第5章 第1节 第2课时 硫酸根离子和检验 不同价态含硫物质的转化（教用Word）-【金榜题名】2025-2026学年高一化学必修第二册同步学案（人教版）

本高中化学讲义聚焦硫酸根离子检验与不同价态含硫物质转化，先系统讲解硫酸根离子检验的试剂（稀盐酸和BaCl₂）、步骤及干扰离子（CO₃²⁻、SO₃²⁻等）排除方法，再结合粗盐提纯应用，进而阐述硫元素化合价与氧化还原性的关系及转化规律（相同价态通过酸碱反应、不同价态通过氧化还原反应），搭建完整学习支架。 该资料以实验探究为特色，通过硫酸根离子检验步骤设计、粗盐提纯试剂选择等活动培养科学探究与实践能力，结合化合价分析转化规律（如SO₂与H₂S反应）提升科学思维中的证据推理能力。课中助力教师引导学生动手与思辨，课后例题（如KCl提纯）和练习帮助学生巩固知识、查漏补缺。

第2课时　硫酸根离子和检验　不同价态含硫物质的转化 课标要求 素养目标 1.掌握硫酸根离子的检验方法，学会设计实验验证硫酸根离子。 2.了解硫元素之间的转化关系及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。 1.通过对硫及其化合物进行分类、实验探究、证据推理等，能依据实验目的，对含硫化合物之间的转化关系进行探讨，敢于质疑，勇于创新等，在体验学习的过程中培养创新精神。(科学探究与创新意识) 2.根据硫元素的不同化合价的物质，分析它们之间的转化关系，分析物质的性质，揭示各类变化的特征和规律。(变化观念与平衡思想) 一、硫酸根离子的检验方法 已知某溶液中可能含有SO、SO及其他某些未知离子，如何检验是否含有这些离子？ 1．反应原理：Ba2+＋SO===BaSO4↓ 2．所用试剂：稀盐酸和BaCl2溶液 3．操作方法：被检液取清液有无白色沉淀(判断有无SO)。 4．原理解释：先加稀盐酸的目的是防止CO、SO、Ag＋干扰，再加BaCl2溶液，观察有白色沉淀产生，在此过程中可能发生反应的离子方程式：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O、SO＋2H＋===SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Ba2+＋SO===BaSO4↓。 【思考】 现在我们炒菜用的精盐又细又白，你知道精盐是经过什么样的程序由粗盐制得的吗？粗盐经溶解、过滤和蒸发后还含有硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质，回答下列问题： 　 (1)粗盐中的杂质可以用什么试剂除去？ 提示：硫酸盐——BaCl2溶液；CaCl2——Na2CO3溶液；MgCl2——NaOH溶液。 (2)上述除杂试剂会不会引入新的杂质？如何除去杂质离子？ 提示： 引入杂质离子 除杂试剂 BaCl2溶液 Ba2+ Na2CO3溶液 Na2CO3溶液 CO 盐酸 NaOH溶液 OH－ 盐酸 (3)上述粗盐除杂过程中如何确定SO已除尽？ 提示：取少量溶液，先加盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，证明SO已除尽。 二、不同价态含硫物质的转化 硫元素有氢化物、氧化物等物质，这些物质之间的转化符合什么规律？ 1．硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系 2．硫及其化合物之间的转化规律 (1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的 如： 写出②、③、④反应的化学方程式： ②H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O； ③Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑； ④SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3。 (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，可用如图表示 如：H2SSSO2SO3 写出③、④、⑤反应的化学方程式： ③2SO2＋O22SO3 ； ④S＋H2H2S ； ⑤SO2＋2H2S===3S＋2H2O。 【想想】 (1)硫在足量O2中燃烧，可以生成SO3吗？ 提示：不可以，只生成SO2。 (2)SO2有还原性，而浓硫酸有强氧化性，浓硫酸可以干燥SO2气体吗？ 提示：可以，硫元素的相邻价态间不发生氧化还原反应。 (3)实验室制SO2的尾气常用NaOH溶液吸收，其反应产物是什么？ 提示：Na2SO3或NaHSO3。 　“粗盐的提纯”与SO的检验 1．以下是“粗盐中难溶性杂质的去除”流程示意图，其中玻璃棒的作用分别是什么？ 