内容正文:
第二单元 硫及其化合物的相互转化
第1课时 含硫物质之间的转化
专题4 硫与环境保护
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H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O
Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑
SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3
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SO2+2H2S===3S↓+2H2O
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专题4 硫与环境保护
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[学习目标]
1.认识硫元素在物质中具有不同价态,根据硫元素的化合价会分析含硫物质的性质。
2.利用不同类型化学反应的知识,研究物质之间相互转化的规律,能设计物质转化的方案。
知识点一 含硫物质间的转化
1.不同价态含硫化合物
含硫物质
H2S、Na2S
S
SO2、H2SO3、Na2SO3
SO3、H2SO4、Na2SO4
硫元素化合价
-2
0
+4
+6
2.含硫化合物之间的相互转化
含硫物质多种多样,在一定条件下可相互转化。通过氧化还原反应可实现含有不同价态硫元素的物质之间的转化;通过非氧化还原反应可实现含有相同价态硫元素的不同物质间的转化。
(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的
如:
写出②③④反应的化学方程式:
②__________________________________________;
③__________________________________________________;
④__________________________________________。
(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的
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:
如:H2SSSO2SO3
写出③④⑤反应的化学方程式:
③_________________________;
④__________________;
⑤____________________________。
2SO2+O22SO3
S+H2H2S
以氧化还原反应理论为依据,紧紧抓住硫元素价态变化这根主线,以元素价态变化为横行,以化合物之间的相互转化为纵列,纵横归纳,结线联网,使零碎知识系统化、规律化,记忆起来容易,使用起来方便。
1.X盐和Y酸反应放出有刺激性气味的气体Z,Z跟NaOH反应又得到X盐,Z氧化的最终产物为气体W,气体W溶于水又得到Y酸。则X盐和Y酸是( )
A.Na2SO4和硫酸 B.Na2SO3和盐酸
C.Na2CO3和盐酸 D.Na2SO3和硫酸
解析 X盐和Y酸反应,产生有气味的气体Z,A项不反应,C产生无味CO2,排除A、C项;B、D产生SO2,SO2氧化生成SO3,SO3溶于水生成硫酸,排除B项。
答案 D
2.A、B是两种有刺激性气味的气体。试根据下列实验事实填空。
(1)写出A~F各物质的化学式:
A_______,B________,C________,D________,E________,F________。
(2)写出A、B跟水反应的离子方程式:_________________ _________________。
解析 由框图中A、B两种气体等物质的量通入H2O中,生成含C、D的无色溶液,滴入Ba(OH)2溶液生成沉淀F和溶液D,D中滴入AgNO3溶液生成白色沉淀G,可知溶液C、D中含有SO、Cl-。气体B通入过量Ba(OH)2溶液中有沉淀生成,且B是有刺激性气味的气体,可知B为SO2,则A为Cl2。
答案 (1)Cl2 SO2 H2SO4 HCl BaSO3 BaSO4
(2)Cl2+SO2+2H2O===4H++SO+2Cl-
知识点二 同一元素不同物质之间的转化——以硫为例
1.按化合价高低排序和分类
研究含有同一元素的不同物质之间的转化,通常将这些物质按该元素化合价的高低进行排序和分类。以硫元素为例:
右图物质之间的转化可以通过不同的化学反应来实现。其中横向箭头表示元素化合价变化的氧化还原反应,纵向箭头表示元素化合价不变的非氧化还原反应。
2.按化合价和类别分类
1.硫黄在空气中燃烧生成气体甲,甲溶于水得乙溶液,向乙溶液中滴加双氧水,乙溶液变成丙溶液。向丙溶液里加入Na2S生成气体丁,把丁通入乙溶液中得到沉淀戊。甲、乙、丙、丁、戊均含有硫元素,则它们分别为( )
A.SO3、H2SO4、H2SO3、H2S、S
B.SO2、H2SO3、H2SO4、S、H2S
C.SO3、H2SO4、H2SO3、S、H2S
D.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S
解析 题目中各物质涉及的转化关系为
S
答案 D
2.试完成下列转化关系的化学方程式:
①_______________________________________________
②_______________________________________________
③_______________________________________________
④_______________________________________________
⑤_______________________________________________
⑥_______________________________________________
⑦_______________________________________________
