高中化学学案专题4第二单元硫及其化合物的相互转化

第二单元硫及其化合物的相互转化含硫物质之间的转化1.含硫的物质：硫元素的化合价有2、0、+4、+6，其中2价的硫常见物质有H2S、Na2S、NaHS、FeS等物质，+4价的硫常见物质有SO2、H2SO3、Na2SO3等，+6价的硫常见物质有SO3、H2SO4、Na2SO4、BaSO4等。2.自然界中不同价态硫元素间的转化：3.硫及其化合物之间的转化规律：(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的写出②、③、④反应的化学方程式：②H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O；③Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑；④SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3。(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的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，可用如图表示如：写出③、④、⑤反应的化学方程式：③2SO2+O22SO3；④S+H2H2S；⑤SO2+2H2S3S↓+2H2O。【自主探索】QUOTEeq\o(S,\s\up6(＋6))是硫元素的最高价态，只具有什么性？浓硫酸与还原剂发生氧化还原反应时，还原产物是什么？举例说明。提示：QUOTEQUOTEeq\o(S,\s\up6(＋6))是硫元素的最高价态，只有氧化性，浓硫酸的还原产物一般是SO2。Cu+2H2QUOTEQUOTEeq\o(S,\s\up6(＋6))O4(浓)CuSO4+QUOTEeq\o(S,\s\up6(＋4))O2↑+2H2O知识点含硫物质之间的转化1.硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系：2.硫及其化合物间的转化规律：(1)在硫元素的不同价态中，eq\o(S,\s\up6(－2))是硫元素的最低价态，只有还原性；eq\o(S,\s\up6(＋6))是硫元素的最高价态，只有氧化性；eq\o(S,\s\up6(0))、eq\o(S,\s\up6(＋4))是硫元素的中间价态，既有氧化性又有还原性。(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。(3)当遇到强氧化剂或强还原剂时，硫元素的化合价可能发生“跳位”变化。例如：H2S+3H2SO4(浓)4SO2↑+4H2O，8HI+H2SO4(浓)===H2S↑+4I2+4H2O。(4)硫元素的相邻价态之间一般不会发生氧化还原反应，如S和H2S、S和SO2、SO2和H2SO4，所以可用浓硫酸干燥SO2气体。(5)连续氧化关系：SSO2SO3。【合作探究】(知识关联)硫及其化合物与价态变化为坐标的二维转化关系如图所示。图中X的化学式为_________；其水溶液在空气中放置易变浑浊，写出反应的化学方程式_______________。

(证据推理与模型认知)提示：X为H2S，H2S的水溶液在空气中变浑浊是因为被氧气氧化为S，反应的化学方程式为2H2S+O2===2S↓+2H2O。【典例示范】【典例】在通常状况下，A为固态单质。根据如图所示转化关系，回答下列问题：(1)写出A、C、E的化学式：A_______，C_______，E_______。

