5.1.3 不同价态含硫物质的转化课件 2023-2024学年高一下学期人教版（2019）必修二

不同价态含硫物质的转化 授课人：李旭苗 时间：2024年2月23日 新人教版·必修二·第五章 第一节·硫及其化合物·第三课时 高中化学 1 学习目标 硫酸盐 硫酸盐 化学式及俗称 用途 CaSO4 CaSO4·2H2O（石膏） 2CaSO4·H2O（熟石膏） 制作模型、绷带、粉笔，调节水泥的硬化速率 BaSO4 BaSO4（重晶石） 医疗上用作“钡餐” CuSO4 CuSO4·5H2O（胆矾、蓝矾） 与石灰乳混合制农药“波尔多液” FeSO4 FeSO4·7H2O（绿矾） 制补血剂、生产铁系列净水剂和颜料 KAl(SO4)2 KAl(SO4)2·12H2O（明矾） 用作净水剂（形成Al(OH)3胶体） 硫酸根离子检验 实验探究 硫酸根离子检验 检验原理 Ba2+ + SO42- = BaSO4 ↓ ，BaSO4是不溶于稀盐酸的白色沉淀 所需试剂 BaCl2溶液，稀盐酸 操作方法 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 ①稀盐酸和BaCl2溶液加入顺序能否交换？为什么？ ②能否换成HNO3溶液、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） 不能用硝酸酸化，也不能用Ba(NO3)2溶液，否则无法排除SO32-离子的干扰。 不能，否则无法排除Ag+离子的干扰 先加入盐酸酸化，可排除Ag+、CO32-、SO32-离子的干扰 HNO3能将SO32-氧化成SO42- 思考与讨论 (1) 经溶解、过滤、蒸发操作得到的粗盐中含有可溶性硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质。 Mg2+＋2OH- = Mg(OH)2↓ Ba2++=BaSO4↓ Ca2++ = CaCO3↓ 粗盐的提纯 教材P7 为了完全除去杂质离子，对于除杂试剂的量有何要求？ 加入的试剂应稍微过量 目标产物 杂质离子 除杂试剂 NaCl Ca2+、Mg2+、SO42- _____________________________ Na2CO3 、NaOH、BaCl2 、HCl 思考与讨论 (2)除去杂质后，有没有引入其他离子？用什么方法除去这些离子？ 引入了Ba2+、CO32-、OH- (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？ 试剂的用量和顺序——除杂试剂须过量，过量试剂须除去 粗盐提纯的操作步骤如下，共有三种方案： 自然界中硫元素的存在示意图 S 芒硝(Na2SO4·10H2O) 黄铜矿(CuFeS2) H2S SO2 SO3 H2SO3 H2SO4 S 岩层深处和海底的无氧环境： 黄铁矿(FeS2) 黄铜矿(CuFeS2) 一定条件下能够相互转化 地表附近： 单质硫 石膏(CaSO4·2H2O) 芒硝(Na2SO4·10H2O) 自然界中硫的存在和转化 教材P7 高中化学 自然界中硫的存在和转化 硫在自然界以游离态(硫单质)和化合态(硫化物、硫酸盐)的形式存在 (1)岩层深处和海底：无氧环境下硫单质转化成硫化物，发生还原反应。 (2)地表附近：硫化物转化为硫酸盐，发生氧化反应。 (3)火山口附近：硫单质转化成二氧化硫，二氧化硫又转化成三氧化硫，均为氧化反应。 单质 S 氢化物 H2S H2+S H2S 点燃 氧化物 SO2 S+O2 SO2 点燃 含氧酸 H2SO3 SO2 +H2O H2SO3 盐 Na2SO3 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。如： 从左到右的转化：加碱 从右到左的转化：加酸 从物质类别的视角 从元素价态的视角 S S S S -2 0 +4 +6 (1)硫元素的常见价态与性质 H2S Na2S HgS S SO2 H2SO3 Na2SO3 SO3 H2SO4 Na2SO4 强还原性 既有氧化性又有还原性 只有氧化性 实验探究 选择合适的试剂，设计转化路径，并预测产物。 已知：常用的氧化剂有浓硫酸、O2、 Cl2、酸性高锰酸钾溶液、FeCl3溶液、H2O2等，还原剂有金属单质、H2、 H2S、 Na2S、Na2SO3等。 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 -2→0 …… (2)从上述转化关系中设计实验实现其转化。 教材P8 12 常见含硫物质的转化实验 实验探究 不同价态含硫物质的转化 序号 价态变化 转化前 选择试剂 转化后 预期现象 1 -2→0 2 0→-2 3 0→+4 4 +4→0 5 +4→+6 6 +6→+4 S Fe、H2 H2S Cl2、SO2 S Na2SO3 Na2S SO2 KMnO4、溴水 浓H2SO4 Cu O2、浓H2SO4 S FeS SO2 S H2SO4 CuSO4、SO2 生成浅黄色固体 生成黑色固体 生成生成使品红褪色的气体 酸性高锰酸钾溶液紫红色褪去 生成浅黄色沉淀 生成生成使品红褪色的气体和蓝色溶液 Br2 + SO2 + 2H2O === H2SO4 + 2HBr 溶液橙黄色褪去 2Na2S + Na2SO3 3H2SO4====3Na2SO4+3S↓+3H2O Na2S + Cl2 === 2NaCl + S↓ 思考讨论 已知：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，还原剂有金属单质、H2、 H2S、 Na2S、SO2、Na2SO3等。 