第五章 第一节 第3课时 不同价态含硫物质的转化-【优化探究】2025-2026学年新教材高中化学必修第二册同步导学案配套PPT课件（人教版）单选

第一节　硫及其化合物 第3课时　不同价态含硫物质的转化 优化探究 第五章　化工生产中的重要非金属元素 [学习目标]　1.了解含硫物质在自然界中的存在与转化。2.能从物质类别及化合价的角度预测常见含硫化合物的转化关系。 任务一　自然界中硫 任务二　实验室中研究不同价态含硫物质的转化 课时作业　巩固提升 任务三　相同价态含硫物质之间的转化 任务一　自然界中硫 1.自然界中硫的存在与转化 (1)游离态的硫存在于　　　　　　附近或　　　　　　　　　中。  (2)化合态的硫广泛存在于动植物体内和海洋、大气、地壳中: 动植物 体内 岩层深处和海底的无氧环境中 地表附近的富氧环境中 大气层中 　　  ______等  金属硫化物,如 　 　　　、 　 　　等  硫酸盐,如 　　　 　　、 　 等　　　　　　　　 少量的H2S、 　　　　、SO3等  火山口 地壳的岩层 含硫蛋 白质 黄铁矿(FeS2) 黄铜矿(CuFeS2) 石膏(CaSO4·2H2O) 芒硝(Na2SO4·10H2O) SO2 2.自然界中不同价态含硫物质的转化 写出上述转化的化学方程式: ①　 ;  ②　 ;  ③　 ;  ④　 。  2H2S+3O22SO2+2H2O 2SO2+O2 2SO3 SO3+H2O===H2SO4 S+O2SO2 1.下列关于自然界中硫的转化的叙述中正确的是　　　　(填序号)。  (1)由于-2价和+4价硫不稳定,自然界中含硫物质都以硫酸盐的形式存在 (2)在自然界中,空气中的O2和H2O对硫的转化起到重要的作用 (3)大气中存在大量的氧气,因此自然界中硫的转化都是氧化还原反应 (4)在岩层深处和海底无氧环境下,硫元素通常以硫酸盐的形式存在 (5)因为单质硫易与氧气反应,故自然界中不会存在游离态的硫` (2) 2.硫在自然界中的循环过程如图所示,下列说法不正确的是(　　) A.石油和煤等化石燃料中含有硫元素 B.大气中的二氧化硫只来源于火山喷发 产生的气体 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S和SO2 B 解析:大气中的二氧化硫主要来源于化石燃料的燃烧、火山喷发和微生物的分解。 3.如图是硫元素在自然界中的循环示意图,下列说法错误的是(　　) A.硫在自然界只有化合态 B.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 A 任务二　实验室中研究不同价态含硫物质的转化 如图为含硫化合物的“价—类”二维图 S H2S 氧化 氧化 还原 还原 ① 　 。  ②　 。  ③　 。  2H2S+O2(少量)2H2O+2S或SO2+2H2S===3S+2H2O SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl 2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O 实验设计:不同价态含硫物质的转化 (1)设计实验实现不同价态含硫物质的转化,遵循的原则是科学性、可行性、安全性和绿色化。 (2)设计实验方案 预期转化 (价态变化) 选择试剂 实验操作 和现象 实验结论 H2→ 二氧化硫、硫化氢、蒸馏水 将H2S和SO2通入水中,生成　　　　　色沉淀(或溶液变浑浊)  SO2与H2S反应生成　　 　　　　  O2→ 淡黄 单质硫 预期转化 (价态变化) 选择试剂 实验操作 和现象 实验结论 O2→ H2O4 二氧化硫、新制氯水、BaCl2溶液 将SO2通入新制氯水中,溶液　　　　色褪去;再向溶液中滴入氯化钡溶液,产生　         二氧化硫在水溶液中能被强氧化剂氧化为                      H2O4→ O2 浓硫酸、铜片 加热铜片和浓硫酸的混合物,生成有　 　　气味的气体  浓硫酸被金属铜还原为                     浅黄绿 白色沉淀 S 刺激性 SO2 总结:硫元素常见的化合价有　　　　　 　　,可以通过　　　　　　反应实现不同价态含硫物质的相互转化。  低价态 高价态 -2、0、+4、+6 氧化还原 氧化 还原 特别提醒　(1)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。 (2)同一元素相邻价态的微粒间不发生氧化还原反应。如S和H2S、SO2和浓H2SO4。 (3)含硫物质的连续氧化过程: 从物质转化的角度,列举从硫单质制备硫酸钠可能的途径。 提示: 归纳总结 含硫物质的性质与转化 1.下列关于实验室中不同价态含硫物质的转化的叙述中错误的是 　　　　(填序号)。  (1)将SO2通入氢硫酸中,若出现淡黄色浑浊,则证明SO2具有氧化性 (2)硫化氢气体与浓硫酸的反应用双线桥表示电子转移为 (3)H2S与O2反应,氧气不足生成单质S,氧气过量可以生成SO2 (4)SO2+2H2S===3S+2H2O的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1 (4) 2.下列转化能一步实现且需要加入氧化剂才能实现的是(　　) ①S→FeS　②S→SO2　③S→SO3　④H2S→S A.①②　　B.③④　　C.①③　　D.②④ 解析:①Fe+SFeS,Fe为还原剂;②S+O2SO2,O2为氧化剂;③S不能直接转化为SO3;④H2S+Cl2===2HCl+S↓,Cl2为氧化剂。 D 3.“价—类”二维图是元素化合物学习的重要工具,部分含硫物质的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A.将d转化为e后溶液酸性增强 B.将足量的e加入含f的溶液中,可以 闻到臭鸡蛋气味 C.将c通入含有a的溶液中,可以生成 淡黄色固体 D.将f转化为g需要加入氧化剂 B 解析:由关系图可知:a为H2S,b为S,c为SO2,d为H2SO3,e为H2SO4,f为亚硫酸盐,g为硫酸盐。由分析可知,d为H2SO3,e为H2SO4,将d转化为e后溶液酸性增强,A项正确;将足量的H2SO4加入含亚硫酸盐的溶液中,产生二氧化硫气体,无臭鸡蛋气味,B项错误;将SO2通入含有H2S的溶液中,可以生成淡黄色固体S,C项正确;f为亚硫酸盐,g为硫酸盐,将f转化为g,化合物中S元素化合价升高,因此需要加入氧化剂,D项正确。 任务三　相同价态含硫物质之间的转化 相同价态的不同含硫物质间的转化是通过与酸、碱反应实现的,从左到右的转化,加入　　可以实现;从右到左的转化,加入　　可以实现。  碱 酸 根据上述转化关系,写出NaOH溶液在SO2少量、过量条件下分别发生反应的离子方程式。 提示:SO2少量:SO2+2OH-===S+H2O SO2过量:SO2+OH-===HS 1.双碱法脱硫过程如图所示,下列说法错误的是(　　) A.过程Ⅰ中,SO2未被氧化 B.双碱法脱硫过程中,Ca(OH)2可以循环利用 C.过程Ⅱ中,1 mol O2可氧化2 mol Na2SO3 D.总反应为2Ca(OH)2+2SO2+O2===2CaSO4+2H2O B 解析:由题干图示信息可知,过程Ⅰ反应的化学方程式为2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,反应中SO2未被氧化,A项正确;由题干图示信息可知,双碱法脱硫过程中,过程Ⅰ反应的化学方程式为2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,过程Ⅱ反应的化学方程式为2Na2SO3+O2+2Ca(OH)2===2CaSO4+4NaOH,故Ca(OH)2不可以循环利用,而NaOH可以循环利用,B项错误;由过程Ⅱ反应的化学方程式可知,过程Ⅱ中1 mol O2氧化2 mol Na2SO3,C项正确;由过程Ⅰ反应的化学方程式和过程Ⅱ反应的化学方程式可知,总反应为2Ca(OH)2+2SO2+O2=== 2CaSO4+2H2O,D项正确。 2.已知甲、乙、丙为常见单质,A、B、C、D、E、F、G、X均为常见的化合物;A、B、C、D、E、X等的焰色试验均呈黄色;B和X的摩尔质量相同,E的相对分子质量比D的相对分子质量大16。在一定条件下,各物质相互转化关系如图所示。 (1)写出X和G的化学式:X　　　　,G　　　　。  (2)写出有关反应的化学方程式。 D+丙: 　 。  C+G: 　 。  (3)写出B与H2O反应的离子方程式: 　 ;  若消耗0.5 mol B,转移电子　　　　 mol。  Na2S SO3 2Na2SO3+O2===2Na2SO4 SO3+2NaOH===Na2SO4+H2O 2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑ 0.5 解析:A、B、C、D、E、X的焰色试验均呈黄色,则均含有钠元素,甲、 乙、丙为常见的单质,甲和乙反应生成X,甲和丙反应生成A,可推知甲为钠;甲、乙能与单质丙连续两次反应,可能是甲、乙分别被连续氧化,B和水反应又生成单质丙,则丙为氧气,B为过氧化钠,A为氧化钠,C为氢氧化 钠;B和X的摩尔质量相同,则X为硫化钠,乙为单质硫,F为二氧化硫,G为三氧化硫;E的相对分子质量比D的相对分子质量大16,则E为硫酸钠,D为亚硫酸钠,将上述物质代入各转化关系,符合题意。 课时作业　巩固提升 2 3 4 5 6 7 8 1 [A组　基础落实] 题组一　自然界中硫的转化 1.(2023·河南洛阳高一期末)火山喷发是硫元素在自然界中转化的重要途径,反应过程如图所示。