第1节 第3课时 硫酸根离子的检验 不同价态含硫物质的转化（同步课件）-2024-2025学年高一化学同步精品课堂（人教版2019必修第二册）

第一节 硫及其化合物 课时3 硫酸根离子的检验 不同价态含硫物质的转化 人教版2019必修第二册 第五章 化工生产中的重要非金属元素 素养目标 宏观辨识与微观探析： 认识硫元素在物质中可以具有不同价态，能从物质类别、元素价态变化的视角，可以通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的转化。 证据推理与模型认知： 通过实验现象推理硫酸及含硫物质的性质，建立不同价态含硫物质转化的模型。说明硫及其化合物的转化路径，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验想象。 科学探究与创新意识： 通过构建硫及其化合物的“价—类”二维图，能够运用氧化还原反应实现不同价态硫元素之间的相互转化，分析解决生产、生活以及环境保护中的常见问题，增强环保意识，培养社会责任感。 教学目标 本节重点 1. 硫酸根离子的检验方法。 2. 不同价态含硫物质的转化关系及实验设计。 本节难点 设计合理的实验方案实现不同价态含硫物质的转化。 1.能设计实验检验硫酸根离子。2.能从物质类别、元素价态变化的视角，说明硫及其化合物的转化路径，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验想象。 新课导入 请你思考！ 请观察自然界中硫元素的存在示意图， 思考含硫物质如何相互转化，如何检验它们的存在？ 化合态主要是硫化物和硫酸盐的形式 新课导入 请你思考！ 观察硫及其化合物的“价-类二维图”并思考不同价态含硫物质如何转化？ 化合价 -2 0 +4 +6 含硫物质 氢化物 物质类别 单质 氧化物 酸 盐 H2S Na2S S SO2 H2SO3 Na2SO3 SO3 H2SO4 Na2SO4 硫酸根离子的检验 壹 粗盐提纯 贰 知识导航 不同价态含硫物质的转化 叁 请你说说！ 硫酸铵和硫酸钾都是常见的化肥，如何检验这两种硫酸盐中硫酸根离子呢？ 课堂思考 如何检验两种盐中的SO42- 离子？ 7 01 硫酸根离子的检验 课堂探究 一、硫酸根离子的检验 重点理解 实验探究 在三支试管中分别加入少量稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液，然后各滴入几滴BaCl2溶液，观察现象。再分别加入少量稀盐酸，振荡，观察现象。从这个实验中你能得出什么结论？写出相关反应的离子方程式。 【实验5-3】 课堂探究 一、硫酸根离子的检验 重点理解 探究学习 1.硫酸根离子的检验 原理： BaSO4不溶于稀盐酸 试剂 稀硫酸 Na2SO4溶液 Na2CO3溶液 加入BaCl2溶液后的现象 加入稀盐酸后的实验现象 离子方程式 实验分析 实验结论 产生白色沉淀 产生白色沉淀 产生白色沉淀 沉淀不溶解 沉淀不溶解 沉淀溶解 BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O Ba2++CO32-===BaCO3↓ Ba2++SO42-===BaSO4↓ BaSO4不溶于稀盐酸，而BaCO3可溶于盐酸，因此可用稀盐酸和BaCl2溶液检验SO42- 若向溶液中加入稀盐酸时无明显现象，再滴加BaCl2溶液时有白色沉淀产生，则证明该溶液中含有SO42- 课堂探究 一、硫酸根离子的检验 重点理解 探究学习 2. SO42-的检验操作： 取适量待测液于试管中，加足量稀盐酸，无明显现象，再滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，则说明溶液中含有SO42- 。 ①稀盐酸和BaCl2溶液加入顺序能否交换？为什么？ ②稀盐酸能否换成稀硝酸？ BaCl2溶液能否换成Ba(NO3)2溶液？（已知：①稀硝酸有强氧化性。