高中化学人教版必修第二册学习导航第五章第一节第3课时

1、第3课时不同价态含硫物质的转化核心素养发展目标1.了解含硫物质在自然界中的存在与转化，熟悉自然界中常见的含硫物质的类别及硫元素的化合价。2.根据硫元素化合价会分析含硫物质的性质，并能设计实验实现不同价态硫元素的相互转化。一、自然界中硫的存在与转化r知识梳理i.硫元素广泛存在于自然界中，是植物生长不可缺少的元素,组成生命体的蛋白质中含有硫 元素。2 .自然界中游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层里，煤中也含有少量硫。3 .自然界中化合态的硫广泛存在于硫酸盐、硫化物、火山喷发时释放的气体中、地下水里、 动植物体内。r理解应用自然界中有丰富的含硫元素物质，如下图自然界中硫无素的存在示意图】航元素

2、化分价山号 C.T_-Nu2SOh6C"- 催化剂 2SO2+。22SO3(i)将以上含硫物质，填入下列“价”也酗一f NajSOrlOHjO.CaSO, 2 H2O抵化物单质啊化物 酸(2)完成以上转化的化学方程式:CD H2S=H2+ S S O2=SO SO3 + H2O=H2SO4 SO2+ H2OH2SO3 2 H 2SO3 + Og=2H2SO4相关链接】自然界中不同价态硫元素之间的转化大气中SO2主要有三个来源：化石燃料的燃烧、火山爆发和微生物的分解作用。在自然状态下，大气中的 SO2, 一部分被绿色植物吸收；一部分则与大气中的水结合，经过一系列反应形成H2SO4,随降

3、水落入土壤或水体中，以硫酸盐的形式被植物的根系吸收，转变成蛋白质 等有机物，进而被各级消费者所利用，动植物的遗体被微生物分解后，又能将硫元素释放到 土壤或大气中，这样就形成一个完整的循环。r跟踪强化1 .下列关于硫的叙述中不正确的是 （）A.在自然界中既有化合态的硫又有游离态的硫B.游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里C.实验室常用酒精除去附着在试管壁上的硫黄D.硫是黑火药的主要成分之一答案 C解析 硫在自然界中既能以化合态 （主要为硫化物和硫酸盐）又能以游离态（火山喷口附近或地壳岩层）的形式存在。硫单质俗称硫黄，是一种黄色或淡黄色固体，难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，常用二硫化碳

4、除去试管内壁附着的硫单质。2 .硫在自然界中的循环过程如下图所示，下列说法不正确的是（）A.石油和煤等化石燃料中含有硫元素B.大气中的二氧化硫只来源于火山喷发产生的气体C.地壳中的硫元素常以硫化物和硫酸盐的形式存在D.动植物遗体被微生物分解后，可产生SO4一和SO2答案 B解析大气中的二氧化硫主要来源于化石燃料的燃烧、火山喷发和微生物的分解。二、实验室中研究不同价态含硫物质的转化r知识梳理1 .转化原理(1)硫元素常见价态及其转化关系20+4+6(2)通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化。(3)低价态的硫向高价态转化时需加入氧化史U价态的硫向低价态转化时需加入还原剂。2 .实验设计设

5、计实验实现不同价态硫转化，遵循的原则是科学性、可行性、安全性和绿色化。预期转化选择试剂实验操作和现象实验结论H2；-S+ 40SO2 - S二氧化硫、硫化氢、蒸储水将H2s和SO2通入水中， 生成淡黄色沉淀(或溶液 变浑浊)SO2与H2s反应生成单质硫+4SO2 一+6H2SO4二氧化硫、新制氯水、BaCl2溶液将SO2通入新制氯水中， 溶液浅黄绿色褪去;再 向溶液中滴入氯化钢溶 液，产生白色沉淀二氧化硫在水中能 被强氧化剂氧化为 so|-H2SO4 一SO2浓硫酸、铜片加热铜片和浓硫酸的混 合物，有刺激性气味气 体生成浓硫酸被金属铜还原为SO2思维建模不同价态硫元素间转化的思维模型依据 价态

