专题4 第2单元 硫及其化合物的相互转化（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册（苏教版2019）

专题4 硫与环境保护 第二单元　硫及其化合物的相互转化 栏目索引 基础落实 梳理必备知识 重难探究 提升关键能力 学以致用 发展科学素养 课程标准 核心素养 　　1.能根据硫元素化合价分析含硫物质的性质，并能设计实验实现不同价态硫元素的相互转化。 2．利用不同类型化学反应的知识，研究物质之间相互转化的规律，能设计物质转化的方案。 3．掌握氧化还原反应方程式的配平。 　　1.宏观辨识与微观探析：能从氧化还原反应的视角研究物质的转化，了解硫及其化合物的性质。 2．变化观念与平衡思想：认识同一元素不同化合物之间转化的一般规律，了解影响它们转化的因素。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 一、含硫物质之间的转化 1．硫及其化合物转化原理 (1)通过________反应，可以实现不同价态含硫物质之间的转化。 (2)通过非氧化还原反应，可以实现相同价态含硫物质之间的转化。 氧化还原 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 2．不同价态硫元素物质之间的转化 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 3.相同价态硫元素物质之间的转化 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 二、氧化还原反应方程式的配平 1．氧化还原反应方程式配平的基本原则 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S (3)求总数：使得失电子的总数相等。 (4)配系数：根据质量守恒定律配平其他物质的化学计量数，并添加气体符号，注明反应条件，将单线改为双线。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 探究一 含硫物质之间的转化 1831年，英国人菲利浦(P.Philips)把硫黄装入内部镶有铂催化剂的瓷管里加热，并通入足量的空气与其反应，再将生成的三氧化硫溶于水制得硫酸。这就是接触法制硫酸的雏形。后来，人们对这种方法进行了改进，如用钒代替铂作催化剂、用氧气代替空气等，使生产效率得到极大提高。现代工业上制备硫酸的过程如下所示： 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S [问题探究] (1)利用含硫物质制备硫酸的过程就是含硫物质转化的过程。接触法制硫酸的三部分装置中发生的主要化学反应是什么？Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 中的反应都是氧化还原反应吗？ 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S (2)将0.5 g硫粉和1 g铁粉均匀混合，放在石棉网上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端，当混合物呈红热状态时，移开玻璃棒。预测你能看到什么现象？最终可能生成什么物质？ 提示：条状混合物继续反应，从接触玻璃棒的一端开始逐渐变红热，反应过程中有刺激性气味的气体产生，冷却后有黑色固体生成。该黑色物质可能是FeS。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 1．硫及其化合物的“价－类”二维图 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 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。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 2．相邻价态的微粒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。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 【例1】 向Na2S、Na2SO3的固体混合物中滴加稀硫酸。 (1)若没有气体产生，Na2S、Na2SO3的物质的量之比是____________。 (2)若产生的气体能使品红溶液褪色，则向 Na2S、Na2SO3的混合物中滴加稀硫酸发生的反应是______________________________________________ _________________________________________________________________。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 1．(2023·宿迁高一期末)H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列方法中的问题： 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 探究二 氧化还原反应方程式的配平 电镀含铬废水的处理方法较多。 某工业废水中主要含有Cr3＋，同时还含有少量的Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋和Al3＋等，且酸性较强。为回收利用，通常采用如下流程处理： 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S [问题探究] (1)已知：Cr(OH)3→NaCrO2→Na2CrO4→Na2Cr2O7涉及几个氧化还原反应过程？ 提示：1个。 (2)试剂丙是过氧化氢溶液，该过程的离子方程式是？ 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 1．氧化还原反应方程式的配平技巧 (1)正向配平 ①氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，以反应物为基准从左边配平。 ②归中反应(变价元素只有一种，“高价＋低价→中间价”)以反应物为基准从左边配平。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S (2)逆向配平 ①适用对象：氧化剂、还原剂中某元素化合价部分变的；自身氧化还原反应；歧化反应(变价元素只有一种，中间价→高价＋低价)。 ②方法：从右边生成物着手配平，即以氧化产物、还原产物为基准物质 (3)缺项配平 缺项方程式：某些反应物或生成物的分子式未写出(缺项)，它们一般为水、酸、碱。