高中化学同步讲义：活动课时2 实验活动5 不同价态含硫物质的转化

活动课时2实验活动5不同价态含硫物

质的转化

实验探究

［实验目的］

1.通过实验加深对硫及其化合物性质的认识。

2.应用氧化还原反应的原理实现不同价态含硫物质的转化。

［实验步骤］

1.硫化钠转化为单质硫

L牖L幽J"

□NSM蟒的'1蟒的

目Na2sk目Na2s十

9-溶液@凯溶液@

实验操作甲乙

分别向两支试管中加入1mLNa2s溶液，一支试管中边振荡边滴加

H2so3溶液；另一支试管中边振荡边滴加酸性KMnCM溶液，用浸

NaOH溶液的棉团塞住试管口

实验现象甲：有淡黄色沉淀生成；乙：紫红色褪色，产生淡黄色沉淀

实验结论S2一能被H2s03溶液及酸性KMnO4溶液氧化生成单质S

2.浓硫酸转化为二氧化硫

1mLn

浓翅浸NaOH溶

铜卜液的棉花⑷

片富M

实验装置及操作aL样品红溶液

向试管中加入1mL浓硫酸和一小块铜片，塞上带导管

的单孔橡胶塞，加热

实验A试管中有气泡生成，溶液变蓝色，铜片溶解，B试管

现象中品红溶液褪色

实验

浓硫酸和铜反应的化学方程式：Cu+2H2s0M浓）兽=

结论

CUSO4+SO214-2H2O

3.硫转化为硫化亚铁

硫粉与

V

灼热的

「玻璃棒

实验装置及操作1—

将0.5g硫粉和1.0g£失粉均匀混合，放在石棉网（或陶

土网）上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一

端，当混合物号:红热状态时，移开玻璃棒

实验

混合物继续保持红热状态，最后生成黑色固体

现象

实验

硫粉和铁粉反应的化学方程式：Fe+S-^-FeS

结论

［问题讨论］

1.在上述实验中，含硫物质中硫元素的价态发生了怎样的变化?

提示

转化前的含硫物质转化后的含硫物质价态变化

Na2sS-2-0

H2SO3S+4-0

H2SO4SO2+6-+4

SFeS（）一一2

2.实验1中用浸NaOH溶液的棉团塞住试管口的作用是什么？

提示吸收实验过程中可能产生的有毒气体硫化氢和二氧化硫。

3.铁粉与硫粉在空气中混合燃烧时，可能发生哪些反应？

提示①S+O2^^SO2,②Fe+S=^=FeS,®3Fe+202^^Fe.304o

4.亚硫酸钠中+4价的硫既有氧化性又有还原性，（现有试剂：氯水、硫化钠溶液、

亚硫酸钠溶液、稀硫酸、氢氧化钠溶液）要证明亚硫酸溶液具有还原性，应选用

什么试剂？会观察到什么现象？写出反应的离子方程式。

-+

提示氯水；氯水褪色；H2SO3+C12+H2O=SOF+2CI+4HO

探究归纳

1.不同价态含硫物质的性质及转化关系

以上两种转化关系均属于相同价态含硫物质之间的转化，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。上述转化的化学方程式为：

①H2s+NaOH=NaHS+H2O；

②NaHS+NaOH=NazS+H2O；

③Na2s+2HCl=2NaQ+H2St；

④NaHSCh+NaOH=Na2SO3+H2O；

⑤Na2so3+H2O+SO2=2NaHSO3。

典例剖析

［例］(2022•兰州一中高一检测)亚硫酸钠(Na2so3)是一种重要的化工产品，常用作

防腐剂、漂白剂、脱氯剂等。为探究Na2so3的性质，进行了如下实验。

［性质预测］

(l)Na2s03中硫元素的化合价是价，属于S元素的中间价态，既具有氧

化性，又具有还原性。

［实验验证］

实验实验

试剂X实验试剂X实验现象

序号

Na,SO,

^溶液iKMnO4溶液、紫色褪去，变为无色

稀硫酸

Na2s溶液、稀加入Na2s溶液，无明显现象；

ii

硫酸再加入稀硫酸，产生淡黄色浑浊

资料：酸性条件下，KMnCU被还原为无色的Mn2\

［分析解释］

(2)实验i中，反应的离子方程式是_______________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

