不同价态含硫物质的转化【备课精讲精研+能力拓展提升】 高一化学 课件（人教版2019必修第二册）

第一节硫及其化合物

不同价态含硫物质的转化一．自然界中硫的存在和转化(教材P7资料卡片)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。一．自然界中不同价态硫元素之间的转化自然界中的硫元素主要以硫单质、硫化物、硫酸盐等形式存在。SH2SSO2SO3H2SO3H2SO4地表附近：石膏(CaSO4·2H2O)芒硝(Na2SO4·10H2O)岩层深处和海底的无氧环境：黄铁矿(FeS2)黄铜矿(CuFeS2)(1)岩层深处和海底：无氧环境下硫单质转化成硫化物，发生还原反应。(2)地表附近：硫化物转化为硫酸盐，发生氧化反应。(3)火山口附近：硫单质转化成二氧化硫，二氧化硫又转化成三氧化硫，均为氧化反应。自然界中硫元素的存在示意图

从上图可以看出，自然界中的含硫物质在一定条件下能够相互转化。而这种转化在人工条件下也能发生，那么在实验室里是如何实现不同价态含硫物质的相互转化呢？

化学实验设计

化学实验设计是指实验者在实施化学实验之前，根据一定的实验目的，运用化学知识与技能，按照一定的实验方法，对实验的原理、试剂、仪器与装置、步骤和方法等所进行的规划。

运用化学实验设计时，应遵循科学性、可行性、安全性和绿色化原则。化学实验设计一般以实验设计方案的形式呈现，通常包括实验课题、实验目的、实验原理、实验仪器与试剂、实验步骤及注意事项、实验数据及处理、实验结论与讨论等。二．实验室不同价态含硫物质的转化硫元素常见的化合价有-2、0、+4、+6，可以通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化。利用氧化剂，可将硫元素从低价态转化为高价态；利用还原剂，可将硫元素从高价态转化为低价态。1.不同价态硫元素的转化与性质+6+40-2化合价类别氢化物单质氧化物酸盐H2SSSO2SO3H2SO3H2SO4Na2SO4Na2SO3FeSH2SNaHSO3NaHSO4Na2S、NaHS硫元素的价类二维图只有还原性既有还原性也有氧化性只有氧化性化合价下降，加还原剂；化合价上升，加氧化剂2.实验室不同价态含硫物质的转化所需试剂常用的氧化剂有：KMnO4、HNO3、浓硫酸、氯水、溴水、H2O2、Na2O2、Fe3＋、O2、HClO等。常用的还原剂有：Fe2＋、I―、Br―、S2―、SO2、Na、Mg、Fe、C、H2、CO等。设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。从低价态转化为高价态需要氧化剂从高价态转化为低价态需要还原剂3.实验室中不同价态含硫物质的转化的方法(1)实验操作(2)实验现象：有淡黄色沉淀生成实验一：硫化钠转化为单质硫思考与讨论：氢氧化钠溶液的棉团塞住试管口，其原因是？吸收实验过程中可能产生的有毒气体硫化氢(3)实验结论：S2－能被H2SO3氧化生成单质S。防污染(1)实验操作(2)实验现象：紫红色褪色，产生淡黄色沉淀。实验二：硫化钠转化为单质硫思考与讨论：氢氧化钠溶液的棉团塞住试管口，其原因是？吸收实验过程中可能产生的有毒气体二氧化硫(3)实验结论：S2－能被酸性KMnO4氧化生成单质S。防污染(1)实验装置(2)观察到的现象是混合物继续保持红热，最后生成黑色固体实验三：硫转化为硫化亚铁实验序号转化目标（价态变化）转化前的含硫物质选择试剂（氧化剂或还原剂）转化后的含硫物质预期现象1-2→0H2S20→+4S3+4→+6H2SO34+6→+4H2SO45+4→0SO260→-2SH2O2或SO2S生成淡黄色固体O2或空气SO2硫燃烧，发出淡蓝色火焰，产生有刺激气味的气体H2O2H2SO4反应前后用pH试纸测pH，值变小；反应后滴入稀盐酸，再滴入BaCl2，产生白色沉淀。Cu和品红溶液SO2产生有刺激气味的气体，该气体能使品红褪色H2SS生成淡黄色固体FeFeS剧烈反应，生成黑色固体3.实验室不同价态含硫物质的转化【总结】不同价态硫元素的转化,可通过氧化还原反应实现（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(化合价只靠拢不交叉),即台阶式升降,可用下图表示:相邻价态的粒子间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。（2）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＋2H2O2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4

