5.1.3 含硫物质之间的转化-【化学一起课件】高中化学必修第二册同步PPT课件（人教版2019）

第三节 第五章 工生产中的重要非金属元素 不同价态 含硫物质的转化 CONVERSION OF SULFUR-CONTAINING SUBSTANCES WITH DIFFERENT VALENCE STATES 第3课时 教|学|目|标 了解自然界中硫元素的存在和转化。 1 能够从氧化还原反应的角度实现不同价态含硫物质之间的转化。形成同种元素不同价态之间转化的一般思路。 2 能设计实验进行初步验证及分析、解释有关实验现象。 3 1 1 自然界中硫的存在和转化 THE EXISTENCE AND TRANSFORMATION OF SULFUR IN NATURE 不同价态含硫物质的转化 【自然界中硫的存在和转化】 （1）自然界中游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层中。 （2）硫元素通常以硫化物和硫酸盐的形式存在。 1、自然界中硫的存在 【复习回顾】写出下列物质或物质主要成分的化学式。 黄铁矿 FeS2 黄铜矿 CuFeS2 石膏 CaSO4·2H2O 芒硝 Na2SO4 z·10H2O 不同价态含硫物质的转化 【自然界中硫的存在和转化】 【资料卡片】 雄黄，是四硫化四砷的俗称，又称作石黄、黄金石、鸡冠石，是砷的硫化物矿物之一，化学式为As4S4，通常为橘黄色粒状固体或橙黄色粉末，质软，性脆。常与雌黄，即三硫化二砷（As2S3）、辉锑矿、辰砂共生；加热到一定温度后在空气中可以被氧化为剧毒成分三氧化二砷，即砒霜。 雄黄有抗肿瘤作用，能抑制移植性小鼠肉瘤S-180的生长，并对细胞有腐蚀作用。吸收后，对神经有镇痉、止痛作用；体内外均有杀虫作用。水浸剂对金黄色葡萄球菌、人体结核杆菌、变形杆菌、绿脓球菌及多种皮肤真菌均有不同程度的抑制作用。 不同价态含硫物质的转化 【自然界中硫的存在和转化】 岩层深处或海底：硫化物 黄铁矿（FeS2）黄铜矿（CuFeS2） H2S SO2 SO3 H2SO3 H2SO4 S O2 O2 H2O H2O O2 O2 地表：硫酸盐 石膏（ CaSO4 · 2H2O） 芒硝（ Na2SO4 · 10H2O） 与金属元素结合 不同价态含硫物质的转化 2 2 含硫物质之间的转化 CONVERSION BETWEEN SULFUR-CONTAINING SUBSTANCES 不同价态含硫物质的转化 【含硫物质之间的转化】 1、硫元素的价-类二维图 -2 0 +4 +6 氢化物 单质 氧化物 酸 盐 硫元素化合价 物质类别 氧化性 氧化性 还原性 还原性 H2S S SO2 H2SO3 SO3 H2SO4 SO32- SO42- HSO3- S2- 不同价态含硫物质的转化 【含硫物质之间的转化】 2、相同价态含硫物质之间的转化 相同价态含硫物质的转化，主要通过与酸，碱，盐，水反应实现。 SO2 H2O H2SO3 NaOH Na2SO3 SO2 NaHSO3 ① ② ③ SO2+H2O ⇌ H2SO3 SO2+2NaOH = Na2SO3 + 2H2O ③ SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3 不同价态含硫物质的转化 【含硫物质之间的转化】 3、不同价态含硫物质之间的转化 一般思路： 选择合适的氧化剂或还原剂，实现不同价态含硫物质之间的转化。 常见的氧化剂：浓硫酸 、Cl2 、KMnO4 、O2 、H2O2 、Fe3+ 常见的还原剂：金属单质、H2 、H2S S S S S -2 0 +4 +6 不同价态含硫物质的转化 【含硫物质之间的转化】 【任务1】根据硫元素的价类二维图，完成下表。 