第5章 第1节 第3课时 不同价态含硫物质的转化（教用Word）-【优学精讲】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）

本讲义聚焦不同价态含硫物质的转化核心知识点，先梳理自然界中硫的存在形式（游离态与化合态）及转化规律，再通过实验探究和“价—类”二维图，系统分析相同价态（酸碱反应）与不同价态（氧化还原，如邻位转化、归中反应）的转化路径，构建完整知识支架。 资料以“价—类”二维图为核心工具，帮助学生建立物质类别与价态的联系，体现化学观念中的物质转化思想。实验设计（如SO₂与H₂S反应验证归中规律）培养科学探究能力，题组练习强化科学思维（证据推理、模型应用）。课中辅助教师引导学生实验探究，课后通过正误判断和综合题组帮助学生查漏补缺，提升学习效果。

第3课时　不同价态含硫物质的转化 学习目标 1.认识硫元素在物质中可以具有不同价态，可以通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的转化。 2.能从物质类别、元素价态变化的视角，说明硫及其化合物的转化路径，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。 知识点一　自然界中硫的存在和转化 1.自然界中硫的存在 （1）硫元素的存在 硫元素广泛存在于自然界中，是植物生长不可缺少的元素，组成生命体的　蛋白质　中就含有硫。 （2）游离态的硫 主要存在于　火山口　附近或　地壳的岩层　中。 （3）化合态的硫 ①广泛存在于动植物体内和海洋、大气、地壳中 ②火山喷发与化合态硫 火 山 喷 发 喷口附近 岩层深处 黄铁矿（　FeS2　）、黄铜矿（　CuFeS2　） 地表附近 由于受氧气和水的长期作用，硫化物会转化为硫酸盐，如石膏（CaSO4·2H2O）、芒硝（　Na2SO4·10H2O　）等 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　2H2S＋3O22SO2＋2H2O　，②　2SO2＋O22SO3　，③　SO3＋H2OH2SO4　，④　S＋O2SO2　。 1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （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）火山口附近的金属硫化物在氧气、水作用下转化为硫酸盐，属于硫元素的还原过程。（　×　） （3）因为硫单质易与氧气反应，故火山喷发口附近不会存在游离态的硫。（　×　） （4）在自然界中，空气中的O2和H2O对硫的转化起到重要作用。（　√　） （5）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。（　×　） 2.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.硫在自然界只有游离态 B.煤中含有硫元素，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 解析：A　A项，S元素在自然界中既有单质，也有H2S、硫酸盐、有机硫等化合物，既有游离态又有化合态；B项，煤中含有硫元素，煤燃烧时硫元素变为SO2，可与CaO、O2反应产生CaSO4，可减少大气中硫元素的含量，达到脱硫的目的；C项，S原子最外层有6个电子，原子半径比较大，因而S的氧化性比较弱，在和变价金属反应时，通常将变价金属氧化成低价态；D项，硫化氢溶于水得到氢硫酸，氢硫酸是二元弱酸，具有酸的通性，能与碱、碱性氧化物反应产生盐和水。 知识点二　不同价态含硫物质的转化 1.硫的化合价与性质的关系 2.实验探究不同价态含硫物质的转化 （1）设计实验原则 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）实验设计方案 ①实验方案 转化目标（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　淡黄　色沉淀（或溶液变浑浊） SO2与H2S反应生成　硫单质　 O2H2O4 二氧化硫、新制氯水、BaCl2溶液 将SO2通入新制氯水中，溶液　浅黄绿　色褪去；再向溶液中滴加氯化钡溶液，产生　白色沉淀　 二氧化硫在水中能被强氧化剂氧化为S H2O4O2 浓硫酸、铜片 加热铜片和浓硫酸的混合物，有　刺激性　气味气体生成 浓硫酸被金属铜还原为　SO2　 ②问题探究 相邻价态的微粒之间发生氧化还原反应吗？ 