=3Na2SO4＋3S↓＋3H2O4.含硫物质的连续氧化5.含硫物质的其他转化形式有些氧化剂也可以使含硫物质的连续氧化，如O26.相同价态的不同含硫化合物间是通过酸碱反应规律联系在一起的。如：SO2H2SO3NaHSO3Na2SO3H2O△NaOH溶液稀硫酸NaOH溶液亚硫酸NaOH溶液浓硫酸从左到右的转化，加入碱可以实现；从右到左的转化，加入酸可以实现SO2物质类别化合价单质氧化物盐含氧酸－2+4SO3氢化物0H2SSH2SO3H2SO4SO32－SO42－FeSNaOHCl2、H2O2、O2Cu、C、HI、H2SCl2、H2O2、O2O2、浓硫酸H2SH2KMnO4、HNO3、Fe3+H2O△Cl2、O2、SO2、Fe3+、HNO3

、KMnO4O2NaOH稀硫酸+6Fe酸碱转化氧化还原转化H2O△课堂小结硫及其化合物间的转化关系1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)由于－2价和＋4价硫不稳定，自然界中含硫物质都以硫酸盐的形式存在(

)(2)在自然界中，空气中的O2和H2O对硫的转化起到重要作用(

)(3)大气中存在大量的氧气，因此自然界中硫的转化都是氧化还原反应(

)(4)在岩层深处和海底无氧环境下，硫元素通常以硫酸盐的形式存在(

)(5)因为单质硫易与氧气反应，故火山喷发口附近不会存在游离态的硫(

)(6)硫在过量、纯净的O2中燃烧的产物是SO3。()(7)将SO2通入氢硫酸中，若出现淡黄色浑浊，则证明SO2具有氧化性。()(8)浓硫酸具有强氧化性,SO2具有还原性,所以浓硫酸不能干燥SO2。()(9)锌粒放入稀硫酸中有气体放出,体现了+6价硫元素的氧化性()(10)在反应H2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2↑＋2H2O中，氧化产物为SO2，还原产物为S。()××××××××√√2.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，常用二硫化碳除去试管内壁附着的硫单质。3.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―和SO2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。B4．下列关于硫的叙述中不正确的是A．硫是一种难溶于水的黄色固体B．硫的化合物常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里C．硫在自然界中只能以硫化物和硫酸盐的形态存在D．硫的燃烧产物二氧化硫是大气污染物之一C解析：A．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，常用二硫化碳除去试管内壁附着的硫单质，A正确；B．硫在自然界中能以化合态(主要为硫化物和硫酸盐)的形式存在，B正确；C．硫在自然界中能以游离态(火山喷口附近或地壳岩层)的形式存在，C错误；D．硫的燃烧产物二氧化硫会造成酸雨，是大气污染物之一，D正确；故选：C。5．硫在空气中燃烧生成气体A，把A溶于水得溶液B，向B中滴加溴水，溴水褪色，B变成C，在C里加Na2S产生气体D，把D通入B溶液得浅黄色沉淀E。A、B、C、D、E都含同一种元素。按A、B、C、D、E顺序排序的是(

)A．SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、SB．SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、SC．SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3D．SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3B6.在通常情况下，A为固态单质。根据如图转化关系，回答下列问题：(1)写出A～E的化学式：A__；B____；C