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

第3课时 不同价态含硫物质的转化 第一节 硫及其化合物 人教版必修第二册 第五章 化工生产中的重要非金属元素 创设情境 H2S CaSO4∙2H2O FeS2 SO3 SO2 H2SO3 H2SO4 CuFeS2 NaSO4∙10H2O S 自然界中硫元素的存在和转化 【任务1】阅读教材第7页资料卡片，找出硫元素在自然界中的存在形式。 活动元一 探索自然界中硫的存在和转化 【任务1】阅读教材第7页资料卡片，找出硫元素在自然界中的存在形式。 1. 硫的存在 黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)等 少量的H2S 、SO2 、SO3 等 (1) 游离态 (2) 化合态 火山喷口 地壳的岩层 芒硝Na2SO4·10H2O 重晶石BaSO4 石膏(CaSO4·2H2O) 动植物体内： 含硫蛋白质等 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： 活动元一 探索自然界中硫的存在和转化 【任务2】根据资料分析，火山喷发时，自然界中含硫物质发生了哪些转化？空气中的刺激性气味时如何产生的？试写出反应的化学方程式。 CaSO4·2H2O FeS2 H2S SO2 SO3 H2SO3 H2SO4 S Na2SO4·10H2O CuFeS2 点燃 ④S＋O2 SO2 ①2H2S+ 3O2 2SO2 + 2H2O 点燃 ②2SO2+ O2 2SO3 催化剂 △ ③SO3＋H2O H2SO4 活动元一 探索自然界中硫的存在和转化 硫酸的工业生产中含s物质的转化 自然界火山喷发时含s物质的转化 许多含S物质的转化过程中涉及到了S元素化合价的改变，即通过氧化还原反应发生转化。 实验中如何实现不同价态含硫物质的相互转化呢？ 活动元一 探索自然界中硫的存在和转化 【任务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，并根据硫元素化合物的变化，分析各种物质在氧化还原反应中表现氧化性还是还原性。 活动元二 设计实验室中不同价态含硫物质的转化 S及其化合物的价类二维图 既有氧化性，又有还原性 （只有还原性） （只有氧化性） 不同价态含硫物质转化规律：（1）邻位价态原则：当硫元素化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻价态，又叫“台阶式升降”。 活动元二 设计实验室中不同价态含硫物质的转化 【任务2】请设计实验实现上述转化关系，并填写下表。 转化目标 (价态变化) 转化前的含硫物质 选择试剂 （氧化剂或还原剂） 转化后的含硫物质 预期现象 -2→0 …… 活动元二 设计实验室中不同价态含硫物质的转化 【任务2】请设计实验实现上述转化关系，并填写下表。 转化目标 (价态变化) 转化前的含硫物质 选择试剂 （氧化剂或还原剂） 转化后的含硫物质 预期现象 -2→0 Na2S SO2水溶液 S 出现淡黄色沉淀 0→+4 +4→+6 活动元二 设计实验室中不同价态含硫物质的转化 【任务2】请设计实验实现上述转化关系，并填写下表。 转化目标 (价态变化) 转化前的含硫物质 选择试剂 （氧化剂或还原剂） 转化后的含硫物质 预期现象 +6→+4 +4→0 0→-2 活动元二 设计实验室中不同价态含硫物质的转化 含硫物质的连续氧化 “台阶式升降” 逐档上升 逐档下降 不同价态含硫物质转化规律：（1）邻位价态原则。 （2）同种元素，相邻价态的离子间不发生氧化还原反应。 活动元二 设计实验室中不同价态含硫物质的转化 物质转化 转化视角 转化原理 转化试剂 转化价值 元素价态 氧化还原反应 加氧化剂/还原剂 化工生产 环境保护 物质类别 非氧化还原反应 加水/酸/碱 物质转化思路： 化合价分析→转化目标→选择试剂 实验验证思路： 预测性质→设计实验→验证实验 实验评价思路： 科学性→可行性→安全性、绿色化 活动元三 相同价态含硫物质的转化 氢化物 单质 氧化物 酸 H2S S SO2 SO3 H2SO3 H2SO4 Na2SO4 FeS/Cu2S/HgS 盐（硫化物） Na2SO3 -2 0 +4 +6 S及其化合物的价类二维图 /BaSO4 酸多酸式盐 碱多是正盐 酸碱反应的核心： 酸是提供H+、碱是消耗H+。 SO3 H2SO4 Na2SO4 H2O NaOH 活动元三 相同价态含硫物质的转化 SO2 S H2SO4 H2S SO3 H2SO3 Na2SO4 Na2SO3 Na2S 化合价 物质类别 -2 氢化物 单质 酸 盐 0 ＋6 ＋4 氧化物 归纳总结S、SO2和浓硫酸的性质，构建S及其化合物之间的转化关系。 只具氧化性 只具还原性 既有氧化性又有还原性 只靠近、不交叉 【资料卡片】工业生产和日常生活中要大量使用煤和石油等化石燃料。煤和石油中含有硫元素，燃烧时除了产生二氧化碳外还产生二氧化硫。硫的氧化物是形成酸雨的主要物质。 问题1:排放到大气中的二氧化硫是如何转化成硫酸的？请预测转化路径，并说明依据。 