5.1.3 不同价态含硫物质的转化 学案 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019） 必修第二册

不同价态含硫物质的转化 学习目标　1.认识硫元素在物质中可以具有不同价态,可以通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的转化。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、解释有关实验现象。 一、自然界中硫的存在与转化 问题探究 问题1　火山喷发时,喷口附近会产生硫酸或亚硫酸。你能简单表示出硫酸或亚硫酸是如何转化生成的吗?(示例:SO3—→H2SO4) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  问题2　向Na2S溶液中通入二氧化硫气体会反应生成黄色的硫沉淀,你能利用氧化还原反应的知识分析负二价硫和正四价硫的表现的性质吗? 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  问题3　根据浓硫酸与铜发生的反应,从氧化还原的角度分析硫酸表现的性质及实质。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  问题4　把硫粉和还原铁粉混合均匀,用在酒精灯加热的玻璃棒插在混合物中间,发现粉末剧烈反应,移开玻璃棒继续保持红热。该反应是放热反应还是吸热反应?从氧化还原反应角度分析说明硫表现什么性质?反应过程中还可能发生哪些反应? 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  【探究归纳】 借助硫元素的价类二维图理解物质间的转化关系 (1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现。如: 其中②③④反应的化学方程式分别为H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O;Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑;SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3。 (2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的。硫元素常见的化合价有-2、0、+4、+6价,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。 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,可用下图表示。 ①含硫物质的连续氧化 硫元素 ②归中规律 当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如2H2S+SO2===3S+2H2O,2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O。 1.如图是硫元素在自然界中的循环示意图,下列说法不正确的是 (　　) A.硫在自然界只有游离态 B.煤中含有硫元素,燃煤中加入生石灰可脱硫 C.硫具有弱氧化性,和变价金属反应,通常将金属氧化成低价态 D.硫化氢溶于水得到氢硫酸,氢硫酸是弱酸,能与碱、碱性氧化物反应 2.下列过程中硫元素被还原的是 (　　) A.S→SO2 B.H2SO4→SO2 C.Na2S→H2S D.H2S→S 3. 硫及其化合物的类别与价态关系如图所示。下列说法不正确的是 (　　) A.a在空气中充分燃烧可生成b B.d的浓溶液可以干燥气体b C.a与铁粉混合加热生成Fe2S3 D.c可与水反应生成d 二、实验室中研究不同价态含硫物质的转化 1.硫的化合价与性质的关系 2.