高中化學同步講義（必修二）第03講 5.3不同價態(tài)含硫物質的轉化（學生版）

第3課時不同價態(tài)含硫物質的轉化1．了解含硫物質在自然界中的存在與轉化，熟悉自然界中常見的含硫物質的類別及硫元素的化合價。2．根據硫元素化合價會分析含硫物質的性質，并能設計實驗實現(xiàn)不同價態(tài)含硫物質的相互轉化一、自然界中硫的存在和轉化1．自然界中硫的存在(1)游離態(tài)的硫主要存在于________附近或________________中。(2)化合態(tài)的硫廣泛存在于動植物體內和海洋、大氣、地殼中：①動植物體內：含硫蛋白質等；②巖層深處和海底的無氧環(huán)境中：金屬硫化物，如黃鐵礦(________)、黃銅礦(________)等；③地表附近的富氧環(huán)境中：硫酸鹽，如石膏(____________)、芒硝(____________)等；④大氣中：少量的H2S、________、SO3等。2．自然界中不同價態(tài)含硫物質的轉化二、實驗探究不同價態(tài)含硫物質的轉化1．硫的價－類二維圖(1)硫元素的化合價與氧化性、還原性之間的關系(2)硫元素常見的化合價有________________價，可以通過___________反應實現(xiàn)不同價態(tài)含硫物質的相互轉化。2．實驗設計：不同價態(tài)含硫物質的轉化(1)設計實驗實現(xiàn)不同價態(tài)含硫物質的轉化，遵循的原則是科學性、可行性、安全性和綠色化。(2)實驗設計方案轉化目標(價態(tài)變化)選擇試劑實驗操作和現(xiàn)象實驗結論H2eq\o(S,\s\up6(－2))→eq\o(S,\s\up6(0))eq\o(S,\s\up6(＋4))O2→eq\o(S,\s\up6(0))eq\o(S,\s\up6(＋4))O2→H2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4H2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4→eq\o(S,\s\up6(＋4))O2?問題一自然界中硫的存在和轉化【典例1】硫在自然界中的循環(huán)過程如圖所示，下列說法不正確的是()A．石油和煤等化石燃料中含有硫元素B．大氣中的二氧化硫只來源于火山噴發(fā)產生的氣體C．地殼中的硫元素常以硫化物和硫酸鹽的形式存在D．動植物遺體被微生物分解后，可產生SOeq\o\al(2－,4)和SO2【變式練1-1】硫在自然界的循環(huán)過程如圖所示。下列說法中，不正確的是()A．火山噴發(fā)、森林火災會產生SO2B．氫、氧兩種元素沒有參與硫的循環(huán)C．工廠產生的煙氣應經脫硫處理后再排放D．硫在自然界的循環(huán)過程中，涉及了氧化還原反應【變式練1-2】如圖是硫元素在自然界中的循環(huán)示意圖，下列說法不正確的是()A．硫在自然界中只有游離態(tài)B．煤中含有硫元素，燃煤中加入生石灰可脫硫C．硫具有弱氧化性，和變價金屬反應，通常生成低價態(tài)金屬硫化物D．氫硫酸是弱酸，能與堿、堿性氧化物反應?問題二不同價態(tài)含硫物質的轉化【典例2】硫及其化合物的“價—類”二維圖體現(xiàn)了化學變化之美。下列有關說法正確的是()A．燃煤時為減少X的排放，可在煤中添加石灰石B．X有漂白性，可使石蕊溶液先變紅后褪色C．Z與鐵反應時，Z的濃度越大，反應速度越快D．N可由其相應單質直接化合生成【歸納小結】硫及其化合物間的轉化規(guī)律(1)在硫元素的不同價態(tài)中，eq\o(S,\s\up6(－2))是硫元素的最低價態(tài)，只有還原性；eq\o(S,\s\up6(＋6))是硫元素的最高價態(tài)，只有氧化性；eq\o(S,\s\up6(0))、eq\o(S,\s\up6(＋4))是硫元素的中間價態(tài)，既有氧化性又有還原性。(2)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)。(3)當遇到強氧化劑或強還原劑時，硫元素的化合價可能發(fā)生“跳位”變化。例如：H2S＋3H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))4SO2↑＋4H2O，8HI＋H2SO4(濃)=H2S↑＋4I2＋4H2O。