6、：预测 性厮哺定r理解应用1 .同价态硫(+ 4价)化合物之间的相互转化关系如图。so3 卜 “ H 题I*NaiS°t0H±：HjSO1写出图中序号所示反应的化学方程式。 Na£O3+ H2SO4=Na2SO4+ SO2 T + H2O ； SO2+ 2NaOH=Na 2SO3+ H?O H2SO3=H2O + SO? T。2 .当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降，可用 卜图表不O2O2NajSO.iH2s “'、'S H2sSO2> SO302NaOHO2写出的化学方程式(选考)(2)Na2s NaO

7、H sNa2S、4Na2s。3> Na2SO4写出的化学方程式(选考)答案2SO2+O22SO3 S + H 2=H 2S SO2+ 2H2s=3S+ 2H2O (2) 2Na2S+ O2+2H2O=4NaOH +2s JD3s+ 6NaOH=2Na2s+ Na2sO3+ 3H20 2Na2sO3+ O2=2Na2sO4归纳总结硫单质及其化合物之间的转化规律(1)邻位价态原则当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降，如一2 02 任足 。02+402 + 6H2 sH：S H2ssO2> sO3升高2价 1H2S4浓)SM-S(h *+2H2()(2

8、)相邻价态的粒子不发生氧化还原反应：如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。(3)归中规律当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态，如2H2S+SO2=3S+2H2O, 2Na2S+Na2SO3+3H2SO4=3Na2SO4+3Sj +3H2O。(4)含硫物质的连续氧化规律足量 O2O2H2O一一士 H 2s> SO2> SO3> H2SO4硫兀素ccu CO2O2H2OS> SO2> SO3> H 2SO4r跟踪强化1 .实验证明铜在低温下不能和氧气发生反应，也不能和稀硫酸共热发生反应。但工业上却是 将废铜屑倒入热的

9、稀硫酸中并不断地通入空气来制取硫酸铜溶液的。(1)写出铜屑在上述状态下发生的一系列反应的化学方程式： ; O(2)利用铜和浓硫酸在加热条件下也能制备硫酸铜溶液，其化学方程式为 O(3)以上两种方法是前者好还是后者好： ,原因是 O答案(1)2Cu + O2=2CuOCuO + H 2SO4=CuSO4 + H2O(2)Cu + 2H2SO4(浓)=CuSO4+ SO2 T + 2H2。(3)前者好制得相同质量的产品，前者消耗的硫酸少，而且后者生成的SO2会造成大气污染解析 第一种方法中，Cu与O2反应后的生成物迅速溶解在热的稀硫酸中生成CUSO4；第二种方法是在加热条件下使铜与浓硫酸反应，H2

10、SO4会被还原为 SO2, H2SO4的利用率低且生成的气体有毒。2 .A、B、C、D、E五种物质中含有同一种元素，A是淡黄色固体，其相互转化关系如图所示，回答下列问题：（1）写出B、E的化学式：B、E。（2）写出C-D的化学方程式： （3）将足量的物质C通入BaCl2溶液中，下列说法正确的是 （填序号）。溶液没有明显变化溶液中出现白色沉淀若继续通入C12,则溶液中出现白色沉淀,、催化剂答案 （1）H 2s H2SO4 （2）2SO2+O22SO3 （3）解析（1）淡黄色的固体有 S和Na2O2,根据A的相关反应可以判断 A是S,从而得出B、E-一一 一 催化剂一一 一一一 一分别是 H2S、

11、H2SO4。（2）C-D 的化学万程式为 2SO2+O22SO3。（3）SO2与 BaCl2不发生反应，若继续通入 C12,与SO2、H2O反应生成H2SO4,则溶液中出现白色沉淀。课时对点练A组基础对点练题组一 自然界中硫的存在与转化1.下列关于硫的叙述中不正确的是（）A.硫是一种组成某些蛋白质的生命元素B.石油、煤等化石燃料中常含有硫元素C.硫在自然界中只能以化合态的形式存在D.硫是一种淡黄色的难溶于水的固体答案 C解析 硫在自然界中既能以化合态 （主要为硫化物和硫酸盐）又能以游离态（火山喷口附近或地壳岩层）的形式存在。硫俗称硫黄，是一种黄色固体，难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，常用

