别取的发生。分别取2 mL 0 h2 mL 0 h和和3 h3 h的雨水于试管中的雨水于试管中, ,加入等量盐酸酸化加入等量盐酸酸化, ,再加入等量足量再加入等量足量的的BaClBaCl2 2溶液溶液, ,盛有盛有3 h3 h的雨水的试管中溶液更浑浊的雨水的试管中溶液更浑浊, ,说说明明 浓度大。浓度大。24SO24SO雨水和自来水混合雨水和自来水混合, ,应考虑应考虑H H2 2SOSO3 3与与ClCl2 2( (或或HClO)HClO)的反的反应应:H:H2 2SOSO3 3+HClO=H+HClO=H2 2SOSO4 4+HCl(+HCl(或或SOSO2 2+2H+

16、2H2 2O+ClO+Cl2 2=H H2 2SOSO4 4+2HCl)+2HCl)。因此雨水与自来水混合后溶液。因此雨水与自来水混合后溶液pHpH将变小将变小。(2)(2)减少酸雨的产生需减少减少酸雨的产生需减少SOSO2 2的排放的排放, ,将煤转化为清洁将煤转化为清洁能源能源( (如煤的气化和液化如煤的气化和液化),),燃料脱硫、固硫燃料脱硫、固硫, ,开发不含开发不含硫的新能源硫的新能源( (如氢能、核能等如氢能、核能等),),都是有力措施。都是有力措施。答案答案: :(1)(1)雨水中存在反应雨水中存在反应SOSO2 2+H+H2 2O HO H2 2SOSO3 3, ,2H2H2

17、2SOSO3 3+O+O2 2=2H=2H2 2SOSO4 4, ,酸性增强酸性增强,pH,pH变小变小分别取分别取2 mL 0 h2 mL 0 h和和3 h3 h的雨水于试管中的雨水于试管中, ,加入等量盐加入等量盐酸酸化酸酸化, ,再加入等量足量的再加入等量足量的BaClBaCl2 2溶液溶液, ,盛有盛有3 h3 h的雨水的雨水的试管中溶液更浑浊的试管中溶液更浑浊, ,说明说明 浓度大浓度大, ,说明说明2H2H2 2SOSO3 3+O+O2 2 =2H=2H2 2SOSO4 4的发生的发生24SO变小变小; ;自来水使用自来水使用ClCl2 2消毒消毒, ,含有含有ClCl2 2和和H

18、ClO,HClO,与雨水混与雨水混合发生反应合发生反应H H2 2SOSO3 3+HClO=H+HClO=H2 2SOSO4 4+HCl(+HCl(或或SOSO2 2+2H+2H2 2O+ClO+Cl2 2 =H=H2 2SOSO4 4+2HCl)+2HCl)酸性增强酸性增强,pH,pH变小变小(2) (2) 少用煤作燃料少用煤作燃料; ;燃料脱硫燃料脱硫; ;开发新能源开发新能源【迁移迁移应用应用】1.1.已知已知X X为一种常见酸的浓溶液为一种常见酸的浓溶液, ,能使蔗糖粉末变黑。能使蔗糖粉末变黑。A A与与X X反应的转化关系如图所示反应的转化关系如图所示, ,其中反应条件及部分产其中反

19、应条件及部分产物均已略去物均已略去, ,则下列有关说法正确的是则下列有关说法正确的是( () )A.XA.X使蔗糖变黑的现象主要体现了使蔗糖变黑的现象主要体现了X X的强氧化性的强氧化性B.B.若若A A为铁为铁, ,则足量则足量A A与与X X在室温下即可完全反应在室温下即可完全反应C.C.若若A A为碳单质为碳单质, ,则将则将C C通入少量的澄清石灰水中通入少量的澄清石灰水中, ,一定一定可以观察到有白色沉淀产生可以观察到有白色沉淀产生D.D.工业上工业上,B,B转化为转化为D D的反应条件为高温、常压、使用催的反应条件为高温、常压、使用催化剂化剂【解析解析】选选D D。X X为一种常见

20、酸的浓溶液为一种常见酸的浓溶液, ,能使蔗糖粉末能使蔗糖粉末变黑变黑, ,则则X X是硫酸是硫酸,D,D和水反应生成硫酸和水反应生成硫酸, ,则则D D是三氧化是三氧化硫硫,B,B和氧气反应生成三氧化硫和氧气反应生成三氧化硫, ,则则B B是二氧化硫。浓硫是二氧化硫。浓硫酸使蔗糖变黑的现象主要体现了它的脱水性酸使蔗糖变黑的现象主要体现了它的脱水性,A,A错误错误; ;若若A A是铁是铁, ,常温下常温下, ,铁与浓硫酸发生钝化现象铁与浓硫酸发生钝化现象, ,所以铁不能所以铁不能完全溶解完全溶解,B,B错误错误; ;若若A A是碳是碳, ,浓硫酸和碳反应生成二氧化浓硫酸和碳反应生成二氧化碳、二氧

21、化硫和水碳、二氧化硫和水, ,二氧化碳和少量氢氧化钙反应生成二氧化碳和少量氢氧化钙反应生成可溶性的碳酸氢钙可溶性的碳酸氢钙,C,C错误错误; ;工业上工业上, ,二氧化硫转化为三二氧化硫转化为三氧化硫的反应条件为高温、常压、使用催化剂氧化硫的反应条件为高温、常压、使用催化剂,D,D正确正确。2.2.亚硫酸钠中亚硫酸钠中+4+4价的硫既有氧化性又有还原性。现有价的硫既有氧化性又有还原性。现有试剂试剂: :氯水、硫化钠溶液、亚硫酸钠溶液、稀硫酸、氢氯水、硫化钠溶液、亚硫酸钠溶液、稀硫酸、氢氧化钠溶液。氧化钠溶液。世纪金榜导学号世纪金榜导学号(1)(1)要证明亚硫酸溶液具有还原性要证明亚硫酸溶液具有还原性, ,应选用什么试剂应选用什么试剂? ?会会观察到什么现象观察到什么现象? ?写出反应的离子方程式。