提示：相邻价态的微粒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.相同价态含硫物质之间的转化 写出上述转化反应的化学方程式： ①　H2S＋NaOHNaHS＋H2O　； ②　NaHS＋NaOHNa2S＋H2O　； ③　Na2S＋2HCl2NaCl＋H2S↑　； ④　NaHSO3＋NaOHNa2SO3＋H2O　； ⑤　Na2SO3＋H2O＋SO22NaHSO3　。 以上两种转化关系均属于相同价态含硫物质之间的转化，从左到右的转化，加入碱可以实现；从右到左的转化，加入酸可以实现。 4.借助硫元素的“价—类”二维图理解物质间的转化关系 1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）将SO2通入氢硫酸中，若出现黄色浑浊，则证明SO2具有氧化性。（　√　） （2）NaHS、NaHSO3都既能与酸又能与碱发生非氧化还原反应。（　√　） （3）H2S与O2反应，氧气不足生成硫单质，氧气过量可以生成SO2。（　√　） （4）SO2＋2H2S3S＋2H2O反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1。（　×　） （5）接触法制硫酸的硫元素主要来源于硫黄或含硫矿石。（　√　） 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：D　①在Fe＋SFeS中，Fe为还原剂；②在S＋O2SO2中，O2为氧化剂；③S不能直接转化为SO3；④H2S＋Cl22HCl＋S↓，Cl2为氧化剂。 3.在通常情况下，A为固态单质。根据如图转化关系，回答下列问题： （1）写出A和D的化学式： A.　 S　；D.　 SO3　。 （2）写出下列反应的化学方程式： ①E→C：Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O； ②C→D：2SO2＋O22SO3； ③B→C：2H2S＋3O22SO2＋2H2O。 解析：固体单质A能和氧气反应，也能和氢气反应，说明是非金属单质，根据其氧化产物可继续和氧气反应可判断A是S，和氢气反应生成硫化氢，硫化氢燃烧可生成SO2，硫和氧气反应生成SO2，SO2和氧气反应生成三氧化硫，三氧化硫溶于水生成硫酸；浓硫酸在加热的条件下和铜发生氧化还原反应，生成硫酸铜、SO2和水。 归纳总结 含硫物质的转化归纳 1.相同价态 相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现 如： 2.不同价态 （1）转化的邻位价态规律（通过氧化还原反应实现） 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：H2O2O3。 （2）归中反应和歧化反应 ①当硫元素的高价态物质与低价态物质间反应时，一般生成中间价态物质，即发生归中反应，化合价只靠近不交叉。如H2S＋H2SO4（浓）S↓＋SO2↑＋2H2O ②中间价态含硫物质发生氧化还原反应时，化合价有升又有降，即发生歧化反应。 如：3S＋6NaOH（浓）2Na2S＋Na2SO3＋3H2O （3）含硫物质的连续氧化 1.下列关于硫的叙述中错误的是（　　） A.在自然界中化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐形式存在 B.游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里 C.实验室常用酒精除去附着在试管壁上的硫黄 D.硫是黑火药的主要成分之一 解析：C　硫在自然界中，化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。硫单质俗称硫黄，是一种黄色或淡黄色固体，难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，常用二硫化碳除去试管内壁附着的硫单质。 2.下列转化不能一步实现的是（　　） A.SH2S B.SSO3 C.H2SO4SO2 D.Na2SO3SO2 解析：B　A项，H2＋SH2S；B项，S和O2反应只能生成SO2；C项，浓硫酸和还原性物质反应生成SO2；D项，Na2SO3与浓硫酸反应生成SO2。 