②H+和NO3-组合具有强氧化性） 不能，否则无法排除Ag+离子的干扰 不能用硝酸酸化，第二步也不能用Ba(NO3)2溶液，否则无法排除SO32-离子的干扰。 请你说说！ 硫酸铵和硫酸钾都是常见的化肥，如何检验这两种硫酸盐中硫酸根离子呢？ 课堂思考 12 典例精讲 【例1】某溶液中可能含有 中的一种或几种，为确定该溶液的离子组成，现进行如下实验：①取少量该溶液滴加硝酸钡溶液，产生白色沉淀 ②滴加稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性气味且能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，白色沉淀部分溶解； ③取上层清液，继续滴加硝酸钡溶液至无沉淀时，再滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀。根据上述实验，以下对原溶液的推测不正确的是( ) D 课堂思考 请你思考！ 如何除去粗盐中可溶性杂质(硫酸盐、CaCl2、MgCl2)？ 思考与讨论 （1）经溶解、过滤和蒸发操作得到的粗盐中还含有一些可溶性硫酸盐及MgCl2、CaCl2，等杂质。如果按照下表所示顺序除去它们，应加入什么试剂？写出相关反应的离子方程式（可以参考附录II）。 （2）加入你选择的试剂除去杂质后，有没有引入其他离子？用什么方法可以除去这些离子？ （3）设计除去杂质的实验方案时，除了要考虑所加试剂的种类，还要考虑哪些问题？ 02 粗盐提纯 课堂探究 二、粗盐提纯 重点理解 1. 应该选择什么试剂： 探究学习 可溶性的硫酸盐、MgCl2 、CaCl2 NaCl 保留（除 Mg2+ 、Ca2+ 、 SO42- ）不引入新杂质 NaOH Na2CO3 OH- CO32- Ba2+ BaCl2 杂质 加入的试剂 离子方程式 硫酸盐 MgCl2 CaCl2 Ba2++SO42- = BaSO4↓ Mg2++2OH- = Mg(OH)2↓ Ca2++CO32- = CaCO3↓ 过量BaCl2 过量NaOH 过量Na2CO3 引入了Ba2+、CO32-、OH- 请你设计！ 除去粗盐中的可溶性的杂质，试剂的加入顺序可能有几种？有何规律？ 课堂思考 过量BaCl2 过滤 BaSO4 ↓ NaCl MgCl2 CaCl2 BaCl2 过量NaOH 过滤 Mg(OH)2↓ NaCl CaCl2 BaCl2 NaOH 过量Na2CO3 过滤 CaCO3↓ BaCO3↓ NaCl NaOH Na2CO3 纯净的NaCl 适量 盐酸 NaCl MgCl2 CaCl2 Na2SO4 粗盐 观看 请你设计！ 除去粗盐中的可溶性的杂质，试剂的加入顺序可能有几种？有何规律？ 课堂思考 过量Na2CO3 过滤 CaCO3↓ NaCl MgCl2 Na2SO4 Na2CO3 过量NaOH 过滤 Mg(OH)2↓ NaCl Na2SO4 Na2CO3 NaOH 过量BaCl2 过滤 CaCO3↓ BaCO3↓ NaCl NaOH BaCl2 NaCl BaCl2 适量 盐酸 NaCl MgCl2 CaCl2 Na2SO4 粗盐 不纯 观看 课堂思考 请你思考！ 如何除去粗盐中可溶性杂质(硫酸盐、CaCl2、MgCl2)？ 思考与讨论 （1）经溶解、过滤和蒸发操作得到的粗盐中还含有一些可溶性硫酸盐及MgCl2、CaCl2，等杂质。如果按照下表所示顺序除去它们，应加入什么试剂？写出相关反应的离子方程式（可以参考附录II）。 （2）加入你选择的试剂除去杂质后，有没有引入其他离子？用什么方法可以除去这些离子？ （3）设计除去杂质的实验方案时，除了要考虑所加试剂的种类，还要考虑哪些问题？ 课堂探究 二、粗盐提纯 重点理解 探究学习 思考与讨论 （2）加入你选择的试剂除去杂质后，有没有引入其他离子？用什么方法可以除去这些离子？ （3）设计除去杂质的实验方案时，除了要考虑所加试剂的种类，还要考虑哪些问题？ 引入了Ba2+、CO32-、OH- 试剂的用量和顺序 除杂试剂须过量，过量试剂须除去 2.