(4)硫元素的相鄰價態(tài)之間一般不會發(fā)生氧化還原反應，如S和H2S、S和SO2、SO2和H2SO4，所以可用濃硫酸干燥SO2氣體。(5)連續(xù)氧化關系：H2Seq\o(→,\s\up7(O2))Seq\o(→,\s\up7(O2))SO2eq\o(→,\s\up7(O2))SO3。(6)通過非氧化還原反應實現(xiàn)含相同價態(tài)硫元素的物質之間的轉化：③SO3eq\o(,\s\up7(H2O))H2SO4—→Na2SO4【變式練2-1】Na2SO3中＋4價的硫既有氧化性又有還原性。從以下試劑中選擇合適試劑驗證上述性質。新制氯水、Na2S溶液、Na2SO3溶液、稀H2SO4、NaOH溶液。性質還原性氧化性試劑現(xiàn)象反應的離子方程式【變式練2-2】物質的類別和核心元素的化合價是研究物質性質的重要視角。如圖是硫及其化合物的價—類二維圖。下列說法不正確的是()A．圖中由d轉化為e需加入氧化劑B．將a與c混合，可生成淡黃色固體C．將c通入酸性高錳酸鉀溶液中，溶液褪色，體現(xiàn)了c的漂白性D．實驗室常用f和70%的H2SO4反應制取c【基礎強化】1．下列說法不正確的是()A．硫是一種黃色的難溶于水的晶體B．硫的化合物常存在于火山噴出的氣體中和礦泉水里C．硫易燃燒，其燃燒產物是大氣污染物之一D．硫在空氣中的燃燒產物是二氧化硫，在純氧中的燃燒產物是三氧化硫2．下列有關硫及其化合物的說法正確的是()A．SO2、H2SO3均具有還原性，故濃H2SO4均能氧化SO2和H2SO3B．H2S與濃H2SO4在不同的條件下反應的氧化產物只能是SO2C．單質eq\o(→,\s\up7(＋O2))氧化物eq\o(→,\s\up7(＋H2O))酸或堿eq\o(→,\s\up7(＋NaOH或HCl))鹽，能按照上述轉化關系直接轉化的可以是硫元素D．硫黃制備硫酸經歷兩步：Seq\o(→,\s\up7(O2/點燃))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SO43．下列關于不同價態(tài)含硫物質的轉化實驗中，硫元素的化合價變化合理的是()A．圖Ⅰ：0價→＋2價 B．圖Ⅱ：0價→＋6價C．圖Ⅲ：＋4價→＋6價 D．圖Ⅳ：＋6價→＋4價4．下列關于SO2和SO3的敘述正確的是()A．它們中的硫元素均可在有的反應中顯氧化性，有的反應中顯還原性B．加入含Ba2＋的溶液都能生成不溶于稀鹽酸的白色沉淀C．常溫下，它們均可以使品紅溶液褪色D．都屬于酸性氧化物，溶于水都生成酸5．如圖所示是某一短周期元素的“價—類二維圖”。圖中箭頭表示物質間的轉化均能一步完成，a、g的焰色均為黃色。下列說法錯誤的是()A．x為O2，y為H2OB．c為S，e為SO3C．f的稀溶液具有強氧化性D．反應a→b的離子方程式可能是S2－＋2H＋=H2S↑6．已知S2－＋Cl2=2Cl－＋S↓，下列說法正確的是()A．Cl2是氧化劑 B．氧化性：S>Cl2C．還原性：S2－<Cl－ D．該離子方程式可以表示硫化氫溶液與氯氣的反應7．雙堿法脫硫過程如圖所示，下列說法錯誤的是()A．過程Ⅰ中，SO2未被氧化B．雙堿法脫硫過程中，Ca(OH)2可以循環(huán)利用C．過程Ⅱ中，1molO2可氧化2molNa2SO3D．總反應為2Ca(OH)2＋2SO2＋O2=2CaSO4＋2H2O8．硫元素的幾種化合物及其單質存在下列轉化關系(反應條件省略)。濃H2SO4eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(①))SO2eq\o(→,\s\up7(NaOH溶液),\s\do5(②))Na2SO3eq\o(→,\s\up7(S),\s\do5(③))Na2S2O3eq\o(→,\s\up7(稀H2SO4),\s\do5(④))S下列判斷不正確的是()A．反應①中氧化劑與還原劑物質的量之比為1∶1B．反應②表明SO2具有酸性氧化物的性質C．反應③屬于四大基本反應類型中的化合反應D．反應④中稀H2SO4作氧化劑9．在通常情況下，A為固態(tài)單質。根據如圖轉化關系，回答下列問題：(1)寫出A～E的化學式：A．__________；B．