3.某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。 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。 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 （1）实验ⅰ选择的试剂是　①⑤　（填序号），证明实现转化的现象是酸性KMnO4溶液褪色，该转化利用了Na2SO3的　还原　性。 （2）实验ⅱ实现了＋4价和－2价S向0价S的转化，写出该转化反应的离子方程式： S＋2S2－＋6H＋3S↓＋3H2O。 每生成3 mol硫单质，转移的电子数为　4　NA。 （3）证明实现实验ⅲ转化的现象是品红溶液褪色。 解析：（1）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。 （2）实验ⅱ实现了＋4价和－2价S向0价S的转化，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，离子方程式为S＋2S2－＋6H＋3S↓＋3H2O；由得失电子守恒可知，每生成3 mol硫单质，转移的电子数为4NA。 （3）实验ⅲ预期转化为，选择的试剂为铜、浓硫酸，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。 题组一　自然界中硫的存在和转化 1.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，放置一段时间后酸性减弱 D.火山喷发口附近可能发现硫黄 解析：C　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，C错误；火山喷口附近可能存在单质硫，D正确。 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 解析：D　大气中的硫元素会部分转化为H2SO4变成酸雨，D不合理。 题组二　不同含硫物质的相互转化 3.下列变化需要加入氧化剂才能实现的是（　　） A.S2－HS－ B.Na2SO3SO2 C.SO2S D.H2SS 解析：D　加入氧化剂发生的变化，是硫元素化合价升高的变化。 4.下图为含硫物质之间的转化关系，其中属于氧化还原反应的有（　　） A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 解析：B　H2S转化为S单质，S元素化合价由－2价变为0价，属于氧化还原反应；S单质转化为SO2，S元素化合价由0价变为＋4价，属于氧化还原反应；SO2转化为H2SO3及Na2SO3，S元素化合价始终为＋4价，属于非氧化还原反应。 5.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.Na2SS B.SS C.SO2（g）CaSO3（s） D.稀硫酸SO2（g） 解析：A　Na2S具有还原性，Cl2具有强氧化性，可将Na2S氧化为S，A正确；SS，硫元素化合价都降低，不符合氧化还原反应规律，B错误；氯化氢的酸性强于亚硫酸，则SO2（g）CaSO3（s）不能发生，C错误；稀硫酸不具有脱水性和强氧化性，不能与蔗糖反应生成二氧化硫，D错误。 6.Na2SO3中＋4价的硫元素，既有氧化性，又有还原性。要证明Na2SO3具有还原性，需选用的试剂是（　　） A.硫化钠溶液 B.盐酸 C.氯化钙溶液 D.溴水 解析：D　要证明Na2SO3具有还原性，应选用具有氧化性的溴水。 7.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，故浓硫酸均能氧化SO2和H2SO3 B.H2S与浓硫酸在不同的条件下反应的氧化产物只能是SO2 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 解析：C　A项，硫元素常见化合价为－2、0、＋4、＋6价；浓硫酸中硫元素化合价为＋6价，二氧化硫与亚硫酸中硫元素化合价都为＋4价，因此浓硫酸不能氧化二氧化硫和亚硫酸；B项，H2S与浓硫酸在不同的条件下反应的氧化产物不同，H2S与浓硫酸反应生成二氧化硫、硫和水；C项，S＋O2SO2，SO2＋H2OH2SO3，H2SO3＋2NaOHNa2SO3＋2H2O，所以符合题干信息；D项，硫和氧气反应生成二氧化硫，不是生成三氧化硫。 