加试剂顺序 将杂质离子完全除去，应加入稍过量的试剂，而后续试剂(或操作)应将前面所加试剂中的杂质离子除去。 课堂探究 二、粗盐提纯 重点理解 探究学习 2.加试剂顺序 试剂顺序要求： ① 先略过量 BaCl2 除 SO42- 【引入Ba2+ 】 再略过量 Na2CO3 除 Ca2+、Ba2+ 【又引入CO32-】 ② 最后盐酸酸化除 CO32- 【加酸前先过滤；过量HCl在蒸干时自动除去】 Na2CO3须在BaCl2之后 3.设计方案 方案1：BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液 方案2：NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液 方案3：BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液 →盐酸 过滤 滤渣 滤液 蒸发 结晶 →NaCl 21 课堂探究 难点掌握 二、粗盐提纯 探究学习 22 典例精讲 【例2】现有含NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合物，选择适当的试剂除去溶液中的NaCl和Na2SO4，从而得到纯净的NaNO3溶液。相应的实验过程可用下图表示： 请回答下列问题： （1）写出实验流程中下列物质的化学式：试剂X _____，沉淀A______，沉淀B_____。 （2）上述实验流程中加入过量的Na2CO3的目的是_________________________。 （3）按此实验方案得到的溶液3中肯定含有_______（填化学式）杂质；为了解决这个问题，可以向溶液3中加入适量的________，之后若要获得固体NaNO3需进行的实验操作是________（填操作名称）。 Ba(NO3)2 BaSO4 AgNO3 除去过量的BaCl2和AgNO3 Na2CO3 HNO3 蒸发 课堂思考 请你思考！ 了解自然界中硫的转化! CaSO4·2H2O FeS2 H2S SO2 SO3 H2SO3 H2SO4 S Na2SO4·10H2O CuFeS2 03 不同价态含硫物质的转化 课堂探究 重点理解 三、不同价态含硫物质的转化 探究学习 1.自然界中硫的存在与转化 二氧化硫可被进一步氧化生成三氧化硫，二氧化硫和三氧化硫遇水分别形成亚硫酸和硫酸。 资料卡片 硫元素广泛存在于自然界中，是植物生长不可缺少的元素，组成生命体的蛋白质中就含有硫。游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层中。在岩层深处和海底的无氧环境下，硫元素与铁、铜等金属元素形成的化合物通常以硫化物的形式存在，如黄铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）等。在地表附近，由于受氧气和水的长期作用，硫化物会转化为硫酸盐，如石膏（CaSO4．2H20）、芒硝（Na2SO4•10H2O）等。火山口附近的硫单质会被大气中的氧气氧化成二氧化硫， 自然界中硫的存在和转化 课堂探究 三、不同价态含硫物质的转化 认识了解 探究学习 1.自然界中硫的存在与转化 火山喷发 喷口附近 地表附近 石膏(_________________)、 芒硝(_________________) 岩层深处 黄铁矿(__________)、黄铜矿(__________) FeS2 SO2 SO3 H2S H2SO3 H2SO4 S CuFeS2 硫元素在自然界的循环 自然界中的含硫物质在一定条件下能相互转化。 实验室中如何实现不同价态含硫物质的转化？ 课堂思考 请你思考！ 观察硫及其化合物的“价-类二维图”并思考不同价态含硫物质如何转化？ 化合价 -2 0 +4 +6 含硫物质 氢化物 物质类别 单质 氧化物 酸 盐 H2S Na2S S SO2 H2SO3 Na2SO3 SO3 H2SO4 Na2SO4 （1）下图是人们总结的不同价态硫元素的转化关系，请尽可能多地列举每种价态的硫元素所对应的物质，并根据硫元素化合价的变化，分析各种物质在氧化还原反应中表现氧化性还是还原性。 