__________；C．____________；D．____________；E．____________。(2)寫出下列反應的化學方程式：①E→C：____________________________________；②C→D：____________________________________；③B→C：_____________________________________。10．某工業(yè)煙氣中含有CO、CO2、N2、SO2等氣體，用Na2SO3溶液吸收并回收SO2的過程如圖所示。(1)SO2的濃度：Ⅰ________(填“＞”或“＜”)Ⅱ。(2)圖示過程中可以循環(huán)利用的物質是_______________(填化學式)。(3)上述吸收過程中發(fā)生的主要反應的化學方程式是_________________________________。(4)解吸過程需要加熱，在這個過程中常伴有少量SOeq\o\al(2－,4)產生。①證明產物中含SOeq\o\al(2－,4)的實驗方法是：取少量解吸后的溶液，____________________________________________________________________________________________(填操作和現(xiàn)象)。②產生SOeq\o\al(2－,4)的原因是________________________________________________?！灸芰μ嵘?．青礬，又名綠礬、皂礬，在中國古代被用于醫(yī)藥、陶瓷生產中?！督鹗悺分杏涊d“青礬燒之赤色，氣熏人，衣服當之易爛，載木不盛”，《景德鎮(zhèn)陶錄》中記載：“礬紅釉，用青礬煉紅加鉛粉、廣膠合成”。下列說法不正確的是()A．青礬主要成分是FeSO4·7H2OB．“赤色”“煉紅”可能指分解產生了Fe3O4C．“氣熏人，衣服當之易爛，載木不盛”可能指產生了SO2、SO3氣體D．青礬分解過程發(fā)生的是氧化還原反應2．灼燒綠礬的化學方程式為2FeSO4·7H2Oeq\o(=,\s\up7(高溫))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O。將綠礬灼燒后生成的氣體通入下圖裝置，下列敘述不正確的是()A．①中棉團顏色褪去B．②中棉團顏色褪去，體現(xiàn)了SO2的還原性C．③中同時有BaSO3和BaSO4生成D．④中可發(fā)生反應：SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O3．硫化氫的轉化是資源利用和環(huán)境保護的重要研究課題。將H2S和空氣的混合氣體通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S，其轉化如圖所示(CuS不溶于水)。下列說法中不正確的是()A．過程①中，生成CuS的反應為H2S＋Cu2＋=CuS↓＋2H＋B．過程②中，F(xiàn)e3＋作氧化劑C．回收S的總反應為2H2S＋O2=2H2O＋2SD．過程③中，各元素化合價均未改變4．在實驗室進行鐵粉和硫粉混合加熱的實驗，產物又進行了系列實驗，流程如圖。下列說法正確的是()A．氣體A和D含有同一物質，且均為氧化產物B．硫元素至少參加了2個氧化還原反應C．沉淀F可以和NaOH溶液在加熱的條件下反應D．若固體B中加濃硫酸，發(fā)生反應時被氧化的和被還原的均為同一種元素5．物質的類別和元素的化合價是研究物質性質的兩個重要角度?；卮鹣铝袉栴}：Ⅰ.硫元素在不同價態(tài)之間的轉化為：SO2eq\o(→,\s\up7(反應①))Na2SO3溶液eq\o(→,\s\up7(反應②))Na2S2O3溶液(1)“反應①”常使用NaOH溶液，該轉化說明SO2的類別屬于________________。(2)欲制備Na2S2O3，從氧化還原的角度分析，“反應②”合理的是__________(填字母)。a．Na2SO3＋Na2SO4b．Na2SO3＋S c．Na2SO3＋Na2S2O5Ⅱ.某實驗小組用銅片與濃硫酸反應并驗證SO2性質的實驗裝置如圖。(3)裝置A用于驗證SO2的________性，裝置D的作用是______________