(2)写出下列反应的化学方程式：①E→C______；

②C→D______。

(3)室温时，B与E的浓溶液_____(填“能”或“不能”)发生反应，若能反应，则反应的化学方程式为___________(若不能反应，此空可不填)。

(4)将C通入BaCl2溶液中，没有明显现象，但若加入H2O2，则有白色沉淀生成，请分析其原因，并写出有关的化学方程式：__________。

【解题指南】解答本题应注意以下两点：(1)根据图示中的连续反应推断出各物质；(2)SO2不能和BaCl2反应。【解析】因A为固态单质，则B为其氢化物，C为其氧化物，故A为固态非金属单质。由A→C→D→E知E为能与Cu反应的酸(浓硫酸或硝酸)，且A为固态单质，推断A为S，B为H2S，C为SO2，D为SO3，E为H2SO4，E的浓溶液即浓硫酸，与H2S发生氧化还原反应，可生成单质S和SO2。H2O2有强氧化性，能把+4价的硫(SO2)氧化为+6价的硫(H2SO4)，再按要求写出相关化学方程式即可。答案：(1)SSO2H2SO4(2)①Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O②2SO2+O22SO3(3)能H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O(4)H2O2具有强氧化性，能把SO2氧化为H2SO4，H2O2+SO2===H2SO4，H2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2HCl【规律方法】变化观点——硫及其化合物相互转化应注意的几个问题(1)除硫元素以外中学阶段常见的符合ABCD转化关系的还有：①钠元素：NaNa2ONa2O2NaOH(注Na的化合价后期无变化)②碳元素：CCOCO2H2CO3在实际解题中要注意区分。(2)S2－和SOeq\o\al(\s\up1(2—),\s\do1(3))在中性或碱性条件下可共存，只有在酸性环境中才发生反应：2S2－＋SOeq\o\al(\s\up1(2—),\s\do1(3))＋6H＋=3S↓＋3H2O。(3)含＋6价硫的化合物不一定都有强氧化性，如浓硫酸具有氧化性，而稀硫酸、硫酸盐中的硫元素均不表现氧化性。【母题追问】(1)在一定条件下A能直接转化为D吗？提示：S在空气中、纯氧气中燃烧均生成SO2，不能直接生成SO3。(2)加热时，A与E的浓溶液能反应，写出化学方程式。提示：S+2H2SO4(浓)===3SO2↑+2H2O。【素养训练】在古代中国，稀硫酸被称为“绿矾油”。《黄帝九鼎神丹经诀》卷九中就记载着“炼石胆取精华法”，即干馏石胆(胆矾)而获得硫酸。实验室模拟此过程：可以用FeSO4·7H2O加强热，用加冰水混合物的U形管冷凝即可，用NaOH吸收SO2，理论可得29.5%的H2SO4。(1)上述过程硫的化合价如何变化？你能预测生成的含铁化合物是什么吗？(2)试写出反应的化学方程式。(1)提示：反应中有硫酸和SO2生成，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，故产物为Fe2O3。(2)提示：反应化学方程式为2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O，SO3+H2O===H2SO4。【课堂小结】三言两语话重点必记的三个规律(1)低价态含硫化合物，具有还原性，高价态含硫化合物，具有氧化性。(2)相邻价态的含硫化合物，不发生氧化还原反应。(3)相同价态含硫化合物，通过酸碱反应可实现转化。1.下列有关硫元素及其化合物的说法或描述正确的是 ()A.常温下将铁片放入浓H2SO4中，剧烈反应生成刺激性气味气体B.大量燃烧化石燃料排放的废气中含SO3，造成大气污染C.SO2通入CuSO4与NaCl混合溶液产生白色沉淀(CuCl)，体现SO2的还原性D.浓硫酸和Na2SO3反应制取SO2时，浓硫酸表现酸性和氧化性【解析】选C。常温下铁在浓H2SO4中发生钝化，不会剧烈反应，A错误；大量燃烧化石燃料排放的废气中含SO2，造成大气污染，B错误；生成CuCl白色沉淀，铜的化合价降低，SO2中+4价的硫被氧化，C正确；浓硫酸与Na2SO3反应制取SO2，强酸制备弱酸，只体现了浓硫酸的酸性，D错误。【补偿训练】X盐和Y酸反应放出有刺激性气味的气体Z，Z跟NaOH反应又得到X盐，Z氧化的最终产物为气体W，气体W溶于水又得到Y酸。则X盐和Y酸是 ()A.Na2SO4和硫酸 B.Na2SO3和盐酸C.Na2CO3和盐酸 D.Na2SO3和硫酸【解析】选D。X盐和Y酸反应，产生有气味的气体Z，A项不反应，C产生无味CO2，排除A、C项；B、D产生SO2，SO2氧化生成SO3，SO3溶于水生成硫酸，排除B项。2.下列各组物质混合后，没有明显现象的是 ()①H2S和SO2；②SO2和SO3；③SO2和氯水；④SO3(气)和Cl2；⑤H2S和Cl2A.①③⑤ B.②④ C.②⑤ D.③④⑤【解析】选B。SO2和SO3中硫元素为相邻价态，不能发生氧化还原反应。SO3和Cl2都具有氧化性，相互间不能发生反应。【补偿训练】(教材二次开发·教材习题改编)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。下列关于硫化氢的说法错误的是 ()A.H2S是一种弱电解质B.可用石灰乳吸收H2S气体C.根据如图可知FeCl3、CuCl2均能氧化H2SD.H2S在空气中燃烧可以生成SO2【解析】选C。H2S溶于水形成氢硫酸，为弱酸，能用石灰乳(碱性)吸收，A、B正确；Cu2+与H2S生成CuS，不能氧化H2S，C错误；H2S在空气中充分燃烧可生成SO2：2H2S+3O22SO2+2H2O(若不充分燃烧可生成S：2H2S+O2===2H2O+2S↓)，D正确。3.下列转化需要加入还原剂才能实现的是 ()A.H2S→SO2 B.H2SO4→SO2C.S→SO2 D.SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))→SO2【解析】选B。加入还原剂后，被还原的硫元素的化合价降低，A项H2S→SO2，化合价升高；B项H2SO4→SO2，化合价降低；C项S→SO2，化合价升高；D项SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))→SO2，化合价不变。【补偿训练】A、B是两种有刺激性气味的气体。试根据下列实验事实填空。(1)写出A～F各物质的化学式：A_______，B_________，C_________，

D_______，E_________，F_________。

(2)写出A、B跟水反应的离子方程式：________________。

【解析】由框图中A、B两种气体等物质的量通入H2O中，生成含C、D的无色溶液，滴入Ba(OH)2溶液生成沉淀F和溶液D，D中滴入AgNO3溶液生成白色沉淀G，可知溶液C、D中含有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、Cl。气体B通入过量Ba(OH)2溶液中有沉淀生成，且B是有刺激性气味的气体，可知B为SO2，则A为Cl2。答案：(1)Cl2SO2H2SO4HClBaSO3BaSO4(2)Cl2+SO2+2H2O===4H++SOeq\o\al(\s\u