实验探究含硫物质的转化 序 号 转化目标 (价态变化) 转化前 含硫物质 选择 试剂 转化后 含硫物质 预期现象 ① -2→0 Na2S溶液 或H2S 溶液 氯水 S 溶液黄绿色褪去,有黄色沉淀产生 ② -2→+4 H2S O2 SO2 充分燃烧,产生刺激性气味气体 序 号 转化目标 (价态变化) 转化前 含硫物质 选择 试剂 转化后 含硫物质 预期现象 ③ 0→-2 S粉末 Na Na2S 产生轻微的爆炸声 ④ 0→+4 S粉末 浓硫酸 SO2 有刺激性气味气体产生 ⑤ +4→0 SO2 H2S S 有黄色固体产生 ⑥ +6→+4 浓硫酸 Cu SO2 红色固体溶解,有刺激性气味气体产生;加入水中稀释溶液变蓝 ⑦ +4→+6 Na2SO3 溶液 KMnO4 溶液 Na2SO4 溶液紫红色褪去 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.下列关于不同价态含硫物质的转化实验中,硫元素的化合价变化合理的是 (　　) A.图Ⅰ:0价→+2价 B.图Ⅱ:0价→+6价 C.图Ⅲ:+4价→+6价 D.图Ⅳ:+6价→+4价 2.某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。 可选用的实验药品如下: ①Na2SO3溶液　②浓硫酸　③Na2S溶液　④稀硫酸　⑤酸性KMnO4溶液　⑥品红溶液　⑦铜片 实验序号 预期转化 选择试剂(填序号) 证明实现转化的现象 ⅰ ⅱ ①、③、④ 黄色沉淀 ⅲ ②、⑦、⑥ (1)实验ⅰ选择的试剂是①和　　　　　　(填序号),该转化利用了Na2SO3的　　　　　　性。  (2)实验ⅱ实现了　　　　价S向　　　　价S的转化。  (3)实验ⅲ中发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。  不同价态含硫物质的转化 一、 问题1　 问题2　硫元素有-2、0、+4、+6几种价态,Na2S中-2价硫只具有还原性,失电子,化合价升高,生成硫单质;SO2中的S为+4价,得电子化合价降低生成硫单质,表现氧化性。 问题3　反应生成硫酸铜和二氧化硫,说明浓硫酸中+6硫的氧化性很强,能氧化活动性很弱的金属铜而被还原为+4价硫,表现氧化性。 问题4　停止加热后,药品继续保持红热,说明反应继续进行,该反应为放热反应,单质硫为0价,化合价可以降低为-2价,表现氧化性。可能发生的反应:Fe+SFeS;S+O2SO2(有刺激性气味的气体生成);3Fe+2O2Fe3O4。 对点训练 1.A　[A项,S元素在自然界中既有S单质,也有H2S、S、有机硫,故硫元素在自然界既有游离态又有化合态;B项,煤中含有硫元素,煤燃烧时其中的S变为SO2,可与CaO、O2反应产生CaSO4,可减少大气中S的含量,达到脱硫的目的;C项,S原子最外层有6个电子,原子半径比较大,因而S的氧化性比较弱,在和变价金属反应时,通常将变价金属氧化成低价态;D项,硫化氢溶于水得到氢硫酸,氢硫酸是二元弱酸,具有酸的通性,能与碱、碱性氧化物反应产生盐和水。] 2.B　[A项,S→SO2,硫元素化合价从0价升高到+4价,被氧化;B项,H2SO4→SO2,硫元素化合价从+6价降低到+4价,被还原;C项,Na2S→H2S,硫元素始终为-2价,S元素的化合价没有变化;D项,H2S→S,硫元素化合价从-2价升高到0价,被氧化。] 3.C　[由图可知,a、b、c、d分别为硫单质、二氧化硫、三氧化硫、硫酸。硫和氧气燃烧生成二氧化硫,A正确;浓硫酸具有吸水性,能干燥二氧化硫气体,B正确;硫氧化性较弱,和铁单质反应生成硫化亚铁(FeS),C错误;三氧化硫为酸性氧化物,和水生成硫酸,D正确。] 二、 对点训练 1.C　[铁与硫加热生成硫化亚铁,硫元素化合价从0价变为-2价,A项错误;硫与氧气反应生成二氧化硫,硫元素化合价从0价变为+4价,B项错误;FeCl3溶液中通入SO2,生成FeCl2、H2SO4、HCl,硫元素从+4价变为+6价,C项正确;加热CuSO4·5H2O,硫元素的化合价不变,D项错误。] 2.(1)⑤　还原　(2)+4价(或-2价)　0 (3)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 解析　(1)实验ⅰ实现+4价的硫转化为+6价的硫,可选择的试剂为①和⑤,现象是酸性KMnO4溶液褪色,该转化利用了Na2SO3的还原性。(2)实验ⅱ选用了试剂Na2SO3溶液、Na2S溶液、稀硫酸,发生了归中反应,方程式为Na2SO3+2Na2S+3H2SO43Na2SO4+3S↓+3H2O,实现了+4价(或-2价)的硫转化为0价的硫。(3)实验ⅲ选用的试剂为②、⑦、⑥,发生的反应为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,证明实现转化的现象是将产生气体通入品红溶液,品红褪色。 学科网（北京）股份有限公司 $$