12、二硫化碳除去试管内壁附着的硫单质。2.下图有关硫元素循环说法不合理的是（）A.煤、石油中的硫元素燃烧时能生成SO2B.动物尸体腐败过程产生的 H2s气体会进入大气C.循环过程中硫元素既发生氧化反应又发生还原反应D.大气中的硫元素会全部转化成H2SO4随雨水降到土壤里答案 D解析 A项，煤、石油中的硫元素燃烧时能生成SO2,正确；B项，动物尸体腐败过程产生的H2s气体会进入大气，正确； C项，循环过程中硫元素既发生氧化反应又发生还原反应，正确；D项，大气中的硫元素部分转化成亚硫酸，进一步转化为H2SO4随雨水降到土壤里，错误。题组二不同价态含硫物质的性质与转化3.下列有关浓硫酸性质的叙述错误的是

13、（）A.在反应：NaCl + H 2SO4（浓尸=NaHSO4+ HCl T中，浓硫酸表现酸性浓硫酸B.在反应：HCOOH CO T + H2O中，浓硫酸只表现脱水性C.在反应：Cu+ 2H2SO4（浓）=CuSO4 + SO2 T + 2H2。中，浓硫酸只表现氧化性D.浓硫酸具有吸水性，因而能使CuS04 5H2。转化为CuSO4答案 C解析 浓硫酸与氯化钠中元素化合价无变化，浓硫酸只提供H+ ,表现为酸性，A项正确;甲酸中的H和0能被浓硫酸以H2O的形式脱出，B项正确；金属与浓硫酸的反应，浓硫酸既表现氧化性也表现酸性，C项错误；CUSO4 5H2O中的水分子被浓硫酸夺取表现为吸水性，D项正

14、确。4.下列变化需要加入氧化剂才能实现的是（）»HSB.Na2SO3-SO2A.S2D.H 2S-SC.SO2 - S答案 D解析 本题要求加入氧化剂发生的变化，一定是硫元素化合价升高的变化。5 .Na2SO3中+4价的硫元素，既有氧化性，又有还原性。要证明Na2SO3具有还原性，需选用的试剂是（）A.硫化钠溶液B.盐酸C.氯化钙溶液D.滨水答案 D解析 要证明Na2SO3具有还原性，应选用具有氧化性的滨水。6 .单质X与浓硫酸共热，反应中 X与硫酸的物质的量之比为1 ： 2,则X元素在生成物中的化合价可能为（）+ 1 +2 + 3 +4A. B. C. D.答案 A解析 右X为金属

15、，X + 2H2SO4（浓）=XSO4+SO2 T +2H2O,则X为+ 2价。若X为非金属，X+2H2SO4（浓）=XO2+2SO2 T +2H2O,贝U X 为+4 价。 一7 .在加热条件下：H2S=SJ + H2,硫元素在此反应中表现出（）A.酸性B.不稳定性C.氧化性D.还原性答案 D解析 反应中硫元素的化合价由-2价升高为0价，表现还原性。8 .如图表示某固态单质 A及其化合物之间的转化关系（某些产物和反应条件已略去）。化合物B 在常温常压下为气体，B和C的相对分子质量之比为 4： 5,化合物D是重要的工业原料。（1）写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式： （2）写出 E与 A

16、 的氢化物反应生成 A 的化学方程式： （3）写出一个由D生成B的化学方程式：答案 （1）H2+S=H2s（2）H2SO3+ 2H2s=3SJ + 3H2。（3）C +2H2SO4（浓）=CO2 T + 2SO2 T + 2H2。（合理即可）解析 常见的固态单质除了金属之外还有B、C、Si、P、S、I2,而能与空气中氧气反应生成气体化合物的只有 C、So由A在加热条件下可与氢气反应，可知 A是单质硫；从B、C的相对分子质量之比为4: 5,确定B是SO2,C是SO3,D是H2SO4,E为H2SO3。9 .已知铁和硫的反应为S+Fe=FeS,为检测铁和硫的反应产物中铁的化合价，某同学设加入热的KO