提示：溶解：搅拌，加快粗盐的溶解速度。 过滤：引流，防止液体溅出。 蒸发：搅拌，使液体受热均匀，防止液体局部温度过高造成液体飞溅。 2．经溶解、过滤和蒸发操作得到的粗盐中还含有一些可溶性硫酸盐、CaCl2、MgCl2等杂质，若要除去它们，应加入什么试剂？ 杂质 加入的试剂 离子方程式 硫酸盐 (Na2SO4) ________溶液 _____________________________ CaCl2 ________溶液 _____________________________ MgCl2 ________溶液 _____________________________ 【答案】　BaCl2　SO＋Ba2+===BaSO4↓　Na2CO3　Ca2+＋CO===CaCO3↓　NaOH　2OH－＋Mg2+===Mg(OH)2↓ 3．(1)上表中所加除杂试剂的用量有何要求？ (2)上表中的三种除杂试剂在加入粗盐溶液时的先后顺序有何要求？ 提示：(1)为了将杂质充分除去，所加除杂试剂要适当过量。 (2)后续加入的除杂试剂要尽量能把前面加入的过量的除杂试剂同时除去，所以三种除杂试剂中Na2CO3溶液应在BaCl2溶液后面滴加，以除去过量的Ba2+。 4．经过上述除杂后，溶液中还有哪些杂质离子？如何把这些杂质离子除去？ 提示：杂质离子：CO、OH－。除去杂质离子的方法：向溶液中滴加稀盐酸至没有气泡冒出。 5．检验溶液中是否含有SO时，可以不加稀盐酸酸化吗？可以用稀硫酸或稀硝酸酸化吗？(提示：稀硝酸可氧化SO) 提示：不可以不加稀盐酸酸化，因为不用稀盐酸酸化，无法排除CO、SO的干扰；不可以用稀硫酸或稀硝酸酸化，因为若用稀硫酸酸化会引入SO，若用稀硝酸酸化，硝酸具有强氧化性，会将SO氧化成SO，无法排除SO的干扰。 1．混合物的分离和提纯 (1)分离和提纯的比较 名称 分离 提纯 含义 把混合物的各成分分开 把混合物中含有的杂质除去 区别 分开后的各物质要恢复原来的状态 杂质不必恢复原状态 物理方法 过滤、结晶、升华、萃取、分液、溶解等 化学方法 沉淀、置换、加热等 (2)提纯的原则 2．粗盐的提纯 (1)除去粗盐中可溶性杂质的原理 (2)试剂加入的先后顺序 根据原理可知，Na2CO3溶液既可除去Ca2+，又可除去过量的BaCl2，故NaCO3溶液必须在加BaCl2溶液之后加入，盐酸要除去过量的Na2CO3和NaOH，故应最后加入，因此各试剂的加入顺序可以为： ①过量的BaCl2溶液→过量的NaOH溶液→过量的Na2CO3溶液→适量稀盐酸； ②过量的NaOH溶液→过量的BaCl2溶液→过量的Na2CO3溶液→适量稀盐酸； ③过量的BaCl2溶液→过量的Na2CO3溶液→过量的NaOH溶液→适量稀盐酸。 　为了除去KCl固体中少量的MgCl2、MgSO4，可选用Ba(OH)2溶液、盐酸和K2CO3溶液三种试剂，按下图步骤操作： (1)写出三种试剂的化学式： A_________，B_________，C__________。 (2)①加入过量A溶液的目的是________________________________________________________________________， 有关反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 ②加入过量B溶液的目的是________________________________________________________________________， 有关反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 ③加热煮沸的目的是________________________________________________________________________。 (3)操作Ⅰ是________，操作Ⅱ是________。 【解析】　要使杂质一一除去，必须考虑到所加试剂是过量的，而且过量的试剂在后面步骤中必须除去，要除去Mg2+和SO，可选用过量的Ba(OH)2溶液。过量的Ba2+可用过量的K2CO3溶液除去，过量的K2CO3可用适量的稀盐酸除去，最后加热煮沸可除去HCl。 【答案】　(1)Ba(OH)2　K2CO3　HCl (2)①除尽Mg2+和SO　MgCl2＋Ba(OH)2===BaCl2＋Mg(OH)2↓，MgSO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋Mg(OH)2↓　②除尽过量的Ba2+　Ba(OH)2＋K2CO3===BaCO3↓＋2KOH，BaCl2＋K2CO3===BaCO3↓＋2KCl　③使HCl挥发　(3)过滤　蒸发结晶 【练1】　为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO和泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作，正确的操作顺序是(　　) ①过滤　②加过量NaOH溶液　③加适量稀盐酸　④加过量Na2CO3溶液　⑤加过量BaCl2溶液 A．