高二化學(xué)第二冊教師用書：硫酸根離子檢驗(yàn)、硫和含硫化合物的相互轉(zhuǎn)化含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第3課時硫酸根離子檢驗(yàn)、硫和含硫化合物的相互轉(zhuǎn)化課前自主預(yù)習(xí)1．SOeq\o\al(2－,4)的檢驗(yàn)檢驗(yàn)SOeq\o\al(2－,4)的正確操作方法:被檢液eq\o（→,\s\up17（加足量鹽酸酸化））取清液eq\o（→,\s\up17（滴加BaCl2溶液））有無白色沉淀產(chǎn)生（判斷有無SOeq\o\al（2－,4))。先加稀鹽酸的目的是防止COeq\o\al（2－,3)、SOeq\o\al（2－,3）、Ag＋、SiOeq\o\al（2－,3)等離子干擾，再加BaCl2溶液,有白色沉淀產(chǎn)生。整個過程中可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：COeq\o\al（2－，3）＋2H＋=H2O＋CO2↑、SOeq\o\al（2－,3)＋2H＋=H2O＋SO2↑、Ag＋＋Cl－=AgCl↓、2H＋＋SiOeq\o\al(2－，3）=H2SiO3↓.2．粗鹽的提純（1）不溶性雜質(zhì)的除去（2）粗鹽中可溶性雜質(zhì)的除去按照上面表格的設(shè)計進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(每種試劑均加足量)，則加入足量的Na2CO3溶液時還發(fā)生了一個反應(yīng)，其化學(xué)方程式為Na2CO3＋BaCl2=BaCO3↓＋2NaCl，這樣設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)是加入Na2CO3溶液一并把原來雜質(zhì)CaCl2和過量的BaCl2全部除去了，接下來的操作是過濾，最后再向?yàn)V液中加稍過量鹽酸中和過量的Na2CO3和NaOH，之后蒸發(fā)結(jié)晶。3．不同價態(tài)硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化(1)常見不同價態(tài)硫的化合物①－2價：H2S、Na2S、FeS等。②＋4價:SO2、H2SO3、Na2SO3等。③＋6價：SO3、H2SO4、Na2SO4等。(2）通過下表中實(shí)驗(yàn)可完成不同價態(tài)硫元素物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，請?zhí)顚懴卤?（3）下表中的實(shí)驗(yàn)可完成相同價態(tài)硫元素物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化,請?zhí)顚懴卤?課堂互動探究硫酸根離子的檢驗(yàn)1．原理利用Ba2＋＋SOeq\o\al（2－,4）=BaSO4↓(白色）,BaSO4具有不溶于鹽酸、稀硝酸的特性。2．試劑可溶性鋇鹽(BaCl2）、鹽酸。3．排除干擾(1）Ag＋干擾:用鹽酸酸化可排除Ag＋干擾。(2)COeq\o\al（2－,3）、SOeq\o\al(2－，3）、POeq\o\al（3－，4）干擾:因?yàn)锽aCO3、BaSO3、Ba3（PO4）2也是白色沉淀，與BaSO4白色沉淀不同的是，這些沉淀可溶于強(qiáng)酸中。因此檢驗(yàn)SOeq\o\al（2－,4)必須用鹽酸酸化。不能用硝酸酸化，因?yàn)樵谒嵝詶l件下，SOeq\o\al（2－，3）、HSOeq\o\al（－,3）、SO2等會被溶液中的NOeq\o\al（－，3)氧化為SOeq\o\al（2－,4),從而干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果.4．操作方法粗鹽的提純1．物質(zhì)的分離和提純的“三個必須”和“四個原則"(1)三個必須①除雜試劑必須稍過量。②過量試劑必須除盡。③除雜途徑選最佳,有多種雜質(zhì)時除雜順序必須合理。(2）四個原則2．除去粗鹽中可溶性雜質(zhì)的原理3．