8.硫元素的几种化合物及单质存在下列转化关系： 浓硫酸SO2Na2SO3溶液Na2S2O3S、SO2 下列判断错误的是（　　） A.反应①中浓硫酸是氧化剂 B.反应②表明SO2具有酸性氧化物的性质 C.反应③的化学方程式为S＋Na2SO3Na2S2O3 D.反应④中稀硫酸是还原剂 解析：D　A项，Cu与浓硫酸反应时，浓硫酸是氧化剂，A项正确；B项，SO2与NaOH反应生成亚硫酸钠和水，表明SO2具有酸性氧化物的性质，B项正确；C项，反应③的化学方程式为S＋Na2SO3Na2S2O3，C项正确；D项，Na2S2O3与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂，稀硫酸仅起酸的作用，不是还原剂，D项错误。 9.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。下列说法错误的是（　　） 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＋2H2OH2SO4＋H2 C.X物质是I2 D.SO2在过程中表现出了还原性与漂白性 解析：D　由图知，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＋2H2O2HI＋H2SO4，反应Ⅱ：2HII2＋H2↑，总反应的化学方程式是SO2＋2H2OH2SO4＋H2，B、C正确；反应Ⅰ过程中SO2只表现出了还原性，D错误。 10.含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示，下列叙述错误的是（　　） A.该过程中可得到化工产品H2SO4 B.该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2 C.该过程中化合价发生改变的元素只有Fe和S D.图中涉及的反应之一为Fe2（SO4）3＋SO2＋2H2O2FeSO4＋2H2SO4 解析：C　根据工艺流程图可知，该工艺中Fe2（SO4）3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，反应的化学方程式为Fe2（SO4）3＋SO2＋2H2O2FeSO4＋2H2SO4，该工艺不仅吸收了二氧化硫，还得到了化工产品硫酸，A、D两项正确；根据A中分析可知，该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2，B项正确；该过程中化合价发生变化的元素有氧、铁、硫，C项错误。 11.“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 解析：B　由图知，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；d为H2SO3，e为H2SO4，将d转化为e后溶液酸性增强，A正确；将足量的H2SO4加入含亚硫酸盐的溶液中，产生的是二氧化硫气体，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。 12.如图所示是一系列含硫化合物的转化关系（反应中生成的水已略去），其中说法正确的是（　　） A.反应①说明SO2具有漂白性，反应②说明SO2具有酸性 B.反应②中生成物n（Na2SO3）∶n（NaHSO3）＝1∶1时，则反应物n（SO2）∶n（NaOH）＝1∶2 C.反应③④⑤均属于氧化还原反应 D.工业上可利用反应②和反应④回收SO2 解析：D　反应①中先变蓝后褪色显然是因为KIO3的还原产物先是I2后是I－，体现了SO2的还原性，反应②属于酸性氧化物和碱的反应，体现了SO2具有酸性氧化物的通性，A错误；根据原子守恒，当n（Na2SO3）∶n（NaHSO3）＝1∶1时，n（SO2）∶n（NaOH）＝2∶3，B错误；反应④是非氧化还原反应，C错误；反应②吸收了SO2，反应④放出了SO2，可以通过2个反应回收二氧化硫，D正确。 13.（2025·合肥高一期中）研究不同价态硫元素之间的转化是合理利用硫元素的基本途径。以下是硫及其化合物的“价—类”二维图及它们之间相互转化的部分信息。