5.5 实验活动五 不同价态含硫物质的转化-【化学优课PPT】2025-2026学年高中化学必修第二册同步PPT课件

第五章 化工生产中的重要非金属元素 人教版必修第二册 授课老师：化学优课PPT 实验活动五——不同价态含硫物质的转化 课程学习目标 通过实验加深对硫及其化合物性质的认识 学习目标1 学习目标2 应用氧化还原反应原理实现不同价态含硫物质的转化 【实验用品】 试管、托盘天平、量筒、酒精灯、铁架台、试管架、橡胶塞、乳胶管、胶头滴管、玻璃导管、石棉网（或陶土网）、玻璃管、药匙、棉花、镊子、火柴。 浓硫酸、铜片、硫粉、铁粉、Na2S溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、H2SO3溶液、品红溶液。 实验中可能产生少量有毒、有刺激性气味的气体。因此要注意通风，控制药品的用量，严格按照要求进行操作，避免污染空气，保证实验安全。 注意 一、硫的转化实验 实验1.在两只试管中分别加入1mLNa2S溶液，向其中一支边振荡边滴加H2SO3溶液，另一支边振荡边滴加酸性KMnO4溶液，用浸NaOH溶液的棉团分别塞住两个试管口，观察并记录实验现象。 加入H2SO3溶液的试管中，出现淡黄色浑浊。 一、硫的转化实验 实验 现象 加入酸性KMnO4溶液的试管中，紫红色逐渐消失，并出现淡黄色浑浊。 H2SO3 KMnO4 反应的化学方程式：2 Na2S + 3H2SO3== 3S ↓+ 3H2O+2Na2SO3 反应的离子方程式：5S2-＋2MnO4-＋16H+==== 2Mn2+＋8H2O＋5S↓ S H2SO3 +4 S2- KMnO4(H+) S2- -2 0 S元素化合价变化 -2价S具有还原性，+4价S表现氧化性。 一、硫的转化实验 实验2.如下图所示连接仪器装置，向试管中加入1mL浓硫酸和一小块铜片，塞上带导管的单孔橡胶塞，加热，观察并记录实验现象。 一、硫的转化实验 实验现象 产生气泡 褪色 浓硫酸和铜片反应产生气泡，品红溶液颜色逐渐变浅直至褪色。 铜与浓硫酸反应（需要加热） 实验：铜与浓硫酸反应（需要加热） 原理： Cu +2H2SO4(浓)==CuSO4+SO2↑+2H2O △ S S 表现S的氧化性 +4 +6 S元素化合价变化 一、硫的转化实验 溶液变蓝 溶液变浑浊，并有黑色的物质生成 实验现象 有可能 8 实验3.将0.5g硫粉和1.0g铁粉均匀混合，放在石棉网（或陶土网）上堆成条状，用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端，当混合物呈红热状态时，移开玻璃棒，观察并记录实验现象。 一、硫的转化实验 实验现象 刚开始无现象，玻璃棒呈红热状态后，反应迅速，并有黑色固体生成。 9 硫粉与铁粉加热反应,得到硫化亚铁 Fe + S ====FeS 点燃 S S 表现S的氧化性 0 -2 S元素化合价变化 硫 (S) 一、硫的转化实验 S与一些变价金属(如Fe,Cu)反应时一般得到的是低价态的硫化物 铁粉 (Fe) 10 1.在上述实验中，含硫物质中硫元素的价态发生了怎样的变化？ 浓硫酸中S的化合价由+6变为+4 S的化合价由0价变为-2价 交流与讨论 在Na2S和H2SO3反应中，Na2S中S的化合价由-2变为0价 实验1 实验2 实验3 H2SO3化合价由+4变为0价；在Na2S和酸性KMnO4的反应中，S的化合价由-2变为0价 硫 11 2.铁粉和硫粉在空气中混合燃烧，可能发生哪些化学反应？ 可能发生铁和氧气、铁和硫、硫和氧气的反应。 3.在实验过程中你遇到了哪些问题？你是如何解决的？ 实验1中可能遇到实验现象不明显，在操作中要注意充分摇动； 交流与讨论 实验2中反应过于剧烈，要注意控制加热温度； 实验3中不能引燃，要把玻璃棒加热到红热状态。 12 二、硫元素转化规律 S FeS H2S HgS SO3 H2SO4 Na2SO4 BaSO4 SO2 H2SO3 Na2SO3 NaHSO3 1.