5.1.3硫及其化合物（三）不同价态含硫物质的转化 课件 2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

第五章 第一节 硫及其化合物（三） 不同价态含硫物质的转化 了解含硫物质在自然界中的存在与转化，熟悉自然界中常见的含硫物质的类别及硫元素的化合价。 根据硫元素化合价分析含硫物质的性质，并能设计实验实现不同价态含硫物质的相互转化，增强对氧化还原反应的认识。 学习目标 火山喷发后当地的空气质量变得非常糟糕，有刺激性气味的气体弥漫空中。 这种气体是什么呢？火山喷发时发生了哪些变化？ 思考 3 SO2 H2SO3 H2SO4 SO3 S H2S 石膏(CaSO4·2H2O) 黄铁矿(FeS2) 芒硝(Na2SO4·10H2O) 黄铜矿(CuFeS2) 自然界中的硫元素有哪些存在形式？这些含硫物质之间如何转化的？ 思考 4 自然界中的硫元素有哪些存在形式？这些含硫物质之间如何转化的？ 思考 5 1.自然界中硫的存在 游离态的硫主要存在于火山喷发口附近或地壳的岩层中。 化合态的硫广泛存在于动植物体内和海洋、大气、地壳中。 动植物体内 含硫蛋白质 岩层深处、海底的 无氧环境中 金属硫化物：如黄铁矿(FeS2)、黄铜矿（CuFeS2)等 地表附近的 富氧环境中 硫酸盐：如石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等 大气层中 少量的H2S和SO2、SO3等 一、自然界中硫的存在和转化 火山喷发中硫元素的来源 火山喷发会产生大量的二氧化硫，除此之外还有H2S、S及其他含硫矿物，二氧化硫是这些含硫物质被空气中的氧气氧化产生的。这些含硫物质来自于哪里呢？含硫矿物主要集中在火山口或温泉口，而其他部分地壳中的硫元素含量很低，因此这些含硫物质主要来自于更深的地幔层。火山喷发时将地幔中的硫元素带了出来。 地幔中的硫元素又从何而来呢？一种假说认为地核、地幔、地壳分层时残留于地幔；第二种假说认为分层后，陨石撞击地球，带入地幔；还有假说认为是由地核传入地幔。 2.自然界中不同价态硫元素间的转化 一、自然界中硫的存在和转化 写出上述转化的化学方程式： ①__________________________ ②____________________ ③____________________ ④_______________ SO3＋H2O===H2SO4 2H2S＋3O2 === 2SO2＋2H2O 点燃 S＋O2 === SO2 点燃 2SO2＋O2 2SO3 自然界中有多种含硫物质，同学们还知道哪些含硫的物质？请将它们按照物质类别和元素价态进行分类。根据这些含硫物质的化合价预测它们的性质。 硫元素的化合价 -2 0 +4 +6 气态 氢化物 单质 氧化物 酸 盐 物质类别 H2S S SO2 SO3 H2SO3 H2SO4 Na2SO3 Na2SO4 Na2S 只有氧化性 既有氧化性 又有还原性 只有还原性 思考 9 任务 设计实验实现不同价态含硫物质的转化，填写下列表格 提 示 常用的氧化剂有浓硫酸、Cl2、KMnO4等；常用的还原剂有金属单质、H2、Na2S等。 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 10 化学实验设计 化学实验设计是指实验者在实施化学实验之前，根据一定的实验目的，运用化学知识与技能，按照一定的实验方法，对实验的原理、试剂、仪器与装置、步骤和方法等所进行的规划。例如，设计“不同价态含硫物质的转化”实验，当确定了要实现的转化关系后，需要明确转化前后的含硫物质是哪些，通过怎样的反应（氧化/还原)实现转化，用到的氧化剂或还原剂是什么，等等。进行化学实验设计时，应遵循科学性、可行性、安全性和绿色化原则。 不同价态硫元素间转化的思维模型 化学实验设计 【探究5-1.1】Na2S转化为单质S（-2→0价硫的转化） 实验 操作 实验 现象 分析 生成黄色沉淀 生成淡黄色沉淀 S2－能被H2SO3及酸性KMnO4等氧化生成单质S。 酸性KMnO4溶液、H2O2溶液、H2SO3溶液均能将Na2S转化为单质硫。 氧化性：KMnO4、H2O2、H2SO3的氧化性强于S。 Na2S遇酸产生H2S气体，需要用沾有氢氧化钠溶液的棉花堵住试管口。 -2 0 【探究5-1.2】S转化为FeS（0→-2价硫的转化） 实验 操作 实验 现象 ……生成黑色固体 0 -2 单质硫的氧化性表现在能许多金属单质、非金属单质或碱产生硫化物。 【探究5-1.3】浓H2SO4转化为SO2（+6→+4价硫的转化） 实验 操作 实验 现象 A试管中有气泡生成，溶液变蓝色 ，铜片溶解，B试管中品红溶液褪色。 吸收剩余的SO2防止污染空气 浓硫酸的强氧化性表现在能与大部分金属单质、非金属单质（C或S等）还原性的气体(H2S、 HI、 HBr等）产生SO2 +6 +4 设计实验实现不同价态含硫物质的转化，填写下列表格。 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 亚硫酸溶液 酸性高锰酸钾 S …… 0→-2 S 铁粉 FeS …… +6→+4 浓H2SO4 Cu SO2 …… +4→+6 0→+4 +4→0 任务 S SO2 浓硫酸 有刺激性气味的气体产生 S H2S溶液 有黄色沉淀产生 SO2 Na2SO3 酸性高锰酸钾溶液 溶液紫红色褪去 Na2SO4 16 二、不同价态含硫物质的转化 1.