人教版高中化學必修二 硫及其化合物 化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素(第3課時不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化)

第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素

第一節(jié)硫及其化合物第3課時不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化

自然界中硫的存在和轉(zhuǎn)化1.自然界中不同價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化【情境·思考】在古代中國,稀硫酸被稱為“綠礬油”?！饵S帝九鼎神丹經(jīng)訣》卷九中就記載著“煉石膽取精華法”,即干餾石膽(膽礬)而獲得硫酸。綠礬油是一種無色黏稠液體,可用于除掉兵器上的鐵銹。實驗室模擬此過程:可以用FeSO4·7H2O加強熱,用加冰水混合物的U形管冷凝即可,用NaOH吸收SO2,理論可得29.5%的H2SO4。(1)上述過程硫的化合價如何變化?你能預測生成的含鐵化合物是什么嗎?(2)試寫出反應的化學方程式。提示:(1)反應中有硫酸和SO2生成,故硫的化合價降低;由氧化還原反應的規(guī)律可知鐵的化合價一定升高,故產(chǎn)物為Fe2O3。(2)反應化學方程式為2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O,SO3+H2O====H2SO4。高溫====2.硫元素不同化合價之間的相互轉(zhuǎn)化(1)硫的化合價與性質(zhì)的關(guān)系(2)設計實驗實現(xiàn)不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化序號轉(zhuǎn)化目標轉(zhuǎn)化前的含硫物質(zhì)選擇試劑轉(zhuǎn)化后的含硫物質(zhì)①-2→0H2S________S___②0→-2S__H2S________________O2(不足)SO2H2Fe或CuFeS或Cu2S序號轉(zhuǎn)化目標轉(zhuǎn)化前的含硫物質(zhì)選擇試劑轉(zhuǎn)化后的含硫物質(zhì)③-2→+4H2S________SO2④0→+4S__SO2⑤+4→0SO2___S⑥+4→+6SO2__SO3___H2SO4⑦+6→+4H2SO4___SO2O2(足量)O2H2SO2Cl2Cu書寫有關(guān)化學方程式:①______________________________________②____________________________________________

③_____________________2H2S+O22S+2H2O,SO2+2H2S====3S+2H2OH2+SH2S,Fe+SFeS或2Cu+SCu2S2H2S+3O22SO2+2H2O點燃====△====△====△====點燃====④____________⑤___________________⑥___________________

___________________________

⑦Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+2H2O+SO2↑S+O2SO2SO2+2H2S====3S+2H2O2SO2+O22SO3Cl2+SO2+2H2O====H2SO4+2HCl點燃====△催化劑△====【巧判斷】(1)硫在過量、純凈的O2中燃燒的產(chǎn)物是SO3。 (

)提示:×。硫與O2反應的產(chǎn)物是SO2而不是SO3。(2)將SO2通入氫硫酸中,若出現(xiàn)黃色渾濁,則證明SO2具有氧化性。 (

)提示:√。將SO2通入氫硫酸中,發(fā)生反應SO2+2H2S====3S↓+2H2O,SO2表現(xiàn)氧化性。(3)在反應H2S+H2SO4(濃)====S↓+SO2↑+2H2O中,氧化產(chǎn)物為SO2,還原產(chǎn)物為S。 (

)提示:×。根據(jù)氧化還原反應規(guī)律分析反應

,氧化產(chǎn)物為S,還原產(chǎn)物為SO2?！厩榫场に伎肌看笮凸?jié)日時,人們經(jīng)常會燃放煙花爆竹等。但這會帶來很大的空氣污染,近幾年,越來越多的城市全年全區(qū)域禁止燃放煙花爆竹。(1)燃放爆竹時的主要反應是S+2KNO3+3C====K2S+3CO2↑+N2↑,S發(fā)生了什么變化?表現(xiàn)什么性質(zhì)?提示:反應中S的化合價降低,發(fā)生還原反應,表現(xiàn)氧化性。(2)燃放爆竹時會聞到強烈的刺激性氣味,你知道其中的原因嗎?提示:燃放爆竹時S與空氣中的氧氣反應生成有刺激性氣味的SO2氣體。知識點不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化【重點釋疑】1.常見含硫的物質(zhì)的轉(zhuǎn)化2.不同價態(tài)硫的化合物的轉(zhuǎn)化(1)價態(tài)與性質(zhì)①-2價硫處于最低價態(tài),只有還原性,可被O2、Cl2等氧化劑氧化為S;②0價、+4價硫處于中間價態(tài),既有氧化性又有還原性;③+6價硫處于最高價態(tài),只有氧化性。注意濃硫酸在一定條件下與金屬或還原性鹽反應時既體現(xiàn)強氧化性又體現(xiàn)酸性,如Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+2H2O+SO2↑?！?===(2)價態(tài)變化規(guī)律當硫元素的化合價升高或降低時,一般升高或降低到其相鄰的價態(tài),即臺階式升降,如:(3)含硫物質(zhì)的連續(xù)氧化

