第五章 第一节 第3课时 不同价态含硫物质的转化-【高考领航】2023-2024学年高中化学必修第二册同步核心辅导与测评（人教版）

第3课时　不同价态含硫物质的转化 [课标解读]　1.了解含硫物质在自然界中的存在与转化，熟悉自然界中常见的含硫物质的类别及硫元素的化合价。2.根据硫元素化合价会分析含硫物质的性质，并能设计实验实现不同价态含硫物质的相互转化。 知识点一　自然界中硫的存在和转化 1．自然界中硫的存在 (1)游离态的硫主要存在于火山口附近或地壳的岩层中。 (2)化合态 ①主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。 ②重要的化合物： 名称 黄铁矿 黄铜矿 石膏 芒硝 化学式 FeS2 CuFeS2 CaSO4· 2H2O Na2SO4· 10H2O 2.自然界中不同价态含硫物质的转化 [问题探究]　大型节日时，人们经常会燃放烟花爆竹等。但这会带来很大的空气污染，近几年，越来越多的城市全年全区域禁止燃放烟花爆竹。 (1)燃放爆竹时的主要反应是S＋2KNO3＋3CK2S＋3CO2↑＋N2↑，S发生了什么反应？表现了什么性质？ 提示：反应中硫元素的化合价降低，发生还原反应，S表现氧化性。 (2)燃放爆竹时会闻到强烈的刺激性气味，你知道其中的原因吗？ 提示：燃放爆竹时S与空气中的氧气反应生成有刺激性气味的SO2气体。 　含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示，下列叙述不正确的是(　　) A．该过程中可得到化工产品H2SO4 B．该工艺流程的目的是除去煤燃烧时产生的SO2 C．该过程中化合价发生改变的元素只有Fe和S D．图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4 解析：C　根据工艺流程图可知，该过程中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，反应的化学方程式为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4，该工艺不仅吸收了二氧化硫，还得到了化工产品硫酸，A、D正确；根据工艺流程图分析可知该工艺流程的目的是除去煤燃烧时产生的SO2，B正确；该过程中化合价发生变化的元素有氧、铁、硫，C错误。 [拓展探究]　(1)工艺流程中SO2参加反应时氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶1吗？ 提示：是。SO2参加反应时的化学方程式为SO2＋Fe2(SO4)3＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4，参加反应时氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶1。 (2)根据以上工艺流程判断Fe3＋、O2、SO的氧化性强弱？ 提示：氧化性强弱O2>Fe3＋>SO。 [对点训练1]　(双选)如图是硫元素在自然界中的循环示意图，下列有关说法不正确的是(　　) A．硫元素在自然界中既有游离态又有化合态 B．过程⑤可在土壤的缺氧区实现 C．循环过程中硫元素只被还原 D．若生物体有机硫中硫元素为－2价，则过程③中SO发生的是氧化反应 解析：CD　硫元素在自然界中有游离态和化合态两种存在形态，A正确；在缺氧的条件下可实现过程⑤的转化，B正确；①、②中硫元素均被氧化，C错误；若生物体有机硫中硫元素为－2价，SO中S为＋6价，过程③中S的化合价降低，发生还原反应，D错误。 知识点二　实验探究不同价态含硫物质的转化 1．硫的价类二维图 写出下列转化的化学方程式： ①H2S―→S：2H2S＋O22H2O＋2S或 SO2＋2H2S===3S＋2H2O。 ②SO2―→S：SO2＋2H2S===2H2O＋3S。 ③SO2―→H2SO4：SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。 ④H2SO4―→SO2：2H2SO4(浓)＋CuCuSO4＋SO2↑＋2H2O。 2．相同价态含硫物质之间的转化 写出上述转化的化学方程式： ①H2S＋NaOH===NaHS＋H2O； ②NaHS＋NaOH===Na2S＋H2O； ③Na2S＋2HCl===2NaCl＋H2S↑； ④NaHSO3＋NaOH===Na2SO3＋H2O； ⑤Na2SO3＋H2O＋SO2===2NaHSO3。 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。 3．实验探究含硫物质的转化 (1)设计实验实现不同价态含硫物质的转化，遵循的原则是科学性、可行性、安全性和绿色化。 (2)实验设计方案 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 －2↔0 －2→0 Na2S溶液 氯水 S 溶液黄绿色褪去，有黄色沉淀产生 0→－2 S粉末 Na Na2S 产生轻微的爆炸声 0↔＋4 0→＋4 S 浓硫酸 SO2 有刺激性气味气体产生 ＋4→0 SO2 H2S S 有黄色固体产生 ＋4↔＋6 ＋6→＋4 浓硫酸