物质类别视角 氢化物 H2S 单 质 S H2SO3 H2SO4 含氧酸 Na2SO3 Na2SO4 盐 S+H2 H2S △ S +O2 SO2 点燃 SO2 +H2O H2SO3 H2SO3+2NaOH Na2SO3+2H2O 氧化物 SO2 SO3 注意：单质S不能一步转化为SO3 2.元素价态视角 H2S S H2SO4 SO2 Cl2、O2、 KMnO4(H+) H2S 溴水、HNO3、 Fe3+、H2O2、 KMnO4(H+) Cu、C、 HI、H2S H2 O2 通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化： 低价态 高价态 氧化剂 还原剂 二、不同价态含硫物质的转化 2.元素价态视角 SO32- SO42- Cl2、O2、HNO3、H2O2 二、不同价态含硫物质的转化 含硫物质的连续氧化过程 H2S S H2SO4 SO2 SO3 H2SO3 O2足量 O2 O2 H2O H2O 催化剂 O2 不足 2.元素价态视角 二、不同价态含硫物质的转化 3. 硫单质及其化合物之间的转化规律 （1）邻位价态原则：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 二、不同价态含硫物质的转化 ① H2S→S ② S →SO2 ③ SO2→SO3 ④ SO2→ S ⑤ S →H2S SO2＋2H2S===3S＋2H2O 2H2S＋O2 === 2S＋2H2O 点燃 S＋O2 === SO2 点燃 2SO2＋O2 2SO3 S＋H2 === H2S △ （2）相邻价态的粒子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。 二、不同价态含硫物质的转化 3. 硫单质及其化合物之间的转化规律 （3）归中规律 当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态， 如：2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O H2S+H2SO4(浓) S+SO2+2H2O 升高2价 降低2价 FeS H2S Na2S CuS NaHS 三、相同价态含硫物质的转化 1. -2价硫的化合物间的转化 FeS＋2HCl === FeCl2 ＋H2S↑ H2S＋NaOH === NaHS ＋H2O NaHS＋NaOH === Na2S ＋H2O Na2S＋CuSO4 === Na2SO4 ＋CuS↓ SO2 H2SO3 Na2SO3 BaSO3 NaHSO3 相同价态的不同含硫化合物间主要是通过酸碱反应规律联系在一起的。 H2O NaOH溶液 H2SO4 NaOH溶液 NaOH溶液 H2SO3 浓H2SO4 三、相同价态含硫物质的转化 2. +4价硫的化合物间的转化 BaCl2 溶液 SO3 H2SO4 Na2SO4 BaSO4 NaHSO4 H2O NaOH溶液 NaOH溶液 三、相同价态含硫物质的转化 3. +6价硫的化合物间的转化 BaCl2 溶液 【总结】 1.同价态硫(＋4价)化合物之间的相互转化关系如图。 写出图中序号所示反应的化学方程式。 ① ； ② ； ③ 。 Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O 【练习】 B 2.硫在自然界的循环过程如图所示。下列说法中不正确的是( ) A.火山喷发、森林火灾会产生SO2 B.氢、氧两种元素没有参与硫的循环 C.工厂产生的烟气应经脱硫处理后再排放 D.硫在自然界的循环过程中，涉及了氧化还原反应 【练习】 3. 下列转化不能一步实现的是 ( ) B A. S H2S B. S SO3 C. H2S SO2 D. SO2 H2SO4 【练习】 实验室可用X的浓溶液与Na2SO3反应制备Y，主要是利用了X的强氧化性 Y与KOH反应可以生成W Y和Z反应可以生成S W与盐酸反应可以制取X 4.如图所示为硫及其化合物的价—类二维图，其中X、Y、Z、W为含硫化合物。 下列说法正确的是( ) C 硫 元 素 的 化 合 价 -2 0 +4 +6 氢化物 单质 氧化物 酸 钾盐 物质类别 Z S Y X W H2S SO2 H2SO4 K2SO4 酸性 K2SO3 不反应 【练习】 5.已知X气体是一种无色、有刺激性气味的酸性氧化物，有关X、Y、Z、W的转化关系如图 所示，反应①~④均为化合反应，回答下列问题： (1)Y的化学式为 ，Z的化学式为 ； X直接排入空气中易造成的环境问题是 。 (2)反应①~⑤中属于氧化还原反应的是 。 (3)写出反应⑤的化学方程式： 。 (4)写出铜与W浓溶液反应的化学方程式： 。 SO3 H2SO3 形成酸雨 ②④⑤ Cl2+SO2+2H2O 2HCl+H2SO4 Cu+2H2SO4 (浓) CuSO4+SO2+2H2O X Y Z W ① ② ⑤ ③ ④ O2 O2 H2O H2O 氯水 【练习】 01 自然界中的硫 不同价态含硫物质的转化 硫的存在 硫的转化 不同价态含硫物质的转化 物质类别视角 元素价态视角 相同价态含硫物质的转化 H2SO3H2O＋SO2↑ $