高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 硫及其化合物完美版ppt课件

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第3课时　不同价态含硫物质的转化
1．了解硫元素在自然界中的存在形态及转化。2．了解硫元素在不同价态间的转化及反应条件的控制。
通过学习不同价态硫元素之间的转化，提高学生证据推理和模型认知水平。
课前篇 · 自主学习固基础
1．硫元素在自然界中的存在 (1) 游离态：存在于________附近或_________________中。 (2) 化合态
CaSO4·2H2O　
Na2SO4·10H2O
2．自然界中不同价态硫元素之间的转化
3．不同价态含硫物质的转化 (1) 不同价态硫元素的转化关系
(2)实验室里研究不同价态硫元素间的转化 ① 方法导引
②第一步：确定研究物质 提供药品：Na2S溶液、浓硫酸、酸性KMnO4溶液、Na2SO3溶液、氯水、铜片、品红溶液、NaOH溶液
第二步：设计实验并讨论其可行性对－2、＋4、＋6价含硫物质的化学性质做出大胆预测，怎样实现它们之间的转化？小组讨论寻找尽可能多的方案，并对方案的可行性进行判断。实验方案和记录
第三步：实验步骤及现象
FeS2和CuFeS2中硫元素的化合价相同吗？_________________________________________________________________________________________________
提示：不相同；FeS2中S的化合价是－1价，CuFeS2中S的化合价是－2价
课堂篇 · 重点难点要突破
研习 不同价态含硫物质的转化
1．硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
2．硫及其化合物之间的转化规律 (1) 相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的。如：
②③④反应的化学方程式分别为②H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O；③Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑；④SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3。
(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的。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，可用下图表示。
③④⑤反应的化学方程式分别为③2SO2＋O2 ======= 2SO3；④S＋H2 ====== H2S；⑤SO2＋2H2S ==== 3S＋2H2O。
同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应，如SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应，故可用浓硫酸干燥SO2。
[实验目的]　实验探究不同价态含硫物质的转化。[实验原理]　
[实验药品]　提供备选试剂：氢硫酸溶液、酸性高锰酸钾溶液、氯水、硫化钠、硫酸、亚硫酸钠等。[实验实施]
1．如何用简单的实验证明SO2具有还原性？写出相关的离子方程式。
提示：：①把SO2气体通入溴水中，溴水褪色，SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋SO42－＋2Br－；②把SO2气体通入酸性KMnO4溶液中，KMnO4溶液(紫红色)褪色，5SO2＋2MnO4－＋2H2O===2Mn2＋＋5SO42－＋4H＋。
2．如何用简单的实验证明SO2具有氧化性？写出反应的化学方程式。
提示：向氢硫酸中通入SO2气体，出现黄色浑浊。化学方程式为2H2S＋SO2 === 3S↓＋2H2O。
3．如何通过实验证明浓H2SO4具有强氧化性？
1．下列有关硫及其化合物的说法正确的是(　　)A．SO2、H2SO3均具有还原性，故浓H2SO4均能氧化SO2和H2SO3B．H2S与浓H2SO4在不同的条件下反应的氧化产物只能是SO2C．单质 ——→ 氧化物 ——→ 酸或碱 ————→ 盐，能按照上述转化关系直接转化的可以是硫元素D．硫黄制备硫酸经历两步：S ——→ SO3 ——→ H2SO4
解析：A项，SO2、H2SO3虽然有还原性，但与浓H2SO4之间不能发生氧化还原反应，因为＋4价硫与＋6价硫之间无中间价；B项，氧化产物可能是S或SO2；D项，S与O2的燃烧反应只能生成SO2，不能生成SO3。
2．长期存放的亚硫酸钠可能会被空气中的氧气氧化。某化学兴趣小组通过实验来测定某无水亚硫酸钠试剂的质量分数，设计了如图所示实验装置：
请回答下面的问题：(1)若将虚线框内的分液漏斗换成长颈漏斗，则应该怎样检查虚线框内装置的气密性？_________________________________________________________________________________________________________——————————————————————————。
关闭弹簧夹(或止水夹)a，由长颈漏斗向锥形瓶内加水至漏斗内液面高于锥形瓶内液面，过一段时间观察液面是否变化，若不变，说明气密性良好，否则，说明装置漏气
(2)D装置中反应的化学方程式为________________________________________________。B装置中反应的离子方程式为____________________________________。
Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO42-
(3)称量a g Na2SO3样品放入锥形瓶中，向B装置反应后的溶液中加入足量的BaCl2溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥，得白色沉淀b g，原样品中Na2SO3的质量分数为________________。(4) C装置的作用为________________________。
吸收尾气，防止污染空气
3．已知A是一种难溶于水的黄色晶体，在一定条件下有如图转化关系(部分产物及H2O省略)。
(1)写出物质的化学式： A ________， E ________。
(2)写出图中由B和C反应生成A，由F的浓溶液生成C的化学方程式：B＋C→A____________________________________，F(浓) ————→ C_____________________________________。
SO2＋2H2S===3S＋2H2O　
(3)D和F的稀溶液反应可生成B，B在不足量的空气中燃烧的产物包含A，写出D和F反应的离子方程式及B在少量空气中燃烧的化学方程式_______________________________________、_______________________________________________。
