不同价态含硫物质的转化+高一下学期化学人教版必修第二册

新人教版化学必修2第五章化工生产中的重要非金属元素第一节

硫及其化合物第4课时

不同价态含硫物质的转化1.

掌握自然界硫的循环及常见含硫物质之间的转化，并能书写相关的化学方程式。2.认识硫在自然与化工中的重要作用，增强环境保护意识。3.能自主设计不同含硫化合物的转化实验。一、自然界中硫的存在和转化1.自然界中硫的存在硫在自然界以游离态和化合态(硫化物、硫酸盐)的形式存在黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)等少量的H2S、SO2、SO3等(1)游离态(2)化合态火山喷口地壳的岩层芒硝Na2SO4·10H2O重晶石BaSO4石膏(CaSO4·2H2O)动植物体内：含硫蛋白质等岩层深处和海底的无氧环境中：地表附近的富氧环境中：大气层中：一、自然界中硫的存在和转化2.自然界中硫的转化(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SO2，SO2又转化成SO3，均为氧化反应。自然界中的含硫物质在一定条件下能够相互转化。这种转化在人工条件下也能发生，硫酸的工业生产就是人类通过控制化学反应条件而实现的含硫物质的相互转化。

那么，在实验室里如何实现不同含硫物质的相互转化呢？二、实验室含硫物质的转化1.相同价态含硫物质之间的转化氧化物SO2含氧酸H2SO3盐NaHSO3盐Na2SO3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：不同价态的含硫化合物间是通过什么反应规律联系在一起的?二、实验室含硫物质的转化2.不同价态含硫物质之间的转化思考：尽可能多地列举每种价态的硫元素所对应的物质，并根据硫元素化合价的变化，分析各种物质在反应中表现的是氧化性还是还原性。-20+4+6还原剂还原剂还原剂氧化剂氧化剂氧化剂高价显氧化性低价显还原性中间价态既有氧化性又有还原性H2SHgSNa2SFeSCu2SCuFeS2SSO2H2SO3NaHSO3Na2SO3SO3NaHSO4H2SO4Na2SO4CuSO4BaSO4转化目标转化前的含硫物质选择试剂转化后的含硫物质预期实验现象-2→0……请从上述转化关系至少选择一种，从下列试剂选择合适的试剂，设计转化路径，并预测产物常用的氧化剂：浓硫酸、O2、

Cl2、酸性高锰酸钾溶液、FeCl3溶液、H2O2等常用的还原剂：金属单质、H2、

H2S、Na2S、SO2、HI、Na2SO3、FeCl2

等。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。方法导引二、实验室含硫物质的转化2.不同价态含硫物质之间的转化序号价态变化转化前含硫物质选择试剂转化后含硫物质预期现象1-2→020→-230→+44+4→05+4→+66+6→+4SFeH2SSO2SNa2SO3Na2SSO2KMnO4浓H2SO4Cu浓H2SO4SFeSSO2SH2SO4CuSO4、SO2生成浅黄色固体生成黑色固体生成使品红褪色的气体酸性高锰酸钾溶液紫红色褪去生成浅黄色沉淀生成使品红褪色的气体和蓝色溶液实验验证二、实验室含硫物质的转化2.不同价态含硫物质之间的转化2H2S+O2=S↓+2H2O2H2S+SO2=3S↓+2H2O2H2S+H2SO4(浓)=3S↓+SO2↑+2H2ONa2S+H2O2+2HCl=S↓+2NaCl+2H2OFeS+O2=Fe2O3+SO2高温-2S0SH2SFeSNa2SS氧化剂返回二、实验室含硫物质的转化2.不同价态含硫物质之间的转化0S+4S氧化剂S+O2

=SO2↑点燃S+6NaOH=2Na2S+Na2SO3

+3H2O△+4S+6S氧化剂2SO2+O2=2SO3催化剂△SO2+Cl2

+H2O=H2SO4+2HClSO2+l2

+H2O=H2SO4+2HlSO2+H2O2

=H2SO4SO2+2FeCl3+2H2O=H2SO4+2HCl+2FeCl2

返回二、实验室含硫物质的转化2.不同价态含硫物质之间的转化+6S+4SCu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O△C+2H2SO4(浓)=CO2↑

+2SO2↑+2H2O△2H2S+H2SO4(浓)=3S↓+SO2↑+2H2OH2S+3H2SO4(浓)=4SO2↑+4H2O还原剂+4S0S还原剂SO2+2H2S=3S↓+2H2O0S-2S还原剂Fe+S=FeS△H2+S=H2S△S+6NaOH=2Na2S+Na2SO3+3H2O△返回二、实验室含硫物质的转化2.不同价态含硫物质之间的转化常见含硫物质的转化实验