⑶实验ii中，能说明Na2s在酸性条件下被氧化的实验现象是

［继续探究］

(4)甲同学认为实验ii的现象不能直接得出“Na2s03具有氧化性”。

①对淡黄色浑浊产生的原因作出如下假设：

假设a：酸性溶液中的SOM具有氧化性，可产生S；

假设b：空气中存在02,在酸性条件下，由于

_____________________________________(用离子方程式表示)，可产生S；

假设c：酸性溶液中的SOM具有氧化性，可产生S。

②设计实验iii证实了假设a和b不是产生S的主要原因。

实验iii：向Na2s溶液中加入(填试剂)，产生有臭鸡蛋气味的气体，溶

液未变浑浊。

⑸结合实验ii和迨，用离子方程式解释实验ii中产生淡黄色浑浊的原因：

+2+

答案(1)+4(2)6H4-5SOr+2Mn0；=5SOt+2Mn+3H2O(3)加入Na2s

溶液，无明显现象；再加入稀硫酸，产生淡黄色浑浊(4)4H'+2s2-+Ch==2Sl

+2H2O稀硫酸(5)6H，+SOr+2S2=3SI+3H?O

解析(l)Na2so3中氧元素为一2价，钠元素为+1价，故硫元素的化合价是+4

价；(2)由资料可知，酸性条件下，KMnCh被还原为无色的Mn2\Na2so3与高镒

酸钾溶液反应的离子方程式为：6H++5SO?_+2MnOi=5SOr+2Mn2+4-3H2O；

(3)Na2sO3加入Na2s溶液，无明显现象；再加入稀硫酸，产生淡黄色浑浊，生成

S,说明Na2s在酸性条件下被氧化；(4)①空气中存在02,在酸性条件下，离

子反应方程式为：4H'+2s2-+Ch=2SI+2H20；②实验iii：向Na2s溶液中

加入稀硫酸，产生有臭鸡蛋气味的气体（FhS）,溶液未变浑浊，说明没有S生成，

稀硫酸可以提供假设a的SOF和H+,提供b中的H+；（5）实验迨证实了假设a

和b不是产生S的主要原因，实验ii中Na2sCh和Na2s反应生成S,离子反应

+2-

方程式为：6H+SOF+2S=3SI+3H2OO

对点训练

1.实验室常用热的NaOH溶液洗去试管壁上沾有的硫，其反应方程式为6NaOH+

3s0=2Na2S+Na2S03+3H2O。在此反应中硫表现的性质是（）

A.氧化性

B.还原性

C.既无氧化性又无还原性

D.既有氧化性又有还原性

答案D

解析依据反应的化学方程式知硫元素的价态变化是S—2隆&S0五直S+4,

故S既有氧化性又有还原性。

2.（2022・武汉高一检测）图为含硫物质之间的转化关系，其中属于氧化还原反应的

有（）

H2s-->SO,

/\

H2sO：iNa2so工

A.l个B.2个

C.3个D.4个

答案B

解析H2s转化为S单质，S元素化合价由一2价变为（）价，属于氧化还原反应；

S单质转化为SC）2,S元素化合价由（）价变为+4价，属于氧化还原反应；S02转

化为H2so3及Na2so3,S元素化合价始终为+4价，属于非氧化还原反应。

课后巩固训练

1.（2022•上海交大附中高一期末）下列反应无法得到淡黄色固体的是（）

A.过量空气通入氢硫酸中

B.硫化氢在少量空气中点燃

C.向Na2s03溶液滴入Na2s溶液

D.金属钠在空气中燃烧

答案C

解析A项，过量空气通入氢硫酸中反应生成水知S,有淡黄色固体S生成；B

项，硫化氢在少量空气中点燃生成水和S,有淡黄色固体S生成；C项，只有在

酸性条件下，Na2so3、Na2s反应生成S沉淀，向Na2so3溶液中滴入Na2s溶液，

没有提供酸性条件，Na2so3、Na2s不反应；D项，金属钠在空气中燃烧生成淡黄

色过氧化钠固体。

2.（2022・上海吴淞中学高一期末）一密闭试管中装有C3加入少量Na2s稀溶液，

震荡后没有明显现象。那么溶液中S元素存在的主要形式为（）

2-

A.SR.H2S

C.SD.sor

答案D

解析向盛有C12的密闭试管中注入少量Na2s稀溶液，充分振荡，无明显现象，

因氯气具有氧化性，则硫离子被氧化，S元素的化合价升高，溶液中S元素存在

的主要形式为soFo