【思考·討論】把SO2氣體通入BaCl2溶液中,產(chǎn)生了白色沉淀,該沉淀的成分是什么?請解釋原因。提示:白色沉淀為BaSO4。SO2氣體通入BaCl2溶液中,不會直接與BaCl2反應,SO2與水反應生成H2SO3,H2SO3被氧氣氧化為H2SO4,H2SO4與BaCl2反應生成BaSO4沉淀?！景咐痉丁俊镜淅克嵊瓯蝗藗兎Q為“天堂的眼淚”或“空中死神”,具有很大破壞力。目前,我國的酸雨主要分布地區(qū)是長江以南的四川盆地、貴州、湖南、江西以及沿海的福建、廣東等地,占我國國土面積的30%?，F(xiàn)有雨水樣品1份,每隔一段時間測定該雨水樣品的pH,所得數(shù)據(jù)如下:測試時間/h01234雨水的pH4.734.634.564.554.55分析數(shù)據(jù),回答下列問題:(1)①雨水樣品的pH變化的原因是什么?(科學探究)②如何用實驗驗證①中變化原因?(證據(jù)推理)③如果將剛?cè)拥纳鲜鲇晁妥詠硭嗷旌?pH將如何變化?原因是什么?(科學探究)(2)減少酸雨產(chǎn)生的途徑有哪些?(社會責任)【解析】(1)①酸雨放置時pH變小,其原因是雨水中的H2SO3被空氣中氧氣氧化所致:SO2+H2OH2SO3,2H2SO3+O2====2H2SO4。②可以通過檢驗不同時間的雨水中的濃度大小確定2H2SO3+O2====2H2SO4的發(fā)生。分別取2mL0h和3h的雨水于試管中,加入等量鹽酸酸化,再加入等量足量的BaCl2溶液,盛有3h的雨水的試管中溶液更渾濁,說明濃度大。③雨水和自來水混合,應考慮H2SO3與Cl2(或HClO)的反應:H2SO3+HClO====H2SO4+HCl(或SO2+2H2O+Cl2====H2SO4+2HCl)。因此雨水與自來水混合后溶液pH將變小。(2)減少酸雨的產(chǎn)生需減少SO2的排放,將煤轉(zhuǎn)化為清潔能源(如煤的氣化和液化),燃料脫硫、固硫,開發(fā)不含硫的新能源(如氫能、核能等),都是有力措施。答案:(1)①雨水中存在反應SO2+H2OH2SO3,2H2SO3+O2====2H2SO4,酸性增強,pH變?、诜謩e取2mL0h和3h的雨水于試管中,加入等量鹽酸酸化,再加入等量足量的BaCl2溶液,盛有3h的雨水的試管中溶液更渾濁,說明濃度大,說明2H2SO3+O2

====2H2SO4的發(fā)生③變小;自來水使用Cl2消毒,含有Cl2和HClO,與雨水混合發(fā)生反應H2SO3+HClO====H2SO4+HCl(或SO2+2H2O+Cl2====H2SO4+2HCl)酸性增強,pH變小(2)①少用煤作燃料;②燃料脫硫;③開發(fā)新能源【遷移·應用】1.已知X為一種常見酸的濃溶液,能使蔗糖粉末變黑。A與X反應的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,其中反應條件及部分產(chǎn)物均已略去,則下列有關(guān)說法正確的是 (