探究 不同价态含硫物质的转化 课堂探究 三、不同价态含硫物质的转化 实验探究 探究学习 S S S S -2 0 +4 +6 S H2S Na2S FeS Cu2S NaHS Na2SO3 SO2 H2SO3 BaSO3 NaHSO3 CaSO3 SO3 H2SO4 Na2SO4 NaHSO4 BaSO4 CaSO4 课堂探究 三、不同价态含硫物质的转化 重点理解 探究学习 2.实验室中不同价态含硫物质的转化 化合价 -2 0 +4 +6 氢化物 物质类别 单质 氧化物 酸 盐 H2S Na2S FeS Cu2S S SO2 H2SO3 Na2SO3 BaSO3 SO3 H2SO4 Na2SO4 BaSO4 物质类别转化（价态不变） 氧化还原转化 氧化性 还原性 氧化性 还原性 氧化性 还原性 课堂探究 三、不同价态含硫物质的转化 重点理解 探究学习 2.实验室中不同价态含硫物质的转化 ⑴从物质类别的视角认识含硫物质间的转化 单质 S 氢化物 H2S 氧化物 SO2 含氧酸 H2SO3 盐 Na2SO3 H2+S H2S 点燃 S+O2 SO2 点燃 SO2 +H2O H2SO3 H2SO3 +2NaOH = Na2SO3+H2O 相同价态的不同含硫化合物间是通过酸碱反应规律联系在一起的。 课堂探究 三、不同价态含硫物质的转化 重点理解 探究学习 相同价态的不同含硫化合物间是通过酸碱反应规律联系在一起的。 2NaOH＋H2SO3＝Na2SO3＋H2O Na2SO3＋SO2＋H2O＝2NaHSO3 SO3 ＋H2O＝H2SO4 2NaOH＋H2SO4＝H2O＋Na2SO4 H2S＋CuSO4＝ Na2S＋H2SO4＝H2S↑＋Na2SO4 物质类别转化（价态不变）,非氧化还原反应。 课堂探究 重点理解 三、不同价态含硫物质的转化 探究学习 相同价态的不同含硫化合物间是通过酸碱反应规律联系在一起的。 浓硫酸 典例精讲 【例3】同价态硫(＋4价)化合物之间的相互转化关系如图。 写出图中序号所示反应的化学方程式。 ① ； ② ； ③ 。 Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O H2SO3 H2O＋SO2↑ 课堂探究 重点 理解 三、不同价态含硫物质的转化 探究学习 2.实验室中不同价态含硫物质的转化 ⑵从元素价态的视角认识含硫物质间的转化 －2 0 ＋4 ＋6 硫化合价 S 还原性 氧化性 氧化性 还原性 还原性 氧化性 只有还原性 只有氧化性 既有氧化性又有还原性 不同价态含硫化合物间是通过氧化还原反应联系在一起的。 课堂探究 三、不同价态含硫物质的转化 重点理解 探究学习 不同价态含硫化合物间是通过氧化还原反应联系在一起的。 S＋Fe FeS 　 课堂探究 三、不同价态含硫物质的转化 实验探究 探究学习 （1）下图是人们总结的不同价态硫元素的转化关系，请尽可能多地列举每种价态的硫元素所对应的物质，并根据硫元素化合价的变化，分析各种物质在氧化还原反应中表现氧化性还是还原性。 探究 不同价态含硫物质的转化 （2）从上述转化关系中选择你感兴趣的一种或几种，设计实验实现其转化，并填写下表。 （3）综合考虑实验安全和环境保护，选择一种实验方案进行实验。实验过程中及时观察和记录实验现象，并对其进行分析，通过推理得出结论，就你的结论和发现的问题与同学交流。 课堂探究 三、不同价态含硫物质的转化 实验探究 实验探究 3.实验设计：不同价态含硫物质的转化 合作探究： 选择合适的试剂，设计转化路径，并预测产物。 常用的氧化剂有浓硫酸、O2、 氯水、酸性高锰酸钾溶液、FeCl3溶液、H2O2等， 常用的还原剂有金属单质、H2、 H2S、 Na2S、SO2、Na2SO3等。 课堂探究 三、不同价态含硫物质的转化 重点理解 探究学习 3.