硫元素的化合价及其化合物 S S -2 S S 0 +4 +6 13 硫元素最高价(＋6)只有氧化性，最低价(－2)只具有还原性 ; 2.硫元素的氧化性和还原性 二、硫元素转化规律 中间价(0、＋4)既具有氧化性，又具有还原性； 使硫元素由高价态向低价态转化需要加入还原剂,而硫元素低价态向高价态转化需要加入氧化剂。 14 溴水、HNO3、Fe3+ 、H2O2 MnO4(H+)、 Cu、C、 HI、H2S H2S Cl2、O2、 KMnO4(H+) H2S S SO2 -2 0 +4 +6 H2SO4 O2 H2 二、硫元素转化规律 S H H 3.不同价态硫元素间的相互转化 15 4.硫及其化合物之间相互转化 Na2SO4 H2SO4 BaSO4 SO3 SO2 S H2S H2SO3 Na2SO3 ① ② ③ ⑤ ④ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 二、硫元素转化规律 16 ① 2H2S + SO2 = 3S ↓ +H2O　 ② S + O2 = SO2 ③ 2SO2+O2 　 2SO3　　 ④ SO3 + H2O = H2SO4 ⑤ 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O 　 ⑥ H2O+SO2 　 H2SO3　 ⑦2Na2SO3+O2＝2Na2SO4 ⑧2NaOH+H2SO4 = Na2SO4+2H2O　　　 ⑨BaCl2+H2SO4 = BaSO4↓+2HCl　　 点燃 催化剂 加热 相同价态含硫化合物间--酸碱反应规律转化 二、硫元素转化规律 4.硫及其化合物之间相互转化 不同价态含硫化合物间--氧化还原反应规律 17 1、下列转化需要加入氧化剂才能实现的是（ ） A．H2S SO2 B. H2SO4 SO2 C．SO42- BaSO4 D. SO32- SO2 A 课堂练习 【解析】A．该反应中S元素化合价由-2价变为+4价，则H2S是还原剂，需要氧化剂才能实现，如氧气，故A正确； B．该反应中S元素化合价由+6价变为+4价，则H2SO4是氧化剂，需要还原剂才能实现，如Cu，故B错误； C．该反应中各元素化合价不变，不发生氧化还原反应就能实现，故C错误； D．该反应中各元素化合价不变，不发生氧化还原反应就能实现，故D错误； 18 2、下列化学品久置于空气中因发生氧化还原反应而变质的是（ ） A. NaOH B. 浓H2SO4 C. Na2SO3 D. Na2SO4 C 课堂练习 【解析】A．NaOH与空气中的二氧化碳、水反应而变质，没有元素的化合价变化，不发生氧化还原反应，故A不选； B．H2SO4在空气中不发生反应，故B不选； C．Na2SO3在空气中被氧气氧化为硫酸钠，有元素的化合价变化，发生氧化还原反应，故C选； D．Na2SO4 在空气中不发生反应，故D不选； 19 3、下列离子方程式书写正确的是（ ） A、硫化亚铁与盐酸反应 S2- + 2H+ == H2S↑ B、SO2通入溴水中 SO2 +Br2 +2H2O==SO42- +2Br- +4H+ C、硫酸与氢氧化钡溶液 H++SO42-+Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O D、亚硫酸与氢氧化钠溶液混合 H+ + OH -==H2O B 课堂练习 4、已知下列氧化剂均能氧化+4价的硫元素，为了除去稀硫酸中混有的亚硫酸，应选用的最合理的氧化剂是（ ） A. KMnO4 B. Ca(ClO)2 C. H2O2 D. Cl2 C 解析：除杂时不能引入新的杂质.其他能够引入杂质的氧化剂都不行,只能是过氧化氢(H2O2)了. 课堂练习 5、将SO2通入BaCl2溶液，未见沉淀，通入另一气体 X仍无沉淀，则X可能是（ ） A.H2S B.NH3 C.Cl2 D.CO2 D 课堂练习 【解析】A．