3.油画上使用的白色颜料经一段时间后会变为黑色的PbS（硫化铅），使颜料恢复白

色的方法是蘸涂双氧水，发生反应的化学方程式为：PbS+4H2O2=PbSO4+4H2O,

此反应中Pb元素、H元素的化合价不变，0元素的化合价变化为：-1-*一2,

则S元素的化合价变化为（）

A.+2-+4B.+2—+6

C.-2f+4D.—2f+6

答案D

解析在PbSCh中，硫酸根显一2价，所以Pb元素显+2价，反应前后Pb元素

化合价不变，所以PbS中，硫元素显一2价；硫酸根显一2价，在硫酸根中，氧

元素显一2价，则硫元素显+6价。

4.（2022•内江资中球溪高级中学高一月考）下列各组物质混合后，没有明显现象的

是（）

①H2s和S02②S02和S03③S02和氯水

④S03（气）和C12⑤H2s和S03（气）⑥H2s和C12

A.①③⑥B.②④

C.②⑤⑥D.③④⑤

答案B

解析①H2s和SO2反应生成硫沉淀，所以有明显现象；②SO2和SO3不反应，

没有明显现象；③S02和氯水生成硫酸和HC1,氯水的浅黄绿色褪去，所以有明

显现象；④SOK气）和C12不反应，没有明显现象；⑤H2s和S03（气）反应生成硫沉

淀，所以有明显现象；⑥H2s和C12生成单质硫和HC1,有浅黄色沉淀生成，所以

有明显现象；符合题意的有②④。

5.（2022・宣城高一期末）如图中的字母代表硫及其化合物，相关推断不合理的是

（）

A.ab溶液反应有d生成

B.e和f都存在酸式盐：

C.硫酸型酸雨的形成过程涉及b-c的转化

D.检验g中阴离子所用试剂只需BaCb溶液

答案D

解析根据硫及其化合物的转化关系图可知，a为H2S,b为H2so3,c为H2so4,

d为S,e为硫化物，f为亚硫酸盐，g为硫酸盐。A项，H2s和H2s03反应可以

生成中间价态的S;B项，若为钠盐，则e为一2价的Na2s或NaHS,f为Na2s。3

或NaHSCh；C项，b为H2sCh,c为H2so4,硫酸型酸雨产生的原因是H2sO3易

被空气中氧气氧化为H2so4；D项，检验硫酸根，应该用盐酸酸化的BaCb溶液。

6.（2022.安阳高一月考）A、X、Y、Z是中学化学常见物质，它们之间在一定条件

下可以发生如图所示的转化关系（部分反应中的H9没有标注），其中A、X、Y、

Z均含有同一种元素。

因-备区］普叵1警回

下列有关叙述错误的是（）

A.若A为碳单质，则Z为碳酸

B.若A为HzS,Z为硫酸，则X可与A反应生成单质S

C.若A为S,则Z不能与金属铜反应生成Y

D.若反应①②③都是氧化还原反应，贝"A、X、Y、Z中含有的同一种兀素-一定呈

现四种化合价

答案D

解析A项，若A为碳单质，X为CO,Y为CO2,Z为H2co3；B项，若A为

H2S,Z为H2so4,则X为S02,Y为SOs,H2s与SO2能生成S；C项，若A为

S,X为SO2,Y为SO3,Z为H2so4,硫酸与铜不能生成SO3；D项，若反应①②③

都是氧化还原反应，如A为Na,X为Na2O,Y为Na2O2,Z为NaOH,A、X、

Y、Z中含有的同一种元素Na只有（）价和+1价。

7.（2022・长沙高一检测）气体M可能由H2S、SCh、82、N2中的一种或几种组成,

己知M通入品红溶液中，品红褪色，若将M通人澄清石灰水中，则出现白色沉

淀，现要求对气体M的成分判断，下列说法正确的是（）

A.一定含有SO?、C02

B.一定含有SCh,可能含有C02、N2

C.一定不含H2S、CO2

D.可能含有CO2、H2可N2

答案B

解析气体M通入品红溶液中品红褪色，说明含有SCh,S0?和H2s不能共存，

则一定不含H2S,气体M通入澄清石灰水中出现白色沉淀，白色沉淀可能是CaSCh

或CaCCh,无法确定是否含有CO2,N2也无法确定是否存在，综上所述，一定含

有S02,可能含有C02、N2,一定不含H2S。

8.（2022.深圳南头中学高一期中）含S元素的某钠盐a能发生如图转化。下列说法

错误的是（）

①一豉c-BaCI?溶液

盐」溶液b沉淀C

溶液1②稀盐酸

刺激性气KMnO1溶液

紫色褪去

味气体d.