①④②⑤③　　　　　B．④①②⑤③ C．②④⑤①③ D．⑤②④①③ 【解析】　选D。首先要明确除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO，可分别加入Na2CO3溶液、NaOH溶液和BaCl2溶液，且三种溶液均过量，才能使杂质离子分别变成CaCO3、Mg(OH)2、BaSO4沉淀，过量的BaCl2溶液只能用Na2CO3溶液除去，故要先加入过量BaCl2溶液，再加入过量Na2CO3溶液，才能保证不引入新杂质Ba2+，而多余的NaOH和Na2CO3只需要在过滤后再加入适量稀盐酸即可除去，至于过量NaOH溶液的加入顺序，只要在过滤前加入就可除去Mg2+，故D项正确。 　不同价态含硫物质的转化 1．大型节日时，人们经常会燃放烟花爆竹等。但这会带来很大的空气污染，近几年，越来越多的城市全年全区域禁止燃放烟花爆竹。 (1)燃放爆竹时的主要反应是S＋2KNO3＋3CK2S＋3CO2↑＋N2↑，S发生了什么变化？表现什么性质？ (2)燃放爆竹时会闻到强烈的刺激性气味，你知道其中的原因吗？ (1)提示：反应中S的化合价降低，发生还原反应，表现氧化性。 (2)提示：燃放爆竹时S与空气中的氧气反应生成有刺激性气味的SO2气体。 2．黄铁矿在过量的纯氧中充分反应，能否直接生成SO3? 提示：不能，黄铁矿与氧气反应时只能得到SO2。 3．硫化氢气体通入浓硫酸中可得到硫单质，若将该气体通入稀硫酸中能否也得到硫单质？ 提示：不能，因为浓硫酸具有强氧化性(＋6价硫)，而稀硫酸不具有强氧化性(其具有的弱氧化性是由于H＋)。 4．试列举生成SO2气体的反应有哪些？ 提示：(1)氧化反应：如硫黄的燃烧、硫化氢气体的燃烧、硫铁矿(FeS2)在空气中加热等；(2)还原反应：如浓硫酸与Cu或C的反应等；(3)非氧化还原反应：如Na2SO3固体与浓硫酸的反应[Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋H2O＋SO2↑]、亚硫酸的分解等。 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，即台阶式升降。如 H2 O2O3(部分反应条件未标出) H2S＋H2SO4(浓)S升高2价↓＋S降低2价O2↑＋2H2O 2．相邻价态的含硫物质不发生氧化还原反应 如S和H2S，S和SO2，SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。 3．含硫物质的连续氧化 H2SSO2SO3 SSO2SO3 　人们认识和应用物质常从两方面入手，一是从物质的类别认识该物质可能跟哪些物质发生反应；二是从物质所含元素的化合价分析该物质是否具有氧化性或还原性。下图所示是硫元素的各个价态与物质类别的对应关系： (1)写出指定物质的化学式：A__________，B__________。 (2)D转化为硫酸是酸雨形成的重要过程之一，写出其反应的化学方程式：________________________________________________________________________。 (3)若C是铜盐，试写出由H2SO4―→C的化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)为进一步减少SO2的污染并变废为宝，我国正在探索在一定条件下用CO还原SO2得到单质硫的方法来除去SO2。写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【解析】　A中的S的化合价为＋6价，且既可以转化为硫酸，又可以和二氧化硫互相转化，因此A为三氧化硫；B中的硫元素的化合价为－2价，且为气态氢化物，因此B为硫化氢；C为铜盐，且可由硫酸经反应得到，因此C为硫酸铜；由于D是由二氧化硫转化得到的，且D转化为硫酸是形成酸雨的重要过程之一，因此D为亚硫酸，E为亚硫酸盐。 【答案】　(1)SO3　H2S (2)2H2SO3＋O2===2H2SO4 (3)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O (4)2CO＋SO2S＋2CO2 【练2】　硫在空气中燃烧生成气体A，把A溶于水得B的溶液，向B溶液中滴加溴水，溴水褪色，B变成C，在C里加Na2S产生气体D，把D通入B溶液得浅黄色沉淀E。A、B、C、D、E都含同一种元素。