来源——石油和煤等的燃烧和含硫矿物的冶炼 活动元四 含硫物质的转化的应用 问题1:排放到大气中的二氧化硫是如何转化成硫酸的？请预测转化路径，并说明依据。 酸雨 5.6 资料——工业生产和日常生活中要大量使用煤和石油等化石燃料。煤和石油中含有硫元素，燃烧时除了产生二氧化碳外还产生二氧化硫。硫的氧化物是形成酸雨的主要物质。 活动元四 含硫物质的转化的应用 问题2: 酸雨有哪些危害？ 酸雨的危害 大气污染物 二氧化硫对人体的危害有损伤呼吸道、致癌、损害心血管系统、导致胎儿先天畸形等。二氧化硫是一种无色、有刺激性的气体，吸入后容易被湿润的黏膜表面吸收，生成亚硫酸或硫酸，对人体产生危害。 PM 2.5（Particulate Matter 颗粒物）=2.5 um 活动元四 含硫物质的转化的应用 问题3: 如何防治酸雨？ 治理——燃煤脱硫、改进燃料技术、废气中SO2的回收处理、开发新能源等 设计吸收工业尾气中SO2气体方案，并写出相应的化学方程式（供选择的试剂有：NaOH溶液、石灰乳、Na2SO3溶液、生石灰、Na2S溶液、酸性KMnO4溶液、O2等） 方案1:用碱性物质吸收___________________________________ 方案2:用氧化性物质吸收_________________________________ 方案3:用还原性物质吸收_________________________________ 活动元四 含硫物质的转化的应用 在工业上SO2尾气的处理方法——钙基固硫法 为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，用化学方程式表示其原理。 ②SO2转化为CaSO3：_____________________； ③CaSO3转化为CaSO4：__________________________。 “科学转化 变废为宝” 判断：燃煤脱硫不仅能减少酸雨，也有利于实现“碳达峰”和“碳中和”（ ） 活动元四 含硫物质的转化的应用 (2)钠碱脱硫法 钠碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，用化学方程式表示其原理。 ①SO2和NaOH反应生成Na2SO3：____________________________； ②SO2和Na2CO3反应生成Na2SO3：______________________________； ③Na2SO3转化为NaHSO3：______________________________。 2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2 Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3 活动元四 含硫物质的转化的应用 (3)双碱脱硫法 双碱脱硫法是指先用烧碱吸收SO2，再利用熟石灰浆液进行再生，再生后的NaOH碱液可循环利用，用化学方程式表示其原理。 ①NaOH吸收SO2：______________________________； ②Na2SO3被O2氧化：__________________________； ③Na2SO4和Ca(OH)2反应：____________________________________。 2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O 2Na2SO3＋O2===2Na2SO4 Na2SO4＋Ca(OH)2===CaSO4↓＋2NaOH 活动元四 含硫物质的转化的应用 拓展思考：能否用BaCl2溶液处理SO2？解释原因。 解释：BaCl2＋SO2 ＋H2O ❌ BaSO3＋2HCl 思考：如何改变条件让 BaCl2＋SO2 → 沉淀 ？ BaSO3会溶解在酸性溶液中。 提供碱性环境 提供氧化剂 Ba(OH)2＋SO2 = BaSO3＋H2O 活动元四 含硫物质的转化的应用 迁移练习. 在BaCl2溶液中通入SO2气体，未见沉淀生成，若再通入下列物质，则可以看到沉淀的是 。 ①Cl2　 ②NH3　 ③NO2　④H2S ⑤HCl ⑥CO2 ⑦HNO3 ⑧NaOH ⑨FeCl3 ⑩NaClO 1)具有强氧化性的物质： ①Cl2　 ③NO2　⑦HNO3 ⑨FeCl3 ⑩NaClO SO2 H2SO3 [O] H2SO4 BaCl2 BaSO4↓ 2)具有碱性的物质： ②NH3 ⑧NaOH SO2 H2SO3 SO32— BaCl2 BaSO3↓ [碱] 3) 2H2S+SO2 = 3S↓+2H2O ① ② ③④ ⑦ ⑧⑨ ⑩ 活动元四 含硫物质的转化的应用 氢化物 单质 氧化物 酸 H2S S SO2 SO3 H2SO3 H2SO4 Na2SO4 FeS/Na2S 盐 Na2SO3 -2 0 +2 +4 +6 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ⑪ ⑫ ⑬ ⑭ ⑲ ⑮ ⑯ ⑰ ⑱ ⑳ 2CaSO3＋O22CaSO4 ①S的燃烧：S＋O2SO2； SO2＋CaOCaSO3 $$