17、H溶液并过谑.计了如下实验（部分实验过程）：Fe,S混含粉板A 嘈誉中点但固体出1不 T F臭加入蝉过的整摩已知 3S+ 6KOH=2K2S+ K2SO3+3H2O,请回答下列问题。（1）混合粉末 A中硫粉需过量的原因是 （2）操作的作用是。（3）操作中稀硫酸煮沸的目的是 （4）为检测产物中铁的价态，对溶液D的实验操作是答案（1）铁粉过量时，滤渣 C中所含铁粉与 H2SO4反应，生成的Fe-干扰实验，过量的铁粉还能与可能存在的 Fe”反应，影响实验检测（2）除去过量的硫粉（3）防止H2SO4溶液中溶解的氧气氧化生成的Fe2+（4）取少量溶液D加入KSCN溶液，观察溶液是否变为红色解析 铁和硫反

18、应生成 FeS,要检测产物中铁的化合价，必须排除Fe和Fe3+的干扰。（1）硫粉过量的目的是保证 Fe全部反应。（2）加入KOH溶液的目的是除去过量的硫粉。（3）氧气能够将Fe2+氧化成Fe3+ ,所以溶解滤渣 C的稀硫酸要先加热煮沸以排除其中所含的氧气。B组综合强化练1.（2019合肥八中高一月考）下列物质制备实验设计中，能体现“经济、高效、环保”精神的最佳方案是（）A.铜与浓硫酸共热制备硫酸铜B.Cu（OH） 2与稀硫酸反应制备硫酸铜C.先灼烧废铜屑生成氧化铜，然后再用浓硫酸溶解制备硫酸铜D.适当温度下，使铜片在持续通入空气的稀硫酸中溶解制备硫酸铜答案 D解析 选项A,该法有环境污染物 S

19、O2生成；选项B,该法原料有 Cu（OH）2,不经济；选项C,该法需要灼烧，耗能过多。2.某兴趣小组探究 SO2气体还原Fe3 ,他们使用的药品和装置如下图所示，下列说法不合理的是（）ABCFeCk溶僦含有淀粉NjiOH溶液 的碘水A.能表明的还原性弱于SO2的现象是B中蓝色溶液褪色B.装置C的作用是吸收SO2尾气，防止污染空气C.为了验证A中发生了氧化还原反应，加入 KMnO4溶液，紫红色褪去D.为了验证A中发生了氧化还原反应，加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀答案 C解析 溶液蓝色褪去，说明二氧化硫和碘单质反应，I2+SO2+2H2O=2HI + H2SO4,依据氧化还原反应中

20、还原剂的还原性大于还原产物，二氧化硫还原性大于碘离子；二氧化硫是污染性气体不能排放到空气中，需要用氢氧化钠溶液吸收，因此装置 C的作用是吸收SO2尾气，防止污染空气；二氧化硫、亚铁离子和氯离子都具有还原性，都可以和高镒酸钾溶液发生反应使之褪色，不能验证 A中发生了氧化还原反应；铁离子氧化二氧化硫为硫酸，2Fe3+ + SO2+ 2H2O=2Fe2 + + SO4 +4H+,加入氯化钢生成白色沉淀说明反应进行生成了硫酸根离子。3.（2019武汉期末）已知硫代硫酸钠可作为脱氧剂，25.0 mL 0.100 mol L-1的Na2s2O3溶液恰好把224 mL（标准状况下）Cl2转化为Cl ,则S2

21、O3一将转化为（）_2- 2- 2-A.S B.S C.SO3D.SO4答案 D解析 n（Na2s2。3）= 0.025 LX 0.100 mol L' =0.002 5 mol, n（Cl2）= -0.224 L1 = 0.01 mol,22.4 L mol设S2O2-被氧化后氧化产物中S元素的化合价为n,根据得失电子守恒得0.002 5X 2 x （n- 2） mol=2X 0.01 mol,解得 n=+ 6。4 .如图所示的转化关系。据此回答下列问题：(1)写出 A、B的名称：A, B。(2)写出C、D、E的化学式：C, D, E。写出气体X转化为气体Y的化学方程式：(4)写出生