实验设计：不同价态含硫物质的转化 转化目标 转化前的含硫物质 选择试剂 预测转化后的含硫物质 实验现象 生成淡黄色固体 轻微的爆炸声 产生臭鸡蛋气味气体 溶液黄绿色褪去，有淡黄色沉淀产生 硫燃烧，发出淡蓝色火焰， 产生有刺激气味的气体 溶液紫色褪去 溶液黄绿色褪去 红色固体逐渐溶解，有刺激性气味的气体产生，溶液紫色褪去 H2S O2(不足) H2O2 Na2S S S SO2 Na2SO3 浓H2SO4 -2→0 0→-2 0→+4 ＋4→＋6 ＋6→＋4 氯水 H2 Na O2 氯水 酸性KMnO4溶液 Cu S H2S Na2S SO2 H2SO4 Na2SO4 SO2 课堂探究 三、不同价态含硫物质的转化 重点理解 探究学习 4.含硫物质的连续氧化过程 H2S 足量O2 SO2 S O2 O2 催化剂 SO3 H2O H2SO4 2H2S+3O2 2SO2+2H2O 点燃 S+O2 SO2 点燃 2SO2 +O2 2SO3 △ 催化剂 SO3 +H2O H2SO4 课堂探究 三、不同价态含硫物质的转化 5.硫元素的价-类二维图 物质类别 化 合 价 单质 氧化物 盐 含氧酸 -2 +4 氢化物 0 Cl2、H2O2、O2 Cu、C O2 H2S H2 H2O △ SO2、Cl2、O2、 Fe3+、 HNO3 、 KMnO4 O2 NaOH 稀硫酸 +6 Fe 酸碱转化 氧化还原转化 H2O HCl NaOH O2 O2 H2S S SO2 H2SO3 Na2SO3 SO3 H2SO4 Na2SO4 FeS NaOH 典例精讲 【例4】硫元素的价类二维图如图所示。 下列说法错误的是 A．a与c、d、e都有可能反应生成b B．d溶液久置于空气中会生成e，溶液的 pH 减小 C．盐g与盐f之间也可能发生反应 D．铜与e的浓溶液共热产生的气体通入BaCl2溶液中，久置后无明显现象 D 课堂小结 43 课堂小结 44 随堂演练 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 D 45 随堂演练 2.硫酸、亚硫酸和氢硫酸是含硫的三种酸。下列说法中不正确的是 (　　) A.若向H2S溶液中通入SO2,则产生淡黄色沉淀 B.这三种酸都能与氢氧化钠反应 C.这三种酸的水溶液久置在空气中都会变质,且原溶质的浓度减小 D.向氢硫酸、亚硫酸溶液中滴加氯水都会发生氧化还原反应 C 46 随堂演练 3.如图是某元素的价类二维图。其中A是一种酸式盐,E的相对分子质量比D的相对分子质量大16,当x为一种强酸时,有如下转化关系。下列说法不正确的是(　 　) A.物质A、B、C、D、E、F中均含有硫元素 B.物质D可以使石蕊溶液先变红后褪色 C.物质C可在纯氧中燃烧,火焰呈蓝紫色 D.物质F的浓溶液可以用铁制容器盛放 B 47 随堂演练 4.在通常情况下，A为固态单质。根据如图转化关系，回答下列问题： (1)写出A～E的化学式： A__；B____；C_____；D______；E______。 (2)写出下列反应的化学方程式： ①E→C：_______________________________________； ②C转化为D：____________________； ③B转化为C：___________________________。 S H2S SO2 SO3 H2SO4 催化剂 △ 2SO2+O2 2SO3 48 演示完毕 感谢聆听 分层作业见同课时word https://www.zxxk.com/user/13354804 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 A.一定有SO B.一定有CO C.不能确定Cl－是否存在 D.不能确定SO是否存在 SO、CO、Cl－ Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 CaSO4·2H2O Na2SO4·10H2O Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O 2H2S＋3O22SO2＋2H2O $$