1.不同价态含硫物质的转化必须要加入氧化剂或者还原剂吗？不一定，如S和NaOH溶液反应2.不同价态含硫物质的转化，价态有什么规律？一般升高或降低到相邻的价态3.相邻价态含硫物质可以反应吗？可以发生氧化还原反应吗？可以反应，如Na2SO3和H2SO4，但不可以发生氧化还原反应4.哪些含硫物质可以实现连续转化？H2S→SO2→SO3→H2SO4足量O2O2H2OS→SO2→SO3→H2SO4O2O2H2O二、实验室含硫物质的转化3.同种元素氧化还原规律(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。(2)同种元素相邻价态粒子不反应如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应，即使两者氧化性、还原性区分明显；但相邻价态含硫物质可以发生非氧化还原反应：如Na2SO3和H2SO4。二、实验室含硫物质的转化3.同种元素氧化还原规律(3)归中律当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态产物，如-2价S的化合物与+4价S的化合物在酸性环境中生成S单质，S单质与浓硫酸反应生成SO2。(4)歧化律单质S和浓的强碱溶液共热，S单质既作氧化剂又作还原剂。2H2S＋SO2=3S＋2H2O注意：(1)

S2-和SO32－碱性条件下可共存，只有在酸性环境中才发生反应：2S2－+SO32－+6H＋=3S↓+3H2O。(2)

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二、实验室含硫物质的转化4.建构含硫物质的转化关系图转化类型直线型转化三角型转化交叉型转化1.硫化物①H2S的制备：FeS+H2SO4(稀)=FeSO4+H2S↑②氢硫酸具有较强的还原性，在空气中久置会被缓慢氧化析出S单质③ZnS呈白色，MnS呈粉色，FeS、CuS、Ag2S呈黑色，均难溶于水2.硫代硫酸盐①硫代硫酸（H2S2O3）可以看作是H2SO4分子中与S相连的一个氧原子被硫原子取代的产物。②硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H2O）俗称海波或大苏打，酸性环境中易歧化生成S和SO2，较强的氧化剂（如Cl2）可将其氧化成SO42-。3.脱硫方法①“钙基固硫法”脱硫优点：价格低廉

缺点：钙利用率低，易浪费，固硫率不高②“石灰石-石膏法”脱硫

优点：适用煤种范围广，脱硫效率≥90%

缺点：初期投资大，体系复杂，设备占地面积大③

“氨水法”脱硫（相对最好）优点：效率高，能耗低，雾化氨水与气体接触脱硫效率更高

≥95%，

原料充足生成商品化产物氮肥②SO2＋CaO=CaSO3

③O2＋2CaSO3=2CaSO4

①SO2＋CaCO3=CaSO3＋CO2

②O2＋2CaSO3=2CaSO4

①SO2（少）+2NH3

+H2O=(NH4)2SO3②SO2（过）+NH3

+H2O=NH4HSO3③2(NH4)2SO3+O2=(NH4)2SO4④2NH4HSO3+O2=NH4HSO4SO2物质类别化合价单质氧化物盐含氧酸－2+4SO3氢化物硫元素的价类图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+6FeH2O△加氧化剂加还原剂非氧化还原反应氧化还原反应化工工程师

化工工程师是解决人类在生产、生活等领域面临的化工相关问题的专业技术人才，工作在石油炼制、化肥生产、医药开发和环境治理等了领域。主要工作是依据科学原理，统筹各方面的资源，设计化工生产的工艺流程，并监控生产过程，及时解决生产中遇到的技术问题。

化工工程师需要具有高度的社会责任感、团队精神、全局观念、风险管控意识和创新能力，并具备化学、化工、安全、经济、环境等方面的专业知识。1.写出图中序号所示反应的化学方程式。①

；②

；③

。Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋H2OSO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O2.写出②、③、④反应的化学方程式:②___________________________;③________________________________;④__________________________。H2SO3+2NaOH=Na2SO3+2H2ONa2SO3+H2SO4

=Na2SO4+H2O+SO2↑SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO31.写出图中序号所示反应的离子方程式。①

；②

；③

。SO32-＋2H+=SO2↑＋H2OSO2＋2OH-=SO32-＋H2O2.写出②、④反应的离子方程式:②___________________________;

④__________________________-。H2SO3+2OH-

=

SO32-

+2H2OSO2+SO32-+H2O=HSO3第2周周末作业1第2周周末作业2课后作业：完善价类二维图，参照第22张PPT(课后总结)补充所需试剂，并在价类二维图下面写出相应离子方程式，每种转化至少写2个方程式1.完成下列含硫物质相互转化的化学方程式（1）实验室用亚硫酸钠与浓硫酸反应制备二氧化硫气体（2）实验室用稀硫酸与硫化铁反应，制备硫化氢气体（3）实验室用氢氧化钠对硫化氢进行尾气处理Na2SO3+H2SO4(浓)＝Na2SO4+SO2↑+H2OFeS+H2SO4(稀)＝FeSO