下列说法错误的是(　　) A.SO3由SO2氧化产生 B.FeS2等矿物转化为石膏时,需要暴露于 地球表面 C.火山喷发时收集的雨水,放置一段时间 后pH变大 D.火山喷发口附近可能发现硫黄 9 10 11 C 解析:SO2发生氧化反应生成SO3,A正确;FeS2等矿物暴露于地球表面才能被氧化,最终转化为石膏,B正确;硫酸型酸雨中含有亚硫酸,放置一段时间会被氧气氧化为硫酸,雨水的酸性增强,pH变小,C错误;火山喷发的气体中可能会含有硫蒸气,当它们到达地面后会在喷口附近凝结,形成硫黄,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 2.下列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变成酸雨 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 D 题组二　硫元素的“价—类”二维图 3.(2023·安徽阜阳高一期中)如图是硫元素的“价—类”二维图,图中箭头表示物质之间的相互转化。下列有关说法错误的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 A.c、f、g分别转化为d、e、h的反应都可以是化合反应 B.a与c可以发生氧化还原反应,且氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2 C.c与过氧化钠反应得到的产物是g和O2 D.b存在于火山口附近或地壳的岩层中 答案:C 11 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:硫的+4价氧化物、酸及盐转化为+6价相应化合物都可以通过氧气氧化,这些反应都是化合反应,A项正确;硫化氢与二氧化硫发生反应生成硫和水:SO2+2H2S===3S+2H2O,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,B项正确;过氧化钠具有氧化性,SO2具有还原性,SO2与过氧化钠反应生成硫酸钠,C项错误;游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层中, D项正确。 11 4.在“价—类”二维图中融入“杠杆模型”,可直观辨析部分物质转化及其定量关系。如图所示,图中的字母分别代表硫及其常见化合物,下列推断不合理的是(　　) A.b、d、f既具有氧化性又具有还原性 B.硫酸型酸雨的形成过程涉及b到c的转化 C.d与c在一定条件下反应可生成b或a D.d在加热条件下与强碱溶液反应生成e和f,且n(e)∶n(f)=2∶1 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:根据“价—类”二维图可知,a为H2S,b为H2SO3,c为H2SO4,d为S单质,e为-2价的硫化物,f为+4价的亚硫酸盐,g为+6价的硫酸盐。b为H2SO3,d为S,f为亚硫酸盐,其中S元素都处于中间价态,既有氧化性又有还原性,A正确;酸雨的形成过程涉及H2SO3转化为H2SO4,B正确;d为S,S在加热条件下与强碱溶液反应生成硫化物和亚硫酸盐,两者物质的量之比为2∶1,D正确。 11 题组三　含硫物质的相互转化 5.下列有关硫及其化合物的说法正确的是(　　) A.SO2、H2SO3均具有还原性,故浓H2SO4均能氧化SO2和H2SO3 B.H2S与浓H2SO4在不同的条件下反应的氧化产物只能是SO2 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:A项,SO2、H2SO3虽然有还原性,但与浓H2SO4之间不能发生氧化还原反应,因为+4价硫与+6价硫之间无中间价;B项,氧化产物可能是S或SO2;D项,S与O2的燃烧反应只生成SO2,不能生成SO3。 11 6.如图所示,硫酸工业中产生的SO2通过下列过程既能制得H2SO4又能制得H2。下列说法不正确的是(　　) A.该过程可循环利用的物质是I2和HI B.该过程总反应的化学方程式为 SO2+2H2O===H2SO4+H2 C.X物质是I2 D.SO2在过程中表现出了还原性与漂白性 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 D 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:由图可知反应Ⅰ是碘单质与二氧化硫反应生成硫酸和氢碘酸,反应Ⅱ是氢碘酸分解生成氢气和碘单质,该过程可循环利用的物质是I2和HI,A正确;反应Ⅰ:I2+SO2+2H2O===2HI+H2SO4,反应Ⅱ:2HII2+H2↑,总反应的化学方程式是SO2+2H2O===H2SO4+H2,B、C正确;反应Ⅰ过程中SO2只表现出了还原性,D错误。 