3.3 硫循环和氮循环（同步课件）-高一化学同步精品课堂（沪科版2020必修第一册）

3.3 硫循环和氮循环 第二章 海洋中的卤素资源 授课人： 学习要点 一、 自然界中的硫循环 二、 自然界中的氮循环 三、 三、 酸雨 课堂导入 硫循环，是指硫在大气、陆地生命体和土壤等几个分室中的迁移和转化过程。化石燃料的燃烧、火山爆发和微生物的分解作用是它的来源。 那么，自然界中的硫元素是如何转化的呢？ 知识梳理 自然界中硫的存在与转化 部分硫 SO2 光照、H2O、O2 氧化 H2SO3 H2SO4 S H2S 微生物 还原 SO3 地表 H2S 大气 火山爆发 与砷、铁、汞等元素化合 受空气中氧气和水等作用 地下 石膏(CaSO4•2H2O)、芒硝(Na2SO4•10H2O) 黄铁矿 雌黄 雄黄 辰砂 FeS2 As2S3 As4S4 HgS 含硫 矿物 ●自然界中的硫循环 自然界中硫的存在与转化 ●自然界中的硫循环 不同价态含硫物质的转化 1.不同价态硫元素的转化与性质 硫元素常见的化合价有-2、0、+4、+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为高价态； 利用还原剂，可将硫元素从高价态转化为低价态。 ●自然界中的硫循环 2.不同价态含硫物质的转化 序号 转化目标 转化前的含硫物质 选择试剂 转化后的含硫物质 ① －2→0 H2S O2(不足) S SO2 ② 0→－2 S H2 H2S Fe或Cu FeS或Cu2S ③ －2→＋4 H2S O2(足量) SO2 ④ 0→＋4 S O2 SO2 ⑤ ＋4→0 SO2 H2S S ⑥ ＋4→＋6 SO2 O2 SO3 Cl2 H2SO4 ⑦ ＋6→＋4 H2SO4 Cu SO2 ●自然界中的硫循环 ●自然界中的硫循环 【总结】不同价态硫元素的转化,可通过氧化还原反应实现 (1)价态与性质 ①－2价硫处于最低价态，只有还原性，可被O2、Cl2等氧化剂氧化为S； ②0价、＋4价硫处于中间价态，既有氧化性又有还原性； ③＋6价硫处于最高价态，只有氧化性。 ●自然界中的硫循环 硫单质及其化合物之间的转化规律 规律一：只靠拢，不交叉 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 S 0 SO2 +4 +6 SO3、H2SO4 被氧化 被还原 H2S ①S和S发生氧化还原反应时，只能转化为中间价态，不可能交叉 -2 +6 H2SO4(浓) H2S＋ S↓＋ SO2↑ ＋H2O 升高2价 降低2价 ●自然界中的硫循环 硫单质及其化合物之间的转化规律 规律一：只靠拢，不交叉 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 S 0 SO2 +4 +6 SO3、H2SO4 被氧化 被还原 H2S ②相邻价态的两物质间不发生氧化还原反应 ③含硫物质典型的归中反应 如：S和H2S、 S和SO2， SO2和H2SO4 之间均不发生氧化还原反应。 2H2S + SO2 3S+ 2H2O 2Na2S+Na2SO3+3H2SO4 3Na2SO4+ 3S↓+ 3H2O ●自然界中的硫循环 硫单质及其化合物之间的转化规律 规律二：邻位价态原则 ① S处于硫元素的最低价态，只有还原性。它与氧化剂反应，一般会升至相邻的价态。 0 H2S+2FeCl3 2HCl+2FeCl2+S↓ 0 -2 3S+6KOH 2K2S+K2SO3+3H2O 0 -2 +4 ②S能发生自身氧化还原反应(即歧化反应)，在反应时分别升至和降至与其相邻的价态。 0 ●自然界中的硫循环 硫单质及其化合物之间的转化规律 规律二：邻位价态原则 ③S和S处于中间价态，既有氧化性又有还原性。与弱氧化剂作用时，被氧化成相邻的高价态；与弱还原剂作用时，被还原成相邻的低价态。 0 +4 S SO2 SO3 H2S O2 (不足) H2S O2 O2 H2() 或NO2 0 +4 +6 -2 ④S 处于硫元素的最高价态，只有氧化性。遇到还原剂时，一般降至相邻的价态。 +6 Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O +6 +4 ●自然界中的硫循环 硫单质及其化合物之间的转化规律 规律三：含硫物质的连续氧化规律 硫 元素 H2S SO2 SO3 H2SO4 足量O2 O2 H2O S SO2 SO3 H2SO4 O2 O2 H2O ●自然界中的硫循环 ●自然界中的氮循环 氮循环是自然界中又一种重要的物质循环方式，其主要的化学过程如下： 空气中的氮气与氧气在放电条件下反应，使游离态的氮转化为化合态的氮。 自然界中，通过这种固氮所形成的含氮化合物很少，大部分是来自生物固氮。生物固氮酶将空气中的氮气还原为氨，氨