按A、B、C、D、E顺序排序的是(　　) A．SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S B．SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S C．SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3 D．SO2、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3 【解析】　选B。硫在空气中燃烧生成SO2，SO2溶于水得H2SO3，向H2SO3溶液中滴加溴水生成H2SO4和HBr，在H2SO4溶液中加Na2S产生气体H2S，H2S与H2SO3反应产生浅黄色沉淀S，故B项正确。 1．(双选)下列转化需要加入氧化剂才能实现的是(　　) A．HgS―→SO2 B．H2SO4―→SO2 C．SO2―→SO3 D．SO―→SO2 【答案】　AC 2．SO2气体通入BaCl2溶液中，无沉淀产生，但再分别加入①NH3·H2O，②氯水，③H2S溶液均有沉淀产生，这些沉淀分别为(　　) A．BaSO4、BaSO3、S B．S、BaSO3、BaSO4 C．BaSO3、BaSO4、S D．BaSO3、S、BaSO4 【解析】　选C。SO2可在碱性条件下与BaCl2反应生成BaSO3沉淀；SO2与Cl2发生反应：SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，SO＋Ba2+===BaSO4↓；SO2具有弱氧化性，与H2S发生反应：SO2＋2H2S===3S＋2H2O，分别加入氨水、氯水和H2S溶液后依次生成沉淀BaSO3、BaSO4、S。 3．下列过程中，最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是(　　) A．Fe(NO3)2溶液白色沉淀 B．Ba(NO3)2溶液白色沉淀 C．无色溶液白色沉淀 D．无色溶液无色溶液白色沉淀 【解析】　选C。与BaCl2溶液反应产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，可能是AgCl或BaSO4。 4．在某溶液中加入BaCl2溶液，生成白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解，则下列关于该溶液所含离子的推断中正确的是(　　) A．一定含有SO B．含有SO和Ag＋ C．可能含有SO、Ag＋、SO中的一种 D．可能含有SO或CO 【解析】　选C。A项不能排除Ag＋、SO的干扰；B项因为溶液中SO与Ag＋反应生成沉淀不能大量共存；D项由“加入稀硝酸，沉淀不溶解”可以判断不可能含有CO。 5．同学们都喜欢照相，在照相机底片的处理过程中，照相显影剂(或称显影剂)是一种让感光产生的隐藏影像或印记在底片上显现的化学用剂。亚硫酸钠是照相显影剂中的一种成分。 　 某亚硫酸钠试剂已部分被氧化，为确定它的纯度，要进行如下实验： ①取样品W1 g； ②将样品溶解； ③给溶液加入稍过量的盐酸酸化的BaCl2溶液； ④过滤、洗涤、干燥沉淀，称其质量为W2 g。 试回答： (1)BaCl2要用盐酸酸化的原因是什么？(科学探究与创新意识) (2)BaCl2溶液要稍过量的原因是什么？(科学探究与创新意识) (3)判断操作③是否完成的方法是什么？(科学探究与创新意识) (4)判断沉淀是否洗净的方法是什么？(科学探究与创新意识) (5)列式计算Na2SO3的纯度。(证据推理与模型认知) 【解析】　(1)BaCl2与Na2SO3反应也会生成BaSO3白色沉淀，干扰实验。(2)加入稍过量的BaCl2目的是使SO完全沉淀。(3)操作③是为了使SO沉淀完全，只要检验溶液中有无SO即可。(4)沉淀可以吸附溶液中的Cl－，若沉淀洗涤干净，则检验不出Cl－。(5)最后沉淀为BaSO4，由硫元素守恒可知n(Na2SO4)＝n(BaSO4)＝ mol，m(Na2SO3)＝W1 g－m(Na2SO4)＝W1 g－×142 g，则Na2SO3纯度为(1－)×100%。 【答案】　(1)防止BaSO3沉淀的产生而引起误差。 (2)使试样中的SO完全转化为BaSO4沉淀。 (3)将混合液静置，取上层清液少许，继续滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则操作③完成。 (4)取最后一次洗涤液少许，滴加AgNO3溶液，若无沉淀出现，则已洗净；反之，则未洗净。 (5)n(Na2SO4)＝n(BaSO4)＝ mol，m(Na2SO3)＝W1 g－m(Na2SO4)＝W1 g－×142 g，则Na2SO3的纯度为(1－)×100%。 学科网（北京）股份有限公司 $