11 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 D 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:高温条件下,Cu2S与O2反应生成Cu2O和SO2气体,A错误;Fe2(SO4)3具有较强氧化性,与Cu反应的化学方程式为 Fe2(SO4)3+Cu===2FeSO4+CuSO4,B错误;S的氧化性较弱,常温下与Cu不反应,加热条件下反应生成Cu2S,C错误;浓硫酸具有强氧化性,加热条件下浓H2SO4能与Cu反应生成CuSO4、SO2和H2O,D正确。 11 8.在实验室进行铁粉和硫粉混合加热的实验,产物又进行了系列实验,流程如图。下列说法正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 A.气体A和D含有同一物质,且均为氧化产物 B.硫元素至少参加了2个氧化还原反应 C.沉淀F可以和NaOH溶液在加热的条件下反应 D.若固体B中加浓硫酸,发生反应时被氧化的和被还原的均为同一种元素 答案:C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:由题图知,气体A中SO2是氧化产物,气体D中SO2是还原产物,A项错误;铁粉和硫粉发生反应生成FeS,S和O2发生反应生成SO2,H2S和H2SO4 (浓)发生反应生成S、SO2和H2O,反应中S元素化合价都发生改变,故硫元素至少参加了3个氧化还原反应,B项错误;沉淀F是S,S与NaOH溶液在加热条件下反应生成Na2S、Na2SO3和H2O,C项正确;固体B为FeS,FeS和浓硫酸反应生成Fe2(SO4)3、S、SO2和H2O,其中被氧化的元素为Fe和S,被还原的元素为S,故发生反应时被氧化的和被还原的不完全为同一种元素,D项错误。 11 9.将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图所示。下列说法正确的是(　　) A.在图示的转化中,化合价不变的元素只有铜 B.根据图示可知FeCl3、CuCl2均能氧化H2S C.回收S的总反应为2H2S+O2===2H2O+2S D.在图示的转化中发生的反应有4Fe2++O2+2H2O===4Fe3++4OH- 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:由图可知,化合价不变的元素有铜和氯,A错误;由图可知,FeCl3能氧化H2S,CuCl2与H2S反应生成CuS和HCl,B错误;由图可知,反应物为硫化氢和氧气,生成物为硫和水,故总反应为2H2S+O2===2H2O+2S,C正确;在图示的转化中发生的反应为4Fe2++O2+4===4Fe3++2H2O,D错误。 11 10.研究不同价态硫元素之间的转化是合理利用硫元素的基础。 Ⅰ.如图是硫元素的“价—类”二维图及含硫物质相互转化的部分信息。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 (1)A的化学式为　　　　。  (2)C有毒,写出实验室用足量的NaOH溶液吸收C的化学方程式: 　 。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 Ⅱ.某小组同学设计实验实现硫元素几种价态的转化。 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。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 实验序号 预期转化 选择试剂 证明实现转化的现象 ⅰ →     ⅱ   ①③④ 淡黄色沉淀 ⅲ → ②⑦⑥   (3)实验ⅰ选择的试剂是　　　　(填序号),证明实现转化的现象是 　　　　,该转化利用了Na2SO3的　　　　性。  (4)实验ⅱ实现了S元素由+4价和-2价转化为0价,写出该转化反应的离子方程式: 　 。  每生成3 mol硫单质,转移的电子数为　　　　NA。  (5)证明实现实验ⅲ转化的现象是　　　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 答案:(1)H2S　(2)SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O　(3)①⑤　酸性KMnO4溶液褪色　还原　 (4)S+2S2-+6H+===3S↓+3H2O　4 (5)品红溶液褪色 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 解析:(1)A是硫的氢化物,硫元素呈-2价,故A的化学式是H2S。