A.C为不溶于盐酸的白色沉淀

B.d可用于生活用品和食物的漂白

C.a可能为正盐，也可能为酸式盐

D.反应②中还可能生成淡黄色沉淀

答案B

解析含S元素的某钠盐a与足量02反应得溶液b,溶液b中加入BaCb溶液生

成沉淀c,溶液b中含SOT,沉淀c为BaSCU；盐a的溶液与稀盐酸反应产生刺

激性气味气体d,d能使KMnO,溶液的紫色褪去，气体d为SCh；则盐a可能为

Na2so3、NaHSCh或Na2s2O3。A项，根据分析沉淀c为不溶于盐酸的白色BaSCU

沉淀；B项，d为S02,S02有毒，不能用于食物的漂白；C项，根据分析，a可

能为正盐Na2so3、Na2s2O3,也可能为酸式盐NaHSCh;D项，若a为Na2s2O3,

Na2s2O3与稀盐酸反应生成NaCl、S、SO2和H2O,故反应②中还可能生成淡黄色

沉淀。

9.（2022•昆明高一检测）元素的价类二维图是学习元素及其化合物的重要模型和工

具。如图为硫元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列

说法错误的是（）

氯化物单质氧化物酸物质类别

A.将足量的Y通入BaCb溶液中无现象，当加入新制氯水后，产生白色沉淀

B.Y使溟水褪色体现了其还原性

C.加热条件下，Z的浓溶液与碳单质反应能实现转化②

D.Y与H2s气体混合能实现转化①

答案D

解析A项，足量S02通入BaCb溶液中，又加入新制氯水，发生氧化还原反应，

生成BaS04沉淀；B项，Y为+4价氧化物，所以Y为SO2,SO2具有还原性，

使滨水褪色是发生了氧化还原反应；C项，Y为SCh,Z为H2so4,H2sCM的浓溶

液与碳单质反应能实现转化②；D项，Y为SCh,与H2s气体反应生成硫单质，

不能生成H2so4。

10.某小组同学设计如下实验实现几种价态硫元素间的转化。

任务I.从以下试剂中选择合适的试剂实现S(+6)-S(+4)的转化。

试剂:①浓H2s04②稀H2sO,③酸性KMnCh溶液④Na2s。3溶液⑤Cu⑥

品红溶液

(1)写出实现转化的化学方程式：________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

⑵设计实验，证明实现了该转化(写出操作和现象)：

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

任务H.实现硫元素在0、+2、+4价之间的转化，

查阅资料：+2价硫元素在酸性条件下不稳定，自身易发生氧化还原反应。

(3)①中加入的物质是,该转化利用的是SO2的性质。

(4)写出③的离子方程式：o

答案(l)Cu+2H2soM浓)0=CuSO4+SO2t+2H2O

(2)将产生的气体通入品红溶液中，溶液褪色

(3)NaOH溶液酸性氧化物

(4)2H++S2Or=SI-SO2t+H2O

解析(1)由题意知实现该转化的化学方程式为Cu+2H2so4(浓)=£=CuSC)4+

SO2t+2H2O0(2)要证明实现了该转化，只需要证明产生了二氧化硫，结合二氧