試劑加入的先后順序根據(jù)原理可知，Na2CO3溶液既可除去CaCl2,又可除去過量的BaCl2，故Na2CO3溶液必須在加BaCl2溶液之后加入,鹽酸要除去過量的Na2CO3和NaOH,故應(yīng)最后加入，因此各試劑的加入順序可以為:（1）BaCl2→NaOH→Na2CO3→鹽酸；（2）NaOH→BaCl2→Na2CO3→鹽酸；（3）BaCl2→Na2CO3→NaOH→鹽酸。切記：加鹽酸要在過濾之后.不同價態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律1．升降轉(zhuǎn)化規(guī)律硫的常見化合價有－2、0、＋4、＋6，在不太強(qiáng)的氧化劑或不太強(qiáng)的還原劑作用下，硫元素的化合價升高或降低只變化到相鄰的價態(tài)值.例如－2價的硫通常的氧化產(chǎn)物是零價的硫（單質(zhì)).2．互不換位規(guī)律（1)eq\o(S,\s\up6（－2））與eq\o（S，\s\up6（＋6）)之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時，只能變成中間價態(tài)，不可能變成互換位置.例如:H2S＋H2SO4（濃）=S↓＋SO2↑＋2H2O中,S是氧化產(chǎn)物，SO2是還原產(chǎn)物。（2)硫元素相鄰價態(tài)的微粒之間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。例如：S與H2S、S和SO2、SO2和濃H2SO4之間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。3．跳位轉(zhuǎn)化規(guī)律遇到很強(qiáng)的氧化劑時，低價態(tài)的硫可能被氧化到比鄰位更高的價態(tài)，稱為“跳位”。例如：2H2S＋3O2（足量)eq\o(=,\s\up17(燃燒））2SO2＋2H2O典例題組訓(xùn)練題組一SOeq\o\al(2－，4)的檢驗(yàn)1．檢驗(yàn)試樣中有無SOeq\o\al（2－,4）的操作及結(jié)論正確的是(A)A．先加鹽酸無明顯現(xiàn)象,再加BaCl2溶液有白色沉淀，一定有SOeq\o\al(2－,4)B．加鹽酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀,一定有SOeq\o\al（2－,4）C．滴加硝酸酸化的Ba(NO3）2溶液有白色沉淀,一定有SOeq\o\al（2－，4）D．滴加BaCl2溶液有白色沉淀，一定有SOeq\o\al(2－，4）解析：A項，先加鹽酸無明顯現(xiàn)象，排除了COeq\o\al(2－,3）、SOeq\o\al（2－,3)、Ag＋等的干擾，再加BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀，即說明溶液中存在SOeq\o\al(2－,4)；B項，Ag＋對SOeq\o\al(2－，4)的檢驗(yàn)有干擾；C項，SOeq\o\al（2－,3）對SOeq\o\al(2－,4)的檢驗(yàn)有干擾；D項，COeq\o\al(2－，3）、SOeq\o\al（2－,3）、Ag＋等均對SOeq\o\al(2－,4）的檢驗(yàn)有干擾。2．某溶液中可能含有SOeq\o\al（2－,4)、COeq\o\al(2－，3）、Cl－。為了檢驗(yàn)其中是否含有SOeq\o\al（2－,4），除BaCl2溶液外,還需要的溶液是（B)A．H2SO4 B．HClC．NaOH D．NaNO3解析：加入鹽酸會使碳酸鋇溶解，以排除COeq\o\al（2－，3)的干擾。題組二粗鹽的提純3．（雙選)為了除去粗鹽中的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al（2－，4）及少量泥沙，得到純凈的NaCl，可將粗鹽溶于水，下列操作順序正確的是（BD)①過濾②加入過量的NaOH溶液③加入過量的鹽酸④加入過量的Na2CO3溶液⑤加入過量的BaCl2溶液⑥加熱蒸發(fā)A．④①⑤②①③⑥ B．⑤④②①③⑥C．②⑤④③①⑥ D．②⑤④①③⑥解析：除Ca2＋可用Na2CO3溶液，除Mg2＋可用NaOH溶液，除SOeq\o\al（2－,4）可用BaCl2溶液;為將雜質(zhì)離子全部除去,加入的試劑必須是過量的，過量的試劑必須在后面操作中除去。