SO2通入BaCl2溶液，未见沉淀，通入H2S与二氧化硫反应生成S沉淀，故A不选； B．通入NH3溶液呈碱性，溶液中生成大量的SO32-离子，生成沉淀BaSO3，故B不选； C．Cl2具有氧化性，在溶液中将SO2氧化为SO42-离子，生成沉淀BaSO4，故C不选； D．SO2与CO2都不与BaCl2反应，并且所对应的酸都比盐酸弱，通入SO2与CO2都不会生成沉淀，故D选； 6．下列现象或事实可用同一原理解释的是( ) A．氯水和SO2使品红溶液退色 B．浓硫酸和浓硝酸长期暴露在空气中浓度降低 C．浓硫酸和浓硝酸都可以用铁质容器储运 D．SO2可使品红和酸性高锰酸钾溶液退色 C 课堂练习 7．某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应，用如图所示的装置进行实验： 课堂练习 请回答下列问题：实验中他们取6.4 g铜片和12 mL 18 mol·L-1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应停止，最后发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组中的同学认为还有一定量的硫酸剩余。 ①写出铜与浓硫酸反应的化学方程式：_______________，实验中若有m g铜参加了反应，则有______mol硫酸被______ (填“氧化”或“还原”)，电子转移数目为______mol。 课堂练习 答案： Cu +2H2SO4(浓)==CuSO4+SO2↑+2H2O △ m/64 还原 m/32 ②下列试剂中，能证明反应停止后烧瓶中有硫酸剩余的是______ (填写字母编号)。 A．硫酸钠溶液 B．氯化钡溶液 C．银粉 D．碳酸钠溶液 ③为什么有一定量的硫酸剩余但未能使铜片完全溶解？你认为原因 是_________。 课堂练习 答案：② D ③随着反应的进行，浓硫酸逐渐变为稀硫酸，稀硫酸不与铜反应 谢 谢 $不同价态含硫物质的转化。硫元素常见的化合价有负二价、0价、正四价、正六价，可以通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化。例如，可以选择合适的氧化剂或还原剂来实现以下几种不同价态含硫物质的相互转化，负二价硫元素向零价硫元素的转化。实验用品，试管、量筒、棉团、硫化钠溶液、亚硫酸溶液、酸性高锰酸钾溶液、氢氧化钠溶液。两支试管中分别盛有一毫升硫化钠溶液，向其中一支试管滴加亚硫酸溶液，观察到有淡黄色沉淀生成。用进氢氧化钠溶液的棉团塞住试管口，向另一支试管内滴加酸性高锰酸钾溶液，观察到试管内逐渐生成黄色沉淀。同样用浸有氢氧化钠溶液的棉团塞住试管口，负二价硫元素具有还原性，可与氧化剂反应，转化为零价硫。正正六价硫元素向正四价硫元素的转化。这是浓硫酸和铜反应的实验装置，加热观察并记录实验现象，观察到加热后有气体生成，生成的气体可以使品红溶液绿色。正六价硫元素具有氧化性，可与还原剂反应，转化为正四价硫元素。0价硫元素向负二价硫元素的转化。实验用品，酒精灯、石棉网、铁粉、硫粉、玻璃棒。将0.5克硫粉与1.0克铁粉均匀混合，放在石棉网上堆成条状，用灼热的玻璃棒接触混合粉末的一端。混合物继续保持红热，并有火焰出现，红热现象从一端不断向另一端移动。冷却后观察到有黑色块状固体生成处于中间价态的零价硫元素，具有一定的氧化性，可与还原剂反应转化为负二价的硫元素。 千年之前，人们曾在丹炉中寻找长生之秘。炉火不息，药时翻腾，深山古观中，一场未知的变化正在酝酿。师傅所研磨的这种黄色矿石，正是古人常用的炼丹材料。可一次失手，黄色矿粉投入过多，高温之下，炉中火势骤变，异象陡升，远超古人预料。火光退去后，残留下来的黄色晶体依旧静静闪烁。这种令古人困惑的物质正是流，它既能以单质存在，也能转化为多种含硫物质。流的秘密就藏在不同价态的变化之间。今天，我们不再凭想象、猜测，而要用科学的眼光去追问，流为什么会呈现不同价态？不同价态的含硫物质又是怎样相互转化的？