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S ①先根据化合价变化找出氧化剂、还原剂及还原产物、氧化产物； ②再根据质量守恒、电荷守恒确定所缺的物质的化学式(分子或离子)，若反应物缺正电荷，一般加H＋，生成物加水；若反应物缺负电荷，一般加OH－，生成物加水。 ③最后观察配平其他物质的化学计量数。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 2．根据新情境信息书写氧化还原反应方程式 步骤 注意事项 第一步：分析物质的氧化性及还原性 根据化合价把元素化合价高的微粒及元素化合价低的微粒分成两类，并比较氧化性微粒的氧化性强弱及还原性微粒的还原性强弱 第二步：书写反应的主体反应物及生成物 依据“两强生两弱原理”，将氧化性强的微粒与还原性强的微粒作为反应物，将氧化性弱的微粒与还原性弱的微粒作为生成物 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 步骤 注意事项 第三步：配平反应主体物质的化学计量数 根据得失电子数守恒配平主体物质的化学计量数 第四步：配平其他物质的化学计量数 根据质量守恒、电荷守恒配平其他物质的化学计量数 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 【例2】 (2024·镇江高一质检)回答下列问题： (1)草酸是一种常见的厕所清洁剂，它能与酸性高锰酸钾溶液发生反应：________KMnO4＋_____H2C2O4＋____H2SO4===______K2SO4＋______MnSO4＋_______CO2↑＋ ________　 ①补上产物配平反应的化学方程式，并用双线桥法表示出电子的转移方向和数目。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S ②上述反应中H2C2O4表现的性质有_________________________， 氧化剂与还原剂的物质的量之比为________，若标准状况下生成5.6 L的气体，则转移电子的数目为________。 (2)将SO2通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色，生成Mn2＋，写出发生反应的离子方程式______________________________________。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： (1)①KMnO4中Mn化合价由＋7降低到＋2，降低5价，H2C2O4中C化合价由＋3升高到＋4，1个H2C2O4升高2价，根据得失电子数守恒，得到配平反应的化学方程式为2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O，用双线桥法表示出电子的转移方向和数目 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： ②H2C2O4中C化合价升高，因此在反应中H2C2O4表现的性质为还原性，氧化剂是KMnO4，还原剂是H2C2O4，因此氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶5，若标准状况下生成5.6 L即物质的量为0.25 mol的气体，根据双线桥法，转移电子的物质的量为0.25 mol，即转移电子的数目为0.25NA。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 2．物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。请根据如图所示，回答下列问题： 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S (1)Y的化学式为________，检验Y所用的试剂是____________。 (2)W的浓溶液与铜单质在加热条件下可以发生化学反应，反应的化学方程式为______________________________________________________。 (3)欲制备Na2S2O3，从氧化还原角度分析，合理的是________(填标号)。 a．Na2S＋S　　　　　　　 b．Na2SO3＋S c．Na2SO3＋Na2SO4 d．SO2＋Na2SO4 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S (4)将X与SO2混合，可生成淡黄色固体。该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： X为气态氢化物H2S，Y为硫元素＋4价的氧化物SO2，Z为硫元素＋4价的盐，可以为Na2SO3，W为＋6价的含氧酸H2SO4。 (1)由上述分析可知Y为SO2，二氧化硫具有漂白性可以使品红溶液褪色，加热恢复红色，所以检验二氧化硫的试剂是品红溶液。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： (3)Na2S2O3中S为＋2价，从氧化还原反应的角度分析，反应物中S化合价必须分别大于2和小于2，a中S化合价都小于2，c、d中S的化合价都大于2，b符合题意。 (4)将X即H2S与SO2混合，可生成淡黄色固体，发生反应：2H2S＋SO2===3S＋2H2O，反应中H2S作还原剂，SO2作氧化剂，则该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S A 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： 还原剂失去电子被氧化，即题目中所含元素化合价降低的过程需要加入还原剂。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 2．下列说法不正确的是(　　) A．硫是一种黄色、质脆的晶体 B．硫在反应中既可作氧化剂，又可作还原剂 C．硫易燃烧，其燃烧产物是大气污染物之一 D．硫与铁粉和铜粉分别反应，都可生成二价金属硫化物 D 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： 硫单质为黄色、质脆的晶体，A正确；硫是0价，为中间价态，可以降低也可以升高，故既可以作氧化剂也可以作还原剂，B正确；硫与氧气反应生成的二氧化硫会形成酸雨，C正确；硫与铁粉生成硫化亚铁，铁为＋2价，硫与铜粉反应生成硫化亚铜，铜为＋1价，D错误。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 3．下列物质中的硫元素不能表现出氧化性的是(　　) A．S B．Na2S C．SO2 D．