下列说法错误的是（　　） A.C与A反应生成B，体现C的氧化性 B.C可使品红溶液褪色，体现C的漂白性 C.C→D→E及C→F→E都可通过一步反应实现转化 D.E的浓溶液可作为干燥剂，能干燥Cl2、CO2、H2S等气体 解析：D　由图可知，A为H2S，B为S单质，C为SO2，D为SO3，E为H2SO4，F为H2SO3，H为硫酸盐，G为亚硫酸盐。SO2与H2S发生氧化还原反应生成S和水，SO2为氧化剂，体现其氧化性，A正确；SO2有漂白性，能使品红溶液褪色，B正确；SO2被氧化生成SO3，SO3与水反应生成H2SO4，SO2与水反应生成H2SO3，H2SO3被氧化生成H2SO4，均可一步转化，C正确；浓硫酸具有强氧化性，不能干燥还原性气体，因此不能干燥H2S，D错误。 14.高温条件下，Na2SO4和焦炭可发生化学反应，某兴趣小组对该反应及其产物进行如下实验探究。已知：Na2S2O3＋H2SO4Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O。 回答下列问题： （1）Na2SO4和焦炭高温反应的装置如图1所示： ①实验时，需先　通入N2　（填“加热”或“通入N2”），目的是排尽装置中的空气（或O2），防止C与O2反应。 ②装置b的作用是　防倒吸　。 （2）该兴趣小组通过查阅资料得知，Na2SO4和焦炭在高温条件下发生氧化还原反应，反应后的气体生成物有碳的氧化物和SO2，采用图1及图2装置可探究这些氧化物的存在。 ①仪器连接的合理顺序是图1→D→C→D→A→B→A→F→E→A→G（仪器可重复使用）。 ②检验图1中装置气密性的方法是关闭止水夹，用酒精灯微热图1中玻璃管，观察最后一个试管内导管口中有气泡产生，停止加热后，导管中形成一段水柱，证明气密性良好。 ③图2 C装置中反应的离子方程式为5SO2＋2Mn＋2H2O4H＋＋2Mn2＋＋5S，酸性KMnO4溶液的作用是　除去SO2　，B装置浓NaOH溶液的作用是　除去CO2 。 ④实验结束后，装置E中的黑色固体变为红色，则说明Na2SO4和焦炭在高温条件下反应生成的气体中有　CO　（写化学式）。 （3）已知，CuSO4溶液呈酸性。取上述实验后的固体于试管中，加少量稀硫酸，生成的气体通入CuSO4溶液中，溶液变黑，静置后，试管底部有少量淡黄色固体，则Na2SO4和焦炭在高温条件下反应后的固体可能是　bc　（填字母）。 a.Na2S和Na2SO4 b.Na2S和Na2SO3 c.Na2S和Na2S2O3 d.Na2S2O3和Na2SO4 解析：（1）①装置中有空气，会干扰Na2SO4和焦炭的反应，所以实验前，先通入N2，排尽装置中的空气（或O2），防止C与O2反应。②仪器b为安全瓶，其作用是防倒吸。 （2）①由于CO2、SO2与澄清石灰水均会生成沉淀，故先用品红溶液检验SO2，然后用酸性KMnO4溶液除去SO2，并用品红溶液检验SO2是否除尽，再用澄清石灰水检验CO2，再用浓NaOH溶液除去CO2，并用澄清石灰水检验CO2是否除尽，用无水CaCl2干燥气体，最后用CuO检验CO，并用澄清石灰水证明反应有CO2生成，最后收集尾气，可以防止污染空气等，故仪器连接顺序为图1→D→C→D→A→B→A→F→E→A→G。②检查该装置气密性的方法可以采用微热法，即关闭止水夹，用酒精灯微热图1中玻璃管，观察最后一个试管内导管口中有气泡产生，停止加热后，导管中形成一段水柱，证明气密性良好。③利用KMnO4的氧化性除去SO2，离子方程式为5SO2＋2Mn＋2H2O4H＋＋2Mn2＋＋5S，NaOH溶液与CO2反应，达到除去CO2的目的。④装置E中的CuO由黑色变为红色，说明Na2SO4和焦炭在高温下反应生成具有还原性的气体，该气体为CO。 （3）CuSO4溶液变黑，说明生成CuS沉淀；有淡黄色固体生成，说明生成S；结合CuSO4溶液呈酸性，由反应2H2S＋SO23S＋2H2O，可以推知取上述实验后的固体于试管中，加少量稀硫酸，生成的气体为H2S和SO2；a.Na2SO4不能和稀硫酸反应生成SO2，不符合条件，a错误；b.Na2S和硫酸反应生成H2S，Na2SO3和硫酸反应生成SO2，符合条件，b正确；c.Na2S和硫酸反应生成H2S，Na2S2O3和硫酸反应生成SO2，符合条件，c正确；d.Na2S2O3和硫酸反应生成SO2，Na2SO4不能和稀硫酸反应，不符合条件，d错误。 11 / 11 学科网（北京）股份有限公司 $