⑧_______________________________________________
⑨_______________________________________________
⑩_______________________________________________
⑪_______________________________________________
⑫_______________________________________________
答案 ①S+FeFeS
②FeS+2HCl===FeCl2+H2S↑
③S+H2H2S
④2H2S+O2===2S↓+2H2O
⑤S+Hg===HgS
⑥S+O2SO2
⑦2SO2+O22SO3
⑧Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑
⑨SO2+H2O⥫⥬H2SO3
⑩2Na2SO3+O2===2Na2SO4
⑪SO3+H2O===H2SO4
⑫H2SO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+2H2O
硫及其化合物间的转化规律
(1)在硫元素的不同价态中,是硫元素的最低价态,只有还原性;是硫元素的最高价态,只有氧化性;、是硫元素的中间价态,既有氧化性又有还原性。
(2)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。
(3)当遇到强氧化剂或强还原剂时,硫元素的化合价可能发生“跳位”变化。例如:
H2S+3H2SO4(浓)4SO2↑+4H2O,8HI+H2SO4(浓)===H2S↑+4I2+4H2O。
(4)硫元素的相邻价态之间一般不会发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2和H2SO4,所以可用浓硫酸干燥SO2气体。
(5)连续氧化关系:SSO2SO3。
1.能实现下列物质间直接转化的元素是( )
单质氧化物酸或碱盐
A.镁 B.硫
C.铜 D.铁
解析 镁、铜和铁对应的氧化镁、氧化铜和氧化铁不能直接和水反应。
答案 B
2.下列化合物中,能用相应的单质直接化合得到的是( )
①CuS ②FeS ③HCl ④SO2 ⑤SO3 ⑥FeCl2 ⑦CuCl2
A.全部 B.①②③④⑤⑦
C.②④⑤⑦ D.②③④⑦
解析 氯气有强氧化性,与变价金属反应生成高价态的化合物,与铁反应生成FeCl3,与铜反应生成CuCl2;硫的氧化性较弱,与变价金属反应生成低价态的化合物,与铜反应生成Cu2S,与铁反应生成FeS;氯气和氢气可以反应生成氯化氢;硫和氧气反应可以生成二氧化硫。
答案 D
3.以下物质间的每步转化不能通过一步反应实现的是( )
A.C→CO→CO2→Na2CO3
B.S→SO3→H2SO4→Na2SO4
C.Fe→FeCl2→FeCl3→Fe(OH)3
D.Na→Na2O2→NaOH→NaCl
解析 A项,碳与氧气反应生成一氧化碳,一氧化碳与氧气反应生成二氧化碳,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠;B项,硫单质不能一步转化为三氧化硫;C项,FeFeCl2FeCl3Fe(OH)3;D项,钠在空气中加热生成Na2O2,Na2O2与水反应生成NaOH,NaOH与HCl反应生成NaCl。
答案 B
4.硫元素常见化合价及其物质类别关系如图,下列说法错误的是( )
A.X是H2S
B.Y既有氧化性又有还原性
C.将X与Y混合,不能生成硫单质
D.工业上制Z的主要原料是黄铁矿
解析 -2价硫的氢化物,为硫化氢,则X是H2S,故A正确;+4价的硫处于中间价态,所以Y既有氧化性又有还原性,故B正确;X是硫化氢、Y是二氧化硫,两者混合,发生归中反应,能生成硫单质,故C错误;工业上制硫酸用煅烧黄铁矿来造气,则工业上制Z的主要原料是黄铁矿,故D正确。
答案 C
5.Na2SO3中有+4价的硫,它既有氧化性又有还原性,现有试剂:溴水、Na2S溶液、Na2SO3溶液、H2SO4、NaOH溶液、氨水。
(1)要证明Na2SO3具有还原性,应选用的试剂有____________________,看到的现象是________,反应的离子方程式为
________________________________________________________。
(2)要证明Na2SO3具有氧化性,应选用的试剂有______________________________,看到的现象是____________,反应的离子方程式为__________________________________________。
(3)证明H2SO3的酸性小于H2SO4,选用的试剂有________________,反应的现象是____________________,反应的离子方程式为
________________________________________________________。
解析 (1)要证明Na2SO3具有还原性,应选用氧化性物质溴水。向Na2SO3溶液中滴加溴水,溴水褪色,说明Na2SO3具有还原性。(2)要证明Na2SO3具有氧化性,应选用还原性物质Na2S溶液和H2SO4。先加入少量H2SO4,使反应在酸性环境中进行,为反应提供H+,再向Na2SO3溶液中滴加Na2S溶液,若溶液中出现黄色浑浊,说明有单质硫生成,也说明Na2SO3具有氧化性。(3)要证明H2SO3的酸性小于H2SO4,应选用的试剂为Na2SO3溶液和H2SO4,向Na2SO3溶液中滴加硫酸,若有气泡产生,说明H2SO3的酸性小于H2SO4 。
答案 (1)Na2SO3溶液、溴水 溴水褪色
SO+Br2+H2O===SO+2Br-+2H+
(2)Na2SO3溶液、Na2S溶液、H2SO4 有黄色浑浊出现 SO+2S2-+6H+===3S↓+3H2O
(3)Na2SO3溶液、H2SO4 有刺激性气味的气体产生 SO+2H+===SO2↑+H2O
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