化硫的漂白性可将反应后产生的气体通入品红溶液中，若溶液褪色，即实现了该

转化。(3)二氧化硫转变为亚硫酸钠的过程中硫元素化合价没有发生变化，完成该

转化体现二氧化硫酸性氧化物的性质，二氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸

钠和H20。(4)根据题干信息，+2价硫元素在酸性条件下不稳定，自身易发生氧

化还原反应，即发生歧化反应，+2价的硫元素化合价既升高又降低，结合步骤

②中亚硫酸钠和X反应生成硫代硫酸钠分析可得X中硫元素的化合价应低于+2

价，则X为硫单质，③的离子方程式为2H++S2OM=SI+SO2t+比0。

11.化合价和物质类别是梳理元素及其化合物知识的两个线索，可表示为“价类二

维图”。如图是硫元素的“价类二维图”。

化合价

*6....................SOJY*:Na2soi

+4............................4-......*4

S02：H2so3：：Na,SO:l

氢化物单质钝化物酸盐物质类别

（1）X是（填化学式）。

⑵可选取Y的浓溶液和Cu反应来制备SO2,该反应原埋是

（填化学方程式）；将S02排入大气中会引起___________________o

⑶Na2s2。5是一种食品添加剂，其应与图中

（填化学式）在同一位置，其具有（填“氧化性”或“还原性”）导致

Na2s2。5中不可避免地存在Na2s04。实验室中检验S0K的常用方法是

答案⑴H2s（2）Cu+2H2so4（浓）0=CuSO4+SO2t+2H2O酸雨

（3）Na2sCh还原性取适量样品，先加稀盐酸，无明显现象，再加入BaCb溶液，

有白色沉淀产生，说明含有SCT

解析（1）由图可知：X中硫元素化合价处于最低价，从二维图可知，X为H2S。

（2）由图可知：Y为S呈+6价的酸，应为H2so4,浓H2so4和Cu反应制备SCh

的反应为Cu+2H2so4（浓）0=CuSO4+SO2t+2+0;将SCh排入大气中会引起

硫酸型酸雨。（3）Na2s2。5中硫元素的化合价为+4价，属于盐，与Na2s03位置相

同；Na2s2。5转变成Na2s04时S元素化合价升高，Na2s2O5为还原剂，具有还原

性。实验室中检验SOM的常用方法：先滴加稀盐酸，无明显现象，再加入BaCb

溶液，有白色沉淀产生，确定含有SOT。

12.（2022・南平高一期末）物质的类别和元素的化合价是研究物质性质的两个重要

角度。回答下列问题：

I.硫元素在不同价态之间的转化为：

SO2反应④Na2s03溶液区座②Na2s2O3溶液

⑴“反应①”常使用NaOH溶液，该转化说明S02的类别属于o

⑵欲制备Na2s203,从氧化还原的角度分析，“反应②”合理的是（填字

母序号）。

a.Na2sCh+Na2SO4

b.NazSCh+S

c.Na2sO3+Na2s2O5

n.某实验小组用铜片与浓硫酸反应并验证so?性质的实验装置如图。

⑶装置A用于验证S02的性，装置D的作用是

（4）装置B的现象为,

装置C的离子方程式为o

（5