高中化學(xué)必修1學(xué)案專題4第一單元第3課時硫和含硫化合物的相互轉(zhuǎn)化

第3課時硫和含硫化合物的相互轉(zhuǎn)化一、硫在自然界中的存在、硫單質(zhì)的性質(zhì)1．硫在自然界中的存在2．硫單質(zhì)的性質(zhì)二、含硫化合物的相互轉(zhuǎn)化1．不同價態(tài)的含硫化合物2.含硫物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化(1)寫出上述轉(zhuǎn)化反應(yīng)的方程式：①2SO2＋O2eq\o(,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))2SO3；②2Na2SO3＋O2=2Na2SO4；③2H2SO3＋O2=2H2SO4；④2NaOH＋SO2=Na2SO3＋H2O；⑤Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋SO2↑；⑥SO2＋H2OH2SO3；⑦SO3＋H2O=H2SO4；⑧2NaOH＋H2SO4=Na2SO4＋2H2O；⑨H2SO4＋BaCl2=BaSO4↓＋2HCl；⑩S＋O2eq\o(=,\s\up17(點燃))SO2；?S＋Hg=HgS。(2)不相同價態(tài)的含硫化合物間，通過氧化還原反應(yīng)規(guī)律來轉(zhuǎn)化：H2eq\o(S,\s\up6(－2))eq\o(,\s\up17(氧化),\s\do15(還原))eq\o(S,\s\up6(0))eq\o(,\s\up17(氧化),\s\do15(還原))eq\o(S,\s\up6(＋4))O2eq\o(,\s\up17(氧化),\s\do15(還原))eq\o(S,\s\up6(＋6))O3(3)相同價態(tài)的含硫化合物間，通過復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律來轉(zhuǎn)化：H2Seq\o(,\s\up17(NaOH),\s\do15(HCl))NaHSeq\o(,\s\up17(NaOH),\s\do15(HCl))Na2SSO2eq\o(,\s\up17(H2O),\s\do15(△))H2SO3eq\o(,\s\up17(NaOH),\s\do15(HCl))NaHSO3eq\o(,\s\up17(NaOH),\s\do15(HCl))Na2SO3探究點一硫及含硫化合物的性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化1．含硫物質(zhì)多種多樣，它們的主要性質(zhì)總結(jié)如下：(1)硫(S)：氧化性、還原性。(2)硫化氫(H2S)：不穩(wěn)定性、還原性(包括可燃性)。(3)氫硫酸(H2S水溶液)：不穩(wěn)定性、弱酸性、還原性(S2－)、氧化性(H＋)。(4)二氧化硫(SO2)：酸性氧化物、具有還原性、氧化性、漂白性。(5)亞硫酸(H2SO3)：酸性、不穩(wěn)定性、氧化性、還原性。(6)濃硫酸(H2SO4)：酸性、難揮發(fā)性(高沸點)、穩(wěn)定性、吸水性、脫水性、強氧化性。2.硫及其化合物典型的氧化還原轉(zhuǎn)化①2H2S＋O2eq\o(=,\s\up17(點燃))2S＋2H2O②H2＋Seq\o(=,\s\up17(△))H2S③O2＋Seq\o(=,\s\up17(點燃))SO2④2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O⑤、⑥2SO2＋O2eq\o(,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))2SO3⑦Fe＋Seq\o(=,\s\up17(△))FeS⑧2H2SO3＋O2=2H2SO43．含硫化合物典型的非氧化還原轉(zhuǎn)化(1)二氧化硫、亞硫酸及其鹽之間的轉(zhuǎn)化①、②SO2＋H2OH2SO3③H2SO3＋NaOH=NaHSO3＋H2O④2NaHSO3＋H2SO4=Na2SO4＋2H2SO3⑤NaHSO3＋NaOH=Na2SO3＋H2O⑥Na2SO3＋H2O＋SO2=2NaHSO3(或2Na2SO3＋H2SO4=2NaHSO3＋Na2SO4)⑦Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋H2O⑧SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O⑨2NaHSO3＋H2SO4=Na2SO4＋2SO2↑＋2H2O⑩SO2＋NaOH=NaHSO3(2)三氧化硫、硫酸及其鹽之間的轉(zhuǎn)化①SO3＋H2O=H2SO4②H2SO4＋NaOH(少量)=NaHSO4＋H2O③NaHSO4＋NaOH=Na2SO4＋H2O④SO3＋2NaOH=Na2SO4＋H2O(或SO3＋Na2O=Na2SO4)硫及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化在生產(chǎn)中有著很重要的應(yīng)用，如工業(yè)上硫酸的制取、二氧化硫的吸收以及硫酸型酸雨的形成和防治，都涉及硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化?！纠?】在通常狀況下，A為固態(tài)單質(zhì)。根據(jù)右圖的轉(zhuǎn)化關(guān)系，回答問題：(1)寫出A～E的化學(xué)式：A________，B________，C________，D________，E________。