化合价 -2 0 +4 +6 物质 H2S FeS Na2S Cu2S S SO2 H2SO3 Na2SO3 NaHSO3 SO3 H2SO4 Na2SO4 不同价态含硫物质的转化 【含硫物质之间的转化】 【任务2】选择合适的氧化剂或还原剂，实现不同价态含硫物质的转化 序号 硫元素 化合价变化 反应物 氧化剂/ 还原剂 生成物 ① -2→0 ② 0→+4 ③ +4→+6 ④ +6→+4 ⑤ +4→0 ⑥ 0→-2 H2S SO2 5 S O2 SO2 SO2 O2 SO3 SO42- Cu SO2 SO2 H2S S S Fe FeS 不同价态含硫物质的转化 【含硫物质之间的转化】 【任务3】你能写出上述过程发生的化学反应方程式吗？ ① SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O ② S + O2 ≜ SO2 ④ Cu + 2H2SO4（浓）≜ CuSO4 + SO2↑ + 2H2O ⑤ SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O ⑥ Fe + S ≜ FeS ③ SO2 + O2 ⇌ SO3 （SO2 + Cl2 + 2H2O = H2SO4 + 2HCl） ∆ 催化剂 不同价态含硫物质的转化 【含硫物质之间的转化】 一般情况下，同种元素，最高价只有氧化性；最低价只有还原性；中间价态，既有氧化性，又有还原性。 【思考交流】 问题1：含同种元素不同价态的物质，在性质上有什么差异？ 含相邻价态硫元素的物质间不发生氧化还原反应，如S与H2S、S与SO2、SO2与浓硫酸之间不发生氧化还原反应。因此可以用浓硫酸干燥SO2。 问题2：含相邻价态硫元素的物质间可以发生氧化还原反应吗？ 不同价态含硫物质的转化 【含硫物质之间的转化】 【任务4】设计实验，实现不同价态含硫物质的转化。在所提供的反应原理中，选择一个进行实验验证，说明理由。 SO2 + O2 ⇌ SO3 ∆ 催化剂 SO2 + Cl2 + 2H2O = H2SO4 + 2HCl 5SO2 + 2MnO4- + 2H2O = 5SO4 2- + 2Mn2+ + 4H+ SO2与O2的反应，实验条件要求高；SO2与Cl2的反应中，Cl2有毒；若选择新制氯水进行实验，由于新制氯水成分复杂，无法验证SO2是否是被Cl2所氧化。因此选择SO2与酸性高锰酸钾溶液的反应进行实验，现象明显，易操作。 不同价态含硫物质的转化 【含硫物质之间的转化】 【实验方案设计】 实验原理 实验仪器 试剂 实验步骤 注意事项 5SO2 + 2MnO4- + 2H2O = 5SO42- + 2Mn2+ + 4H+ SO2 气体 酸性高锰酸钾溶液 NaOH溶液 将SO2 气体通入酸性高锰酸钾溶液中，观察现象 二氧化硫是空气污染物，需要进行尾气处理 不同价态含硫物质的转化 【含硫物质之间的转化】 【实验方案设计】 实验简易装置 实验现象 实验结论 酸性高锰酸钾溶液 NaOH溶液 酸性高锰酸钾溶液褪色 酸性高锰酸钾做氧化剂，可以实现不同价态含硫物质的转化 不同价态含硫物质的转化 【含硫物质之间的转化】 【方法指导】 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。例如，设计“不同价态含硫物质的转化”实验，当确定了要实现的转化关系后，需要明确转化前后的含硫物质是哪些，通过怎样的反应(氧化/还原)实现转化，用到的氧化剂或还原剂是什么，等等。 进行化学实验设计时，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。 化学实验设计 不同价态含硫物质的转化 【含硫物质之间的转化】 【规律总结】 利用氧化还原反应原理可以实现不同价态含硫物质的转化。 硫元素化合价升高或降低时，一般变化到相邻的价态，即台阶式升降。 被还原 Na2S 同种元素相邻价态的粒子之间不发生氧化还原反应。 -2 H2S 0 S +4 SO2、SO32- +6 SO3、SO42- 被氧化 不同价态含硫物质的转化 3 3 课堂小结 CLASSROOM SUMMARY 不同价态含硫物质的转化 【含硫物质之间的转化】 【归纳整理】 不同价态含硫物质的转化 【课堂练习】 1、判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 （1）SO2气体通入BaCl2溶液产生白色沉淀BaSO3。