H2SO4 B 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： 在硫单质中元素化合价为0，可以得到电子变为－2价，也可以失去电子变为＋4、＋6价，因此S既表现氧化性，又表现还原性，A不符合题意；在Na2S中S为－2价，是S的最低化合价，只能失去电子变为较高价态，因此只有还原性，而没有氧化性，B符合题意；在SO2中S为＋4价，介于S的最低－2价和最高＋6价之间，既可以得到电子变为低价态，也可以失去电子变为高价态，因此SO2既可表现氧化性，又可表现还原性，C不符合题意；在H2SO4中S为＋6价，是S的最高化合价，只能得到电子变为低价态，因此只有氧化性，而不具有还原性，D不符合题意。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 4．物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度。下图为硫及其部分化合物的“价－类”二维图，下列说法错误的是(　　) C 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S A．X、Y、Z中只有Y属于非电解质 B．Z作氧化剂时，理论上可被还原为S C．S与O2在点燃的条件下一步反应生成Y D．X的水溶液在空气中放置，易被氧化 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： H2S、Na2SO3属于电解质，三氧化硫本身不能电离产生自由移动的离子，是非电解质，A正确；Z为Na2SO3，作氧化剂时，化合价降低，在酸性条件下可与硫化钠反应生成硫单质，B正确；硫单质与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化硫，得不到三氧化硫，C错误；硫化氢易被空气中的氧气氧化，反应为2H2S＋O2===2S＋2H2O，D正确。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 5．对于反应O3＋I－＋H＋―→I2＋O2＋H2O(未配平)，下列说法正确的是(　　) A．O2和H2O是还原产物 B．该反应能说明O2的氧化性大于I2 C.氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶1 D．配平后的离子方程式为2O3＋2I－＋4H＋===I2＋2O2＋H2O C 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： 此反应中氧化剂是O3，还原剂是I－，氧化产物是I2，还原产物是H2O；由题意可知氧化性O3>I2，不能说明氧化性O2>I2；D中电荷不守恒，应为O3＋2I－＋2H＋===I2＋O2＋H2O，C正确。 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 6．用30 mL 0.1 mol·L－1的Na2SO3溶液恰好将2×10－3 mol的XO－4还原，则元素X在还原产物中的化合价是(　　) A．＋1 B．＋2 C．＋3 D．＋4 D 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 解析： 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 专题4 硫与环境保护 化学 必修 第一册 S 谢谢观看！ 2．氧化还原反应方程式配平的步骤 (1)标变价：写出反应物、生成物的化学式。在化学方程式中标出化合价发生变化的元素的化合价。 ＋H2O4(浓)——O2＋O2＋H2O (2)列得失：根据化合价的变化标出电子转移的方向和数目。 C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 提示： Ⅰ 中S＋O2SO2; Ⅱ 中2SO2＋O22SO3; Ⅲ 中SO3＋H2O===H2SO4。Ⅰ 、 Ⅱ 中的反应是氧化还原反应， Ⅲ 中的反应不是氧化还原反应。 答案：(1)2∶1 (2)S2－＋2H＋===H2S↑，SO＋2H＋===SO2↑＋H2O，2H2S＋SO2===3S＋2H2O (1)向Na2S、Na2SO3中滴加稀硫酸，S2－＋2H＋===H2S↑，SO＋2H＋===SO2↑＋H2O，2H2S＋SO2===3S＋2H2O，因此若没有气体产生，Na2S、Na2SO3的物质的量之比是2∶1；(2)若产生使品红溶液褪色的气体，则Na2SO3过量，发生的反应是 S2－＋2H＋===H2S↑，SO＋2H＋===SO2↑＋H2O，2H2S＋SO2===3S＋2H2O。 (1)在一定条件下，用H2O2氧化H2S，随着参加反应的变化，氧化产物不同。当＝4时，氧化产物的分子式为________。 答案：(1)H2SO4 (2)2OH－＋SO2===SO＋H2O (1)根据得失电子数守恒，当n(H2O2)∶n(H2S)＝4时，4 mol H2O2反应得到8 mol电子，则1 mol H2S反应失去8 mol电子，化合价由－2升高到＋6，氧化产物是硫酸。 (2)过程①是NaOH与SO2的反应，反应的离子方程式为2OH－＋SO2===SO＋H2O。 提示：2CrO＋3H2O2＋2OH－===2CrO＋4H2O。 (3)在一定条件下，PbO2与Cr3＋反应，产物是Cr2O和Pb2＋，则与1 mol Cr3＋反应所需PbO2的物质的量为________。 答案：(1)① ②还原性　2∶5　0.25NA (2)5SO2＋2MnO＋2H2O===5SO＋2Mn2＋＋4H＋　(3)1.5 mol (2)将SO2通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色，生成Mn2＋，SO2被氧化为SO，因此反应的离子方程式为5SO2＋2MnO＋2H2O===5SO＋2Mn2＋＋4H＋。 (3)1 mol Cr3＋反应生成Cr2O失去3 mol电子，1 mol PbO2反应生成Pb2＋得到2 mol电子，根据得失电子数守恒，与1 mol Cr3＋反应所需PbO2的物质的量为1.5 mol。 答案：(1)SO2　品红溶液 (2)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋2H2O＋SO2↑ (3)b　(4)1∶2 (2)W的浓溶液是浓硫酸，与铜单质在加热条件下可以发生化学反应，反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋2H2O＋SO2↑。 1．下列变化，需要加入还原剂才能实现的是(　　) A．H2SO4→SO2 B．H2S→SO2 C．S→SO2 D．SO→SO2 Na2SO3的物质的量是0.003 mol，被氧化为Na2SO4，电子转移0.006 mol；将0.002 mol的XO还原，设被还原后的价态是a，由得失电子数守恒可得，0.002×(7－a)＝0.006，a＝4，D正确。 $$