(2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：①E→C________________________________________________________________________；②C→D________________________________________________________________________?！舅悸贩治觥课镔|(zhì)的連續(xù)氧化過程在本題的推斷過程中是一個明顯的突破口，其轉(zhuǎn)化關(guān)系為Aeq\o(→,\s\up17(O2))Ceq\o(→,\s\up17(O2))Deq\o(→,\s\up17(H2O))E。中學(xué)化學(xué)中符合這一轉(zhuǎn)化關(guān)系的有：硫元素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(H2S\o(→,\s\up17(O2足量))SO2\o(→,\s\up17(O2))SO3\o(→,\s\up17(H2O))H2SO4,S\o(→,\s\up17(O2))SO2\o(→,\s\up17(O2))SO3\o(→,\s\up17(H2O))H2SO4))氮元素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(NH3\o(→,\s\up17(O2))NO\o(→,\s\up17(O2))NO2\o(→,\s\up17(H2O))HNO3,N2\o(→,\s\up17(O2))NO\o(→,\s\up17(O2))NO2\o(→,\s\up17(H2O))HNO3))鈉元素：Naeq\o(→,\s\up17(O2))Na2Oeq\o(→,\s\up17(O2))Na2O2eq\o(→,\s\up17(H2O))NaOH另外有機化學(xué)中也常有連續(xù)氧化過程。【解析】因A為固態(tài)單質(zhì)，則B為氫化物，C為其氧化物，故A為固態(tài)非金屬單質(zhì)。由Aeq\o(→,\s\up17(O2))Ceq\o(→,\s\up17(O2))Deq\o(→,\s\up17(H2O))E知，E為能與Cu反應(yīng)的酸(濃H2SO4或HNO3)，由A為固態(tài)單質(zhì)，推斷A為S，B為H2S，C為SO2，D為SO3，E為濃H2SO4?！敬鸢浮?1)SH2SSO2SO3H2SO4(2)①Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up17(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O②2SO2＋O2eq\o(,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))2SO3物質(zhì)的類別和核心元素的化合價是研究物質(zhì)性質(zhì)的兩個重要角度。請根據(jù)下圖所示，回答下列問題：(1)X的化學(xué)式為H2S，Y的化學(xué)式為SO2。(2)W的濃溶液與銅單質(zhì)在加熱條件下可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up17(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(3)欲制備Na2S2O3，從氧化還原角度分析，下列選項中合理的是B(填序號)。A．Na2S＋S B．Na2SO3＋SC．Na2SO3＋Na2SO4 D．SO2＋Na2SO4(4)將X與SO2混合，可生成淡黃色固體。該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為21。解析：(1)X中S元素化合價是－2價且X為氣態(tài)氫化物，所以X的化學(xué)式為H2S；Y中S元素化合價是＋4價且為氧化物，則Y的化學(xué)式為SO2。(2)W的濃溶液是濃硫酸，與銅單質(zhì)在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up17(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(3)Na2S2O3中S元素化合價是＋2價，從氧化還原的角度分析，結(jié)合題給選項，反應(yīng)物中S元素化合價必須一個高于＋2價、一個低于＋2價。A項中兩物質(zhì)中S元素化合價都低于＋2價，C、D項中物質(zhì)S元素的化合價都高于＋2價，只有B項符合題意。(4)X為H2S，與SO2混合可生成淡黃色固體，具體反應(yīng)為2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O，該反應(yīng)中氧化劑(SO2)與還原劑(H2S)的物質(zhì)的量之比為12，氧化產(chǎn)物(S)與還原產(chǎn)物(S)的物質(zhì)的量之比為21，它們的質(zhì)量之比也為21。1．下列關(guān)于硫及其化合物的說法中正確的是(D)A．硫單質(zhì)能直接和氧氣反應(yīng)生成三氧化硫B．所有的金屬都會和濃硫酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象C．漂白粉溶液中通入過量二氧化硫，可觀察到的現(xiàn)象是先產(chǎn)生白色沉淀后沉淀消失D．