因此，Na2CO3溶液必須在BaCl2溶液之后加入，否則過量的Ba2＋無法除去,且鹽酸需在過濾操作之后加入，除去過量的COeq\o\al(2－,3)和OH－,最后加熱蒸發(fā)除去HCl，結(jié)晶得到純凈的NaCl.4．為了除去KCl溶液中少量的MgCl2、MgSO4，可選用Ba（OH)2,HCl和K2CO3三種試劑,按下圖步驟操作:（1)寫出三種試劑的化學(xué)式：ABa(OH)2，BK2CO3，CHCl。（2)填表：解析：除去KCl溶液中的MgCl2、MgSO4，實(shí)質(zhì)是除去溶液中的Mg2＋和SOeq\o\al（2－，4），可以選用過量的Ba（OH)2溶液;而過量的Ba2＋則選用K2CO3溶液除去,最后加入適量HCl除去過量的OH－和COeq\o\al(2－，3），加熱煮沸使HCl逸出,即可得到純凈的KCl溶液。分離和提純的比較項目分離提純概念把混合物中各組成成分分離開，得到純凈的原狀態(tài)的各物質(zhì)把被提純物質(zhì)中的雜質(zhì)除去,并分離出純凈的被提純物區(qū)別和聯(lián)系分離和提純都是依據(jù)混合物中各物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的區(qū)別設(shè)計方案，即二者原理相同。提純過程也包含分離過程，只是雜質(zhì)部分通常要棄去原則與注意事項分離或提純一般應(yīng)遵循不增、不減、易復(fù)原、易分離的“兩不兩易”原則,即不增加雜質(zhì)，不減少所需物質(zhì)，欲得物質(zhì)容易復(fù)原,欲得物質(zhì)易于分離題組三含硫物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化5．Na2SO3中有＋4價的硫，它既有氧化性又有還原性，現(xiàn)有試劑：溴水、Na2S溶液、Na2SO3溶液、H2SO4、NaOH溶液、氨水。(1)要證明Na2SO3具有還原性，應(yīng)選用的試劑有Na2SO3溶液、溴水，看到的現(xiàn)象是溴水褪色,反應(yīng)的離子方程式為SOeq\o\al（2－,3)＋Br2＋H2O=SOeq\o\al（2－,4）＋2Br－＋2H＋。（2)要證明Na2SO3具有氧化性，應(yīng)選用的試劑有Na2SO3溶液、Na2S溶液、H2SO4，看到的現(xiàn)象是有黃色渾濁出現(xiàn),反應(yīng)的離子方程式為SOeq\o\al（2－,3）＋2S2－＋6H＋=3S↓＋3H2O。(3)證明H2SO3的酸性小于H2SO4，選用的試劑有Na2SO3溶液、H2SO4，反應(yīng)的現(xiàn)象是有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，反應(yīng)的離子方程式為SOeq\o\al(2－，3）＋2H＋=SO2↑＋H2O。解析:（1）要證明Na2SO3具有還原性,應(yīng)選用氧化性物質(zhì)溴水。向Na2SO3溶液中滴加溴水，溴水褪色,說明Na2SO3具有還原性.（2）要證明Na2SO3具有氧化性，應(yīng)選用還原性物質(zhì)Na2S溶液和H2SO4。先加入少量H2SO4,使反應(yīng)在酸性環(huán)境中進(jìn)行，為反應(yīng)提供H＋，再向Na2SO3溶液中滴加Na2S溶液,若溶液中出現(xiàn)黃色渾濁，說明有單質(zhì)硫生成，也說明Na2SO3具有氧化性。(3)要證明H2SO3的酸性小于H2SO4，應(yīng)選用的試劑為Na2SO3溶液和H2SO4,向Na2SO3溶液中滴加硫酸，若有氣泡產(chǎn)生，說明H2SO3的酸性小于H2SO4。6．下圖表示物質(zhì)A～F之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，其中A為淡黃色固體，B、C為無色溶液，D為氣體,E、F為白色沉淀.請?zhí)顚懴铝锌瞻?（1）寫出各物質(zhì)的化學(xué)式：AS，BH2SO3，CH2SO4，DSO2，EBaSO3，F(xiàn)BaSO4。（2）寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：B→A：H2SO3＋2H2S=3S↓＋3H2O。B→C:H2SO3＋Cl2＋H2O=H2SO4＋2HCl。