22、成沉淀 E的离子方程式： , 答案(1)硫化钠 亚硫酸钠(2)H2SO4 H2s S(3)2SO2 + O2催化剂2SO3(4)2S2 +SO3 +6H+=3S J + 3H2O解析 本题为框图推断题，首先寻找解题的“突破口 ”，一般情况下，物质的颜色、状态、气味，反应现象，反应条件和反应类型可作为突破口。本题的突破口在于气体X与氧气在一定条件下生成气体 Y,根据相关反应可推知 X为SO2, 丫为SO3。Y与水反应生成 C,则C为H2SO4。X与过量NaOH溶液反应生成 B,则B为Na2SO3。由D燃烧生成X(SO2),且D为气体可推知，D为H2S。D与过量NaOH溶液反应生成 A,则A为Na

23、zS。由A、B、C在溶液中反应生成沉淀 E可知，E为S。5 .(2018湖北宜昌一中高一期末)已知甲、乙、丙为常见单质， A、B、C、D、E、F、G、X均 为常见的化合物；A、B、C、D、E、X等的焰色反应均呈黄色； B和X的摩尔质量相同，E 的相对分子质量比 D的相对分子质量大16。在一定条件下，各物质相互转化关系如图所示。(1)写出X和G的化学式：X, G。(2)写出有关变化的化学方程式。D +丙：C + G: 。 写出B与H2O反应的离子方程式： ;若消耗0.5 mol B ,转移电子 mol。答 案(1)Na2sSO3(2)2Na2SO3 + O2=2Na2SO4 SO3 + 2NaO

24、H=Na 2SO4 + H2O(3)2Na2O2 + 2HzO=4Na + 40H +O2T0.5解析 A、B、C、D、E、X的焰色反应均呈黄色，则均含有钠元素，甲、乙、丙为常见的单质，甲和乙反应生成 X,甲和丙反应生成 A,可推知甲为钠；甲、乙能与单质丙连续两次反应，可能是甲、乙分别被连续氧化，B和水反应又生成单质丙，则丙为氧气，B为过氧化钠，A为氧化钠，C为氢氧化钠；B和X的摩尔质量相同，则 X为硫化钠，乙为单质硫， F为二 氧化硫，G为三氧化硫；E的相对分子质量比 D的相对分子质量大16,则E为硫酸钠，D为 亚硫酸钠，将上述物质代入各转化关系，符合题意。(1)X为硫化钠，化学式为 Na2

25、S; G为三氧化硫，化学式为 SO3。(2)D为亚硫酸钠，丙为氧气，亚硫酸钠被氧气氧化为硫酸钠，化学方程式为2Na2SO3 +O2=2Na2SO4； C为氢氧化钠，G为三氧化硫，氢氧化钠与三氧化硫反应生成硫酸钠和水，化学方程式为 SO3+ 2NaOH=Na 2SO4+ H2O。(3)B为过氧化钠，与水反应生成氢氧化钠和氧气，反应的离子方程式为2Na2O2+2H2O=4Na+ +4OH-+ O2T ；该反应消耗2 mol Na2O2时转移2 mol电子，故消耗0.5 mol Na2O2时转移0.5 mol 电子。，B.6 .在学习了硫的转化后，某学生绘制了如图转化关系。(1)写出指定物质的化学式：A (2)写出“ H2SO4一C”的化学方程式:(写一个即可)。(3)写出A与SO2相互转化的化学方程式:（4）写出一个由SO2直接生成H2SO4的化学方程式:答案 （1）SO3 H2s H2SO3 （2）H2SO4+Na2CO3=Na2SO4 + CO2T + H2O（合理即可） 催化剂人 r 一（3）2SO2 + O2 2SO3 （4）SO2+B