)A.X使蔗糖變黑的現(xiàn)象主要體現(xiàn)了X的強氧化性B.若A為鐵,則足量A與X在室溫下即可完全反應C.若A為碳單質(zhì),則將C通入少量的澄清石灰水中,一定可以觀察到有白色沉淀產(chǎn)生D.工業(yè)上,B轉(zhuǎn)化為D的反應條件為高溫、常壓、使用催化劑【解析】選D。X為一種常見酸的濃溶液,能使蔗糖粉末變黑,則X是硫酸,D和水反應生成硫酸,則D是三氧化硫,B和氧氣反應生成三氧化硫,則B是二氧化硫。濃硫酸使蔗糖變黑的現(xiàn)象主要體現(xiàn)了它的脫水性,A錯誤;若A是鐵,常溫下,鐵與濃硫酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象,所以鐵不能完全溶解,B錯誤;若A是碳,濃硫酸和碳反應生成二氧化碳、二氧化硫和水,二氧化碳和少量氫氧化鈣反應生成可溶性的碳酸氫鈣,C錯誤;工業(yè)上,二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的反應條件為高溫、常壓、使用催化劑,D正確。2.亞硫酸鈉中+4價的硫既有氧化性又有還原性?，F(xiàn)有試劑:氯水、硫化鈉溶液、亞硫酸鈉溶液、稀硫酸、氫氧化鈉溶液。世紀金榜導學號(1)要證明亞硫酸溶液具有還原性,應選用什么試劑?會觀察到什么現(xiàn)象?寫出反應的離子方程式。(2)要證明亞硫酸鈉溶液具有氧化性,應選用什么試劑?會觀察到什么現(xiàn)象?寫出反應的離子方程式。(3)如何通過實驗證明亞硫酸鈉已被氧化?實驗操作步驟實驗現(xiàn)象①②【解析】根據(jù)氧化還原反應的特點,要證明Na2SO3有氧化性,則應加入還原性試劑,反之,要加入氧化性試劑。Na2SO3與Na2S在酸性條件下反應生成單質(zhì)S,堿性條件下不反應。通過驗證亞硫酸鈉溶液中是否含有,即可確定其是否被氧化。答案:(1)氯水氯水褪色H2SO3+Cl2+H2O====+2Cl-+4H+(2)硫化鈉溶液、稀硫酸有淡黃色沉淀生成6H+++2S2-====3S↓+3H2O(3)取少量亞硫酸鈉溶液于試管中,加足量鹽酸酸化,未見白色沉淀產(chǎn)生再加少量BaCl2溶液,如果出現(xiàn)白色沉淀,則亞硫酸鈉已被氧化【課堂回眸】第1課時硫和二氧化硫第五章

第一節(jié)硫及其化合物

1.能從物質(zhì)類別和硫元素化合價的角度認識硫和二氧化硫的性質(zhì)，強化“證據(jù)推理與模型認知”能力的發(fā)展。2.了解二氧化硫與水反應的可逆性，二氧化硫的漂白性及其與氯氣漂白原理的不同。核心素養(yǎng)發(fā)展目標二、二氧化硫內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN一、硫及其單質(zhì)硫及其單質(zhì)LIUJIQIDANZHI011.硫——重要的非金屬元素(1)硫位于元素周期表中的第

周期第

族，硫原子最外層有

個電子，在化學反應中容易

電子，形成

價硫的化合物。(2)硫元素的原子半徑比氯原子半徑

，硫原子得電子能力比氯原子

，硫化氫的穩(wěn)定性比氯化氫

。(3)硫元素的非金屬性比氧元素

，在富含氧氣的地表附近的含硫化合物中，硫常顯

價，氧為

價。知識梳理三ⅥA6得到－2大弱弱弱＋4或＋6－22.硫單質(zhì)(1)物理性質(zhì)①單質(zhì)硫俗稱

，是一種

晶體，質(zhì)脆，易研成粉末。②難溶于水，微溶于

，易溶于

。硫黃黃色酒精二硫化碳(2)化學性質(zhì)寫出下列反應的化學方程式S＋FeFeSS＋2CuCu2SS＋H2H2SS＋O2SO2氧化還原歸納總結(jié)(1)從物質(zhì)類別和元素化合價角度理解硫的化學性質(zhì)：(2)硫在一定條件下與大多數(shù)金屬反應生成相應的金屬硫化物，與變價金屬反應生成其低價金屬硫化物。(3)硫與氧氣反應，不論氧氣是否足量、濃度如何，其一步反應都只能生成SO2，不能生成SO3。1.根據(jù)硫的性質(zhì)，回答下列問題：(1)單質(zhì)間發(fā)生化合反應，能否生成Fe2S3或CuS?深度思考提示