（3)寫出C→F的離子方程式：SOeq\o\al(2－，4)＋Ba2＋=BaSO4↓。(4）在A～F六種物質(zhì)中，既有氧化性又有還原性的是ABDE(填字母代號).解析：中學(xué)階段學(xué)過的淡黃色固體物質(zhì)有S、Na2O2和AgBr,其中能與O2反應(yīng)的是硫，則D為SO2,B為H2SO3,E為BaSO3，C為H2SO4，F(xiàn)為BaSO4。硫元素的最高正價為＋6價，最低負(fù)價為－2價。含處于中間價態(tài)硫元素的物質(zhì)，既具有氧化性又具有還原性。核心素養(yǎng)1．理清硫元素的化合價與氧化性、還原性之間的關(guān)系2．掌握硫及其化合物之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律（1）相同價態(tài)硫的轉(zhuǎn)化是通過酸、堿反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)②、③、④的化學(xué)方程式為②H2SO3＋2NaOH=Na2SO3＋2H2O；③Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋SO2↑；④Na2SO3＋H2O＋SO2=2NaHSO3。（2）不同價態(tài)硫的轉(zhuǎn)化是通過氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的當(dāng)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，可用下圖表示提醒：①同種元素相鄰價態(tài)的粒子間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)，如S和H2S、S和SO2、SO2和濃硫酸之間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。②當(dāng)硫元素的高價態(tài)粒子與低價態(tài)粒子反應(yīng)時,一般生成中間價態(tài)，如2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4=3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。同價態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化也是物質(zhì)推斷的重要突破點(diǎn)，可以從物質(zhì)類別的角度進(jìn)行分析與遷移。如：SO2、Na2SO3、NaHSO3之間的轉(zhuǎn)化代表著酸性氧化物、正鹽、酸式鹽之間的轉(zhuǎn)化；H2S、Na2S、NaHS之間的轉(zhuǎn)化代表著二元弱酸、正鹽、酸式鹽之間的轉(zhuǎn)化，可類比CO2、Na2CO3、NaHCO3之間的轉(zhuǎn)化.(注：上述轉(zhuǎn)化可通過與酸或堿反應(yīng)實(shí)現(xiàn))【例1】硫在空氣中燃燒生成氣體A，把A溶于水得溶液B,向B中滴加溴水，溴水褪色，B變成C,在C里加Na2S產(chǎn)生氣體D，把D通入B溶液得淺黃色沉淀E.A、B、C、D、E都含同一種元素.按A、B、C、D、E順序排序的是()A．SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、SB．SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、SC．SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3D．SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3【解析】硫在空氣中燃燒生成SO2，SO2溶于水得H2SO3，向H2SO3中滴加溴水生成H2SO4和HBr，在H2SO4溶液中加Na2S產(chǎn)生氣體H2S,H2S與H2SO3反應(yīng)產(chǎn)生淺黃色沉淀S，故B項正確?！敬鸢浮緽【例2】含硫煤燃燒會產(chǎn)生大氣污染物，為防治該污染，某工廠設(shè)計了新的治污方法,同時可得到化工產(chǎn)品，該工藝流程如圖所示，下列敘述不正確的是（)A．該過