(2)C是硫的氧化物,硫元素呈+4价,故C 为SO2,用足量的NaOH溶液吸收C的化学方程式为SO2+2NaOH=== Na2SO3+H2O。(3)实验ⅰ预期转化为→,亚硫酸钠中硫元素呈+4价,具有还原性,能被强氧化剂酸性KMnO4溶液氧化为硫酸根离子,则选择的试剂是①和⑤,反应现象为酸性KMnO4溶液褪色。(4)实验ⅱ实现了S元素由+4价和-2价转化为0价,Na2S溶液中硫元素呈-2价,亚硫酸钠中硫元素呈+4价,二者在酸性条件下反应生成硫和水,该转化反应的离子方程式为S+2S2-+6H+===3S↓+3H2O;由得失电子守恒可知,每 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 生成3 mol硫单质,转移的电子数为4NA。(5)实验ⅲ预期转化为→,选择的试剂为铜、浓硫酸,发生反应的化学方程式是Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O,二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色。 11 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11.物质类别和元素化合价是研究物质性质的两个重要角度。回答下列问题: Ⅰ.S在不同价态之间的转化:SO2 Na2SO3溶液 Na2S2O3溶液 (1)欲制备Na2S2O3溶液,从化合价的角度分析,反应②合理的是　　　(填字母)。  a.Na2SO3+Na2SO4 b.Na2SO3+S c.Na2SO3+Na2S2O5 11 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 Ⅱ.某兴趣小组模拟工业制取Na2S2O3的装置(夹持和加热装置略)如图所示。 11 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 (2)装置A中发生反应的化学方程式为 　 ;  装置B的作用为　 。  (3)装置C中发生的反应有①Na2CO3+SO2 ===Na2SO3+CO2;②……③Na2SO3+SNa2S2O3,反应②的离子方程式为 　 ;  已知反应③相对较慢,当观察到装置C中出现　　　的现象,说明反应已完全。为制得纯净的Na2S2O3,应使三颈烧瓶中Na2S和Na2CO3恰好完全反应,则三颈烧瓶中Na2S和Na2CO3物质的量之比应为　　　　。  11 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 (4)工业上常用Na2S2O3溶液吸收尾气中的Cl2,氧化产物为S,发生反应的离子方程式为 　 。  11 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 答案:(1)b　(2)Na2SO3+H2SO4 ===Na2SO4+H2O+SO2↑　安全瓶,防止倒吸　(3)2S2-+3SO2===2S+3S↓　溶液变澄清(或浑浊消失)　2∶1　(4)S2+4Cl2+5H2O===2S+8Cl-+10H+ 11 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:(1)Na2S2O3中S元素的化合价为+2价,根据氧化还原反应中的“归中反应”规律,反应物中S元素的化合价应一个大于+2价、一个小于+2价,只有Na2SO3+S符合,故选b。(3)装置C中发生的反应有①Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2;②2Na2S+3SO2===2Na2SO3+3S↓;③Na2SO3+SNa2S2O3,反应②的离子方程式为2S2-+3SO2===2S+3S↓;S为不溶物,当观察到装置C中出现溶液变澄清(或浑浊消失)的现象,说明反应已完全,总反应为2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2,则三颈烧瓶中Na2S和Na2CO3物质的量之比应为2∶1。(4)用Na2S2O3溶液吸收尾气中的Cl2,氧化产物为S,发生反应的离子方程式为S2+4Cl2+5H2O===2S+8Cl-+10H+。 11 C.单质氧化物酸或碱盐,能按照上述转化 关系直接转化的可以是硫元素 D.硫黄制备硫酸经历两步:SSO3H2SO4 [B组　培优训练] 7.在指定条件下,下列选项所示的物质间的转化能实现的是(　　) A.Cu2S(s)Cu(s) B.Cu(s)Fe(s) C.Cu(s)CuS(s) D.Cu(s)SO2(g) $$