不能。單質(zhì)硫與變價金屬鐵或銅化合只能生成FeS或Cu2S。(2)鐵與硫反應生成FeS，與氯氣反應生成FeCl3，能否說明氯氣的氧化性比硫強？提示能。氯氣將鐵氧化為＋3價，而硫只能將鐵氧化為＋2價。2.硫與熱堿液反應生成金屬硫化物和亞硫酸鹽。如3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。(1)該反應中硫體現(xiàn)的性質(zhì)是________________。(2)氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_____。(3)試管內(nèi)壁上附有硫單質(zhì)時，能否用酒精洗滌，如不能，用什么洗滌？(從硫的物理性質(zhì)及化學性質(zhì)兩個角度分析)氧化性和還原性2∶1提示

因為硫微溶于酒精，所以不能用酒精洗滌。應用二硫化碳或熱的氫氧化鈉溶液溶解洗滌。相關(guān)鏈接硫與銀、汞的反應及其應用一般說來，S不能使具有可變化合價的金屬顯高價，且S與大多數(shù)金屬的反應需在加熱條件下才能完成，但是S與Hg、Ag等不活潑金屬的反應在常溫下就能進行，且能使Hg顯高價。①利用Ag和S的反應可以鑒別出真假銀：用一布條沾上少量硫黃粉末在待鑒別的器皿表面用力摩擦，若摩擦處出現(xiàn)黑斑則說明是真銀，否則為假銀。②利用Hg和S的反應可以消除溫度計、氣壓計、血壓計等被打破后汞的毒害，所以若汞不慎灑落在地面上，要立即打開門窗通風，并盡量設法收集起來，殘余的部分可覆蓋硫粉處理，以免汞蒸氣中毒。解析硫單質(zhì)或含硫物質(zhì)在空氣中燃燒時應生成SO2，而不能直接生成SO3。1.下列說法不正確的是A.硫是一種難溶于水的黃色固體B.硫與鐵反應生成硫化亞鐵C.單質(zhì)硫既有氧化性，又有還原性D.硫在過量純氧中的燃燒產(chǎn)物是三氧化硫跟蹤強化123√2.下列物質(zhì)中，不能由單質(zhì)直接化合生成的是①CuS

②FeS

③SO3

④H2S

⑤FeCl2A.①③⑤ B.①②③⑤C.①②④⑤ D.全部解析①硫的氧化性較弱，和變價金屬反應生成低價態(tài)金屬化合物，硫和銅反應生成Cu2S；②硫和鐵反應能生成FeS；③硫和氧氣反應生成SO2而不是SO3；④硫和氫氣反應生成H2S；⑤氯氣的氧化性較強，和變價金屬反應生成高價態(tài)金屬化合物，氯氣和鐵反應生成FeCl3?！?233.除去試管壁上附著的硫，可采用的方法是A.通入氫氣后加熱B.伸入灼熱的鐵絲

C.用水洗滌D.用二硫化碳洗滌后再用水洗解析硫與氫氣反應需要加熱，實驗操作復雜，且產(chǎn)物硫化氫有毒；硫與鐵反應需要加熱，其產(chǎn)物硫化亞鐵固體會附著在試管壁上；硫難溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，試管壁上的硫可用二硫化碳溶解而除去。123√返回02二氧化硫ERYANGHUALIU1.實驗探究實驗一：SO2的物理性質(zhì)知識梳理現(xiàn)象：液面迅速

，最后充滿試管。結(jié)論：SO2有

氣味，

溶于水。上升刺激性易實驗二：SO2的化學性質(zhì)用水溶性實驗所得溶液做下列實驗操作現(xiàn)象結(jié)論pH試紙_______________________溶液_____

，

漂白石蕊溶液變紅SO2的水溶液顯酸性變紅SO2的水溶液顯酸性不能振蕩后

，再加熱溶液_________________________________________________溶液紅色褪去恢復紅色SO2具有漂白性，但生成的無色物質(zhì)不穩(wěn)定2.物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味毒性密度溶解性