在硫酸工業(yè)的吸收塔中，采用濃硫酸吸收三氧化硫解析：硫單質(zhì)與氧氣不能直接反應(yīng)生成SO3，故A錯誤；不是所有金屬都會和濃硫酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象，故B錯誤；漂白粉具有強氧化性，把SO2氧化成SOeq\o\al(2－,4)，SOeq\o\al(2－,4)與Ca2＋結(jié)合生成CaSO4，現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀，且沉淀不消失，故C錯誤；硫酸工業(yè)制備中，常用98.3%的濃硫酸吸收SO3，故D正確。2．下列說法不正確的是(D)A．硫是一種淡黃色的不能溶于水，但能溶于CS2的晶體B．硫的化合物常存在于火山噴出的氣體中和礦泉水里C．單質(zhì)硫既有氧化性又有還原性D．硫在空氣中的燃燒產(chǎn)物是二氧化硫，在純氧中的燃燒產(chǎn)物是三氧化硫解析：本題從多個角度對硫單質(zhì)的知識進行了考查，在A中考查了硫的溶解性，硫是一種不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2的淡黃色晶體，所以A是正確的；B中考查了硫的存在，硫及其化合物通常存在于火山噴發(fā)出的氣體和礦泉水里，B也正確；C中對硫的價態(tài)情況進行了考查，在硫單質(zhì)中，硫元素是0價，處于中間價態(tài)，既有氧化性，又有還原性，故C也是正確的；D中對單質(zhì)硫的燃燒情況進行了考查，硫在燃燒時，只能生成SO2，不能得到SO3，故D錯誤。3．下列各組物質(zhì)不能實現(xiàn)直接轉(zhuǎn)化的是(C)A．S→SO2→H2SO4→MgSO4B．Cu→CuCl2→Cu(NO3)2→Cu(OH)2C．Al→Al2O3→Al(OH)3→NaAlO2D．Na→Na2O→Na2CO3→NaCl解析：因為Al2O3不與水反應(yīng)，Al2O3不能直接轉(zhuǎn)化為Al(OH)3，故C項符合題意。4．有關(guān)下列三個反應(yīng)的敘述，正確的是(D)①2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O②S＋2H2SO4(濃)=3SO2↑＋2H2O③3S＋6KOHeq\o(=,\s\up17(△))2K2S＋K2SO3＋3H2OA．反應(yīng)①說明SO2能與酸反應(yīng)，具有堿性氧化物的性質(zhì)B．反應(yīng)②改用稀硫酸，則能放出氫氣C．反應(yīng)②和③說明S具有兩性元素的性質(zhì)D．反應(yīng)③說明S既具有氧化性又具有還原性解析：反應(yīng)①SO2作氧化劑說明二氧化硫具有氧化性，不能從氧化還原方面判斷是否具有兩性元素的性質(zhì)；反應(yīng)②說明S具有還原性，若改用稀硫酸不會放出H2；反應(yīng)③硫的化合價既有升高，又有降低，因此既體現(xiàn)了還原性又體現(xiàn)了氧化性。5．現(xiàn)有Na2SO3、Na2SO4混合物樣品ag，為了測定其中Na2SO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計了如下方案，其中明顯不合理的是(C)A．將樣品配制成V1L溶液，取其中25.00mL用標(biāo)準(zhǔn)KMnO4溶液滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)KMnO4溶液的體積是V2B．向樣品中加足量H2O2，再加足量BaCl2溶液，過濾，將沉淀洗滌、干燥，稱量其質(zhì)量為bgC．將樣品與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，生成的氣體通過盛有堿石灰的干燥管，測得干燥管增重cgD．將樣品與足量稀鹽酸充分反應(yīng)后，再加入足量BaCl2溶液，過濾，將沉淀洗滌、干燥，稱量其質(zhì)量為dg解析：Na2SO3與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，通過消耗高錳酸鉀的量可求出亞硫酸鈉的量，從而求得亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，A項合理；H2O2把亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉，加入足量BaCl2溶液把硫酸根離子全部轉(zhuǎn)化成沉淀，通過測BaSO4沉淀的質(zhì)量得出硫酸鋇的物質(zhì)的量，硫酸鋇的物質(zhì)的量等于亞硫酸鈉和硫酸鈉的物質(zhì)的量之和，根據(jù)亞硫酸鈉和硫酸鈉的總物質(zhì)的量和總質(zhì)量可求得亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，B項合理；將樣品與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，生成的氣體通過盛有堿石灰的干燥管，測得干燥管增重cg，但生成的氣體中含氯化氫氣體及水蒸氣，所以測定的結(jié)果不準(zhǔn)確，C項不合理；鹽酸與亞硫酸鈉反應(yīng)除去亞硫酸鈉，氯化鋇與硫酸鈉反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，可求出硫酸鈉的量，再求出亞硫酸鈉的量，D項合理。6．硫單質(zhì)在古代就被用于制造黑火藥，黑火藥的主要成分是硝酸鉀、硫黃和木炭，在點燃條件下，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)主要為2KNO3＋3C＋Seq\o(=,\s\up17(點燃))A＋N2↑＋3CO2↑(已配平)。試回答：(1)生成物中除了氮氣與二氧化碳外，還有一種物質(zhì)A，則A的化學(xué)式為K2S。(2)在黑火藥的燃燒反應(yīng)中，氧化劑為KNO3和S，被氧化的物質(zhì)為C。(3)在黑火藥燃燒后的固體