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 实验操作和现象 S S 0 +4 S + -2 S S粉中加入NaOH溶液，加热。硫粉逐渐消失 NaOH溶液 Na2SO3和Na2S S S 0 +4 S + -2 SO2和H2S S H2SO4、水 Na2SO3和Na2S Na2S溶液中滴入Na2SO3 溶液，再滴加稀H2SO4。溶液出现浑浊。 S S +4 +6 S + 0 S和浓H2SO4 S粉中滴入浓H2SO4 并加热。硫粉溶解；同时有刺激性气体产生。 生成淡黄色固体 S SO2 歧化 归中 15 同种元素氧化还原规律 (1)邻位价态原则 (2)同种元素相邻价态粒子不反应 如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸不发生氧还反应，即使两者氧化性、还原性区分明显。 (3)归中律 当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态产物， 如-2价S的化合物与+4价S的化合物在酸性环境中生成S单质，S单质与浓硫酸反应生成SO2。 (4)歧化律 单质S和浓的强碱溶液共热，S单质既作氧化剂又作还原剂。 同价态硫元素之间的转化也是物质推断的突破点，可从物质类别的角度分析与迁移。 如：SO2、Na2SO3、NaHSO3之间的转化代表着酸性氧化物、正盐、酸式盐之间的转化，可类比CO2、Na2CO3、NaHCO3之间的转化； H2S、Na2S、NaHS之间的转化代表着二元弱酸、正盐、酸式盐之间的转化，。 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 1.(2022原创)下列说法不正确的是(　　)A.大气中的硫元素经一系列变化转化为H2SO3、H2SO4,以酸雨的形式进入土壤B.在岩层深处及海底的无氧环境下,硫元素通常以硫化物的形式存在C.火山口附近游离态的硫单质在氧气中燃烧直接生成SO3进入大气循环D.海水中的硫元素主要以硫酸根离子形式存在 2.(2021广东广州期中)(双选)火电厂、燃煤锅炉处往往SO2污染集中、规模较大,石灰石—石膏烟气脱硫法是除去SO2的一种常用方法。其过程如图1所示。研究发现:pH和温度会对石灰石浆液的脱硫效率产生一定影响;当烟气通入速度一定时,石灰石浆液的脱硫效率与浆液pH的关系如图2所示。说法正确的是(　　) A.烟气通入石灰石浆液时的温度越高吸收越快,吸收率越高B.石灰石浆液pH=5.7时,烟气脱硫效率最佳C.将脱硫后的气体通入KMnO4溶液,可粗略判断烟气脱硫效率的高低D.上述方法中用石灰石浆液吸收64 g SO2理论生成22 g CO2 B、C C 18 写出③④⑤的化学方程式：③____________________； ④_______________；⑤_______________________。 SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O 写出①②⑤的化学方程式:①________________________________； ②_________________________________；⑤_______________________。 2Na2S＋O2＋2H2O===4NaOH＋2S↓ 2Na2SO3＋O2===2Na2SO4 3.A、B、C、D、E五种物质中含有同一种元素，A是淡黄色固体，其相互转化关系如图所示，回答下列问题： (1)写出B、E的化学式：B____、E_______。 H2S H2SO4 (2)写出C→D的化学方程式：___________________。 (3)将足量的物质C通入BaCl2溶液中，下列说法正确的是 ____。 ①溶液没有明显变化 ②溶液中出现白色沉淀 ③若继续通入Cl2，则溶液中出现白色沉淀 ①③ 2SO2＋O2 === 2SO3 催化剂 △ SO2 物质类别 化合价 单质 氧化物 盐 含氧酸 －2 +4 SO3 氢化物 硫元素的价类图 0 H2S S H2SO3 H2SO4 SO32－ SO42－ FeS NaOH Cl2、H2O2、O2 Cu、C、HI、H2S Cl2、H2O2、O2 O2、浓硫酸 H2S H2 KMnO4、HNO3、Fe3+ H2O △ Cl2、O2、SO2、Fe3+、 HNO3 、 KMnO4 O2 NaOH 稀硫酸 +6 Fe H2O △ 加氧化剂 加还原剂 非氧化还原反应 氧化还原反应 21 21 小结 含硫物质 SO42- 化合价不变--物质的分类酸性和碱性 化合价变化--氧化性和还原性 含S物质转化 试剂选择：HCl、BaCl2 粗盐提纯 除杂试剂：选择和加入顺序 原则：不增不减 化学与职业 化工工程师 化工工程师是解决人类在生产、生活等领域面临的化工相关问题的专业技术人才，工作在石油炼制、化肥生产、医药开发和环境治理等了领域。主要工作是依据科学原理，统筹各方面的资源，设计化工生产的工艺流程，并监控生产过程，及时解决生产中遇到的技术问题。 化工工程师需要具有高度的社会责任感、团队精神、全局观念、风险管控意识和创新能力，并具备化学、化工、安全、经济、环境等方面的专业知识。 THANKS 授课人：李旭苗 时间：2023年2月15日 高中化学 24 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 (1)H2SSSO2SO3 S＋H2H2S (2)Na2SSNa2SO3Na2SO4 3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O 2SO2＋O22SO3 $$