色氣體

氣味有毒比空氣___

溶于水(1∶40)無刺激性大易3.化學性質(zhì)(1)從物質(zhì)分類的方面分析SO2性質(zhì)SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2OSO2+CaO===CaSO3SO2+H2OH2SO3正反應：化學上通常把向生成物方向進行的反應叫做正反應。逆反應：向反應物方向進行的反應叫做逆反應。可逆反應：在同一條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應，叫做可逆反應。(2)從元素化合價變化角度分析SO2性質(zhì)H2SO4+2HCl2SO33S+2H2O(3)SO2的特性——漂白性可使某些有色物質(zhì)(如品紅溶液)生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，若加熱，可恢復原來的顏色。歸納總結(jié)二氧化硫與氯水的漂白性比較4.用途二氧化硫常用作漂白劑、殺菌消毒劑、食品添加劑。1.氯氣和二氧化硫都能使品紅溶液褪色，原理是否相同？若將等物質(zhì)的量的氯氣和二氧化硫氣體相混合后漂白能力是否會增強？提示不同，氯氣使品紅溶液褪色是因為氯氣與水反應生成的次氯酸具有強氧化性，可以將有色物質(zhì)氧化成無色物質(zhì)，此過程是不可逆的，而二氧化硫使品紅溶液褪色是可逆的。若將等物質(zhì)的量的氯氣和二氧化硫氣體相混合后，在溶液中發(fā)生反應SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，從而失去漂白能力。深度思考2.可逆反應是在相同條件下能同時向正、反兩個方向進行的反應。下列反應不屬于可逆反應的是________。③④⑤3.三氧化硫具有酸性氧化物的通性。寫出下列反應的化學方程式。(1)三氧化硫與水劇烈反應生成硫酸提示SO3＋H2O===H2SO4(2)三氧化硫與堿(石灰乳)反應提示SO3＋Ca(OH)2===CaSO4＋H2O(3)三氧化硫與氧化鈣反應提示SO3＋CaO===CaSO4(4)三氧化硫通入氯化鋇溶液中有沉淀生成提示SO3＋BaCl2＋H2O===BaSO4↓＋2HCl4.向盛有下列溶液的試管中分別通入SO2氣體：①紫色石蕊溶液；②NaOH溶液(滴有酚酞溶液)；③品紅溶液；④溴水。請回答下列問題：(1)試管①中的現(xiàn)象是_________________，發(fā)生反應的化學方程式為____________________。紫色石蕊溶液變紅SO2＋解析SO2與H2O反應生成H2SO3，能使紫色石蕊溶液變紅。(2)試管②中的現(xiàn)象是__________，發(fā)生反應的化學方程式為______________________________，若繼續(xù)通入過量的SO2，則發(fā)生反應的化學方程式為_____________________________。紅色變淺Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3解析向NaOH溶液中通入少量SO2生成Na2SO3，SO2過量后生成NaHSO3。SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O(3)試管③中的現(xiàn)象是______________，若將吸收SO2的溶液加熱，現(xiàn)象是_____________。品紅溶液褪色解析SO2使品紅溶液褪色表現(xiàn)的是其漂白性。溶液恢復紅色(4)試管④中的現(xiàn)象是__________。溴水褪色解析SO2具有還原性，能使溴水褪色。(5)上述實驗，SO2表現(xiàn)出酸性氧化物性質(zhì)的是_____(填序號，下同)，SO2表現(xiàn)出漂白性的是____，SO2表現(xiàn)出還原性的是____。①②③④相關(guān)鏈接(1)根據(jù)SO2分子中S的價態(tài)可知，SO2中的S在反應中既可得到電子也可失去電子，既具有氧化性又具有還原性。SO2的性質(zhì)可總結(jié)為“三性一特性”：“三性”指氧化性(主要指SO2＋2H2S===3S＋2H2O)、還原性(能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色)、酸性氧化物的通性；“一特性”指漂白性(能使品紅溶液褪色，但加熱后溶液又恢復紅色)。(2)特別提示①褪色不都是漂白，有機色質(zhì)(如紙張、布條)被氧化或因為發(fā)生化合反應而褪色稱為漂白，無機離子或分子因為發(fā)生氧化還原反應而褪色不叫漂白，如SO2將MnO還原為Mn2＋，不是漂白。②SO2的漂白是“化合型”漂白，即與有色物質(zhì)化合生成無色不穩(wěn)定化合物，與SO2是酸性氣體、有還原性無關(guān)。SO2的漂白具有選擇性，不能漂白酸堿指示劑。1.下列反應中，SO2作還原劑的是A.SO2＋NaOH===NaHSO3B.SO2＋H2O2===H2SO4C.SO2＋2H2S===3S＋2H2OD.2Mg＋3SO2=