5.1 硫及其化合物（第3课时 不同价态含硫物质的转化）-2022-2023学年高一化学同步素养目标精品讲义（人教版2019必修第二册）

第五章 第一节 硫及其化合物 第3课时 不同价态含硫物质的转化 榆次一中 李金虎 【学习目标】 1． 认识硫及其化合物性质的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化。 2． 认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。 【素养目标】 通过研究硫元素价态与类别的转化，培养学生“证据推理和模型认知”的学科素养。 必备知识与关键能力 知识点一：自然界中硫的存在和转化 1．硫元素的存在形态 (1)在自然界中硫元素主要以化合态形式存在，如组成生命体的蛋白质中含有硫。在岩层深处和海底的无氧环境下，通常以硫化物的形式存在，如黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)。在地表附近，硫化物转化为硫酸盐，如石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等。 (2)游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层中。 2．硫的转化 火山口附近的硫单质会被大气中的氧气氧化成二氧化硫，二氧化硫可被进一步氧化成三氧化硫。 典例1．如图有关硫元素循环的说法不合理的是( ) A．煤、石油中的硫元素燃烧时能生成SO2 B．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】大气中的硫元素部分转化成H2SO4随雨水降到土壤里,D项错误。 典例2． 常温下单质硫主要以S8形式存在。加热时，S8会转化为S6、S4、S2等。当温度达到750 ℃时，硫蒸气主要以S2形式存在(占92%)。下列说法中正确的是(　　) A．S8转化为S6、S4、S2属于物理变化 B．不论哪种硫分子，完全燃烧时都生成二氧化硫 C．S2、S4、S6、S8都是硫元素形成的单质，为同种物质 D．把硫单质在空气中加热到750 ℃即得S2 【答案】B 【解析】S2、S4、S6、S8互为同素异形体，燃烧产物均为二氧化硫 知识点二：常见硫的价态及转化 1．硫元素常见的化合价有－2、0、＋4和＋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到高价态；利用还原剂，可将硫元素从高价态转化到低价态。 2．硫的不同价态所对应的常见化合物 (1)含有－2价硫的物质有酸：H2S，盐：Na2S、NaHS等。 (2)含有＋4价硫的物质有氧化物：SO2 ，酸：H2SO3，盐：Na2SO3、NaHSO3等。 (3)含有＋6价硫的物质有氧化物：SO3，酸：H2SO4，盐：Na2SO4、NaHSO4等。 3．不同价态硫元素之间的相互转化 不同价态硫元素之间的相互转化主要通过氧化还原反应实现。上述转化中，从左到右，硫元素化合价升高，需加入氧化剂。从右到左，硫元素化合价降低，需加入还原剂。 4．相同价态硫元素之间的转化 以上两种转化关系均属于相同价态硫元素之间的转化，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。 【思维建模】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 如： 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，可用图表示 【点拨】①同种元素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2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4=== 3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。 典例3．以硫元素为基础原料，合成硫酸，请设计合成路线。 【答案】SSO2SO3H2SO4或SSO2H2SO3H2SO4。 典例4．硫黄在空气中燃烧生成气体甲，甲溶于水得溶液乙，向乙溶液中滴加溴水，溴水褪色，乙变成丙。在丙里加入Na2S生成气体丁，把丁通入乙得到沉淀戊。甲、乙、丙、丁、戊均含有硫元素，则它们正确的顺序是(　　) A．SO3　H2SO4　H2SO3　H2S　S B．SO2 H2SO3 H2SO4 H2S SO3 C．SO3 H2SO4 H2SO3 SO2 Na2S2O3 D．SO2 H2SO3 H2SO4 H2S S 【答案】D　 【解析】题干中描述的关系依次为S＋O2SO2、SO2＋H2O===H2SO3、H2O＋H2SO3＋Br2===2HBr＋H2SO4、Na2S＋H2SO4===Na2SO4＋H2S↑、2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，则甲、乙、丙、丁、戊依