(　 　) （2）除去SO2中混有的少量HCl的实验方法如图。(　 　) （3）用BaCI2溶液鉴别SO42-和SO32-。(　 　) 不同价态含硫物质的转化 【课堂练习】 1、判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 （4）SO2与Cl2等物质的量混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,漂白效果更好。(　 　) （5）50 mL 18.4 mol·L-1的浓硫酸与足量的铜反应,可产生SO2的物质的量为0.46 mol。(　 　) （6）H2S中硫元素为-2价，所以H2S只有还原性。(　　 ) （7）硫元素的最高价态为+6价，所以稀硫酸具有强氧化性。(　 　) 不同价态含硫物质的转化 B 大气中的二氧化硫只来源于火山喷发 【课堂练习】 2.硫在自然界的循环过程如图所示，下列说法不正确的是（ ） B A 石油和煤等化石燃料中含有硫元素 C 地壳中的硫元素常以硫化物和硫酸盐的形式存在 D 动植物遗体被微生物分解后，可产生SO42-和SO2 不同价态含硫物质的转化 【课堂练习】 3.为实现下列转化，需要加入氧化剂的是（ ） A B SO2 → S A S2- → S C SO32- → SO2 D H2SO4 → SO2 不同价态含硫物质的转化 【课堂练习】 4.几种含硫物质的转化如下图所示。下列说法不正确的是（ ） B SO2 X Na2SO3 Y Na2SO4 ② ① B Y一定是O2 A X可以是Na2CO3溶液 C 反应①的离子方程式可能为 D SO2和Na2SO3都能使酸性高锰酸钾溶液褪色 不同价态含硫物质的转化 【课堂练习】 5.研究不同价态硫元素之间的转化是合理利用硫元素的基本途径。 以下是硫元素形成的部分物质的价类二维图及相互转化的部分信息。 （1）A是一种钠盐，它的电离方程式是_______________________________________。 加入氯水，可完成从A →B的转化，氯水起到的作用是___________。 （2）D的化学式是___________，写出C →D的化学方程式_______________________。 （3）写出E →C的化学方程式： ________________________________________。 物质类别 化合价 -2 0 +4 +6 氢化物 单质 氧化物 酸 盐 C D E B A Na2S = 2Na++S2- 氧化剂 H2SO3 SO2+ H2O ⇌ H2SO3 Cu + 2H2SO4(浓) ≜ CuSO4 + SO2↑ + 2H2O 不同价态含硫物质的转化 【课堂练习】 6.已知可用Na2SO3固体与硫酸反应制取SO2。下图是实验室制取SO2并验证SO2的某些性质的装置图。试回答下列问题。 （1）在①中发生反应的化学方程式为 _____________________________________。 （2）②中的实验现象为石蕊溶液 ___________。 此实验证明SO2是　　　　　气体。  Na2SO3 + H2SO4 ══ Na2SO4 + SO2↑ + H2O 变成红色 酸性 不同价态含硫物质的转化 【课堂练习】 （3）③中的品红溶液　　 　　，证明SO2有　　　 　。 　　　　　　 （4）④中的实验现象是 ，证明SO2有　　　　性。  （5）⑤中的实验现象是　　　　 　　，证明SO2有　　　　性。  褪色 （6）⑥的作用是　 　　 　　　　，反应的化学方程式为　　　　　　 　 　。 漂白性 溶液出现浑浊 氧化 溶液褪色 还原 除去剩余的SO2，防止污染环境 SO2 + 2NaOH ══ Na2SO3 + H2O 不同价态含硫物质的转化 优美的小调 张宇桦 星空下的钢琴曲 1 172887.42 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$null