FeS＋2H＋=== H2S↑＋Fe2＋　
解析：A是一种难溶于水的黄色晶体，既能与氢气反应又能与氧气反应，结合F的浓溶液与铜加热生成C，可推测A为S，所以B为H2S，C为SO2，根据题中各物质转化关系可推得E为SO3，F为H2SO4，D为FeS。(1)根据分析可知，A为S，E为SO3。(2)B＋C→A的化学方程式为SO2＋2H2S===3S＋2H2O，F(浓)————→C的化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)====SO2↑＋CuSO4＋2H2O。
(3)D和F的稀溶液反应生成B的离子方程式：FeS＋2H＋=== H2S↑＋Fe2＋，B在少量空气中燃烧的化学方程式： 2H2S＋O2(少量) ===== 2S＋2H2O。
演习篇 · 学业测试速达标
1．下列转化需要加入还原剂才能实现的是(　　) A．H2S → SO2 B．H2SO4→SO2 C．S → SO2 D．SO32－→SO2
解析：加入还原剂后，被还原的硫元素的化合价降低。A项，H2S → SO2，硫元素化合价升高；B项，H2SO4 → SO2，硫元素化合价降低；C项，S → SO2，硫元素化合价升高；D项，SO32－→SO2，硫元素化合价不变。
2．下列物质中，既不与亚硫酸反应又不与SO2反应的是(　　) A．H2S B．O2 C．NaOH溶液 D．S
解析：亚硫酸、SO2可以氧化H2S，O2则可氧化亚硫酸、SO2，NaOH与亚硫酸、SO2反应生成Na2SO3和H2O，而S与亚硫酸、SO2均不发生反应。
3．下列关于浓硫酸的叙述正确的是(　　)A．浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化B．浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出SO2气体C．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥H2S、H2等气体D．浓硫酸滴到木块上，木块变黑，说明浓硫酸具有脱水性
4．H2S和SO2反应生成1 ml单质硫，则氧化产物和还原产物的物质的量之比为(　　) A．1∶2 B．2∶1 C．1∶1 D．1∶3
5．人们认识和应用物质常从两方面入手，一是从物质的类别认识该物质可能跟哪些物质发生反应；二是从物质所含元素的化合价分析该物质是否具有氧化性或还原性。如图所示是硫元素的各个价态与物质类别的对应关系。
(1)写出指定物质的化学式：A________，B________。(2)D转化为硫酸是酸雨形成的重要过程之一，写出其反应的化学方程式____________________________________。
2H2SO3＋O2===2H2SO4
(3)若C是铜盐，试写出由H2SO4→C的化学方程式______________________________________________________。(4)为进一步减少SO2的污染并变废为宝，我国正在探索在一定条件下用CO还原SO2得到单质硫的方法来除去SO2。写出该反应的化学方程式____________________________________。
解析：A中的S的化合价为＋6且可以转化为硫酸，又可以和二氧化硫互相转化，因此A为三氧化硫；B中的S的化合价为－2且为氢化物，因此B为硫化氢；C为铜盐且由硫酸得到，因此为硫酸铜；由于D由二氧化硫转化得到，且D转化为硫酸是形成酸雨的重要过程之一，因此D为亚硫酸，E为亚硫酸盐。
6．分别向盛有①紫色石蕊溶液　②NaOH溶液　③品红溶液　④酸性KMnO4溶液的试管中通入SO2气体。(1)试管①中现象__________________。发生反应的化学方程式为__________________________。(2)试管②中发生反应的化学方程式为_______________________________________。
SO2＋H2O=====H2SO3
SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
(3)试管③中现象：____________________，如果将吸收SO2后的溶液加热，现象：___________________。(4)上述实验中，SO2表现出酸性氧化物性质的是________(填标号，下同)，SO2表现出漂白性的是________，SO2表现出还原性的是________。
课时作业(三)　不同价态含硫物质的转化
1．根据硫元素的化合价判断下列物质中的硫元素不能表现氧化性的是(　　) A．Na2S B．S C．SO2 D．H2SO4
解析：处于最低价态的元素，无氧化性。
2．在下列生成二氧化硫的反应中，反应物中的含硫物质被氧化的是(　　)A．硫在空气中燃烧B．铜片与浓硫酸共热C．红热的木炭与浓硫酸反应D．亚硫酸钠与较大浓度硫酸反应
解析：A选项中硫元素化合价升高，被氧化；B、C选项中浓硫酸中的硫元素化合价均降低，被还原；D项中硫元素的价态不变，故选A。
3．下列反应中，调节反应物用量或浓度，不会改变反应产物的是(　　)A．铁在硫蒸气中燃烧B．H2SO4与Cu反应C．二氧化硫通入澄清石灰水D．硫酸中加入锌粉
解析：A项中无论硫蒸气用量如何，只发生反应：Fe＋S=====FeS；B项中浓H2SO4时产生SO2，稀H2SO4时不反应；C项中若SO2少量，发生反应：SO2＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2O，若SO2足量，发生反应：2SO2＋Ca(OH)2===Ca(HSO3)2；D项中若为稀H2SO4，发生反应：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，若为浓H2SO4，发生反应：Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，故选A项。
4．下列各组物质，常温下能持续发生反应的是(　　) A．铁跟浓硫酸 B．碳跟稀硫酸 C．铜跟稀盐酸 D．铁跟稀硫酸
解析：铁在浓H2SO4中钝化，不能持续反应，A错误；碳与稀H2SO4不反应，B错误；铜跟稀盐酸不反应，C错误；Fe可与稀H2SO4持续反应，D正确。
5．下图表示物质A～F之间的转化关系，其中A为黄色固体物质，B、C为无色溶液，D为气体，E、F为白色沉淀。请填写下列各空：
(1)写出各物质的化学式：A为________，B为________，C为________，D为________，E为________，F为________。
(2) 写出下列反应的化学方程式： B→A：____________________________________。 B→C：____________________________________。
H2SO3＋2H2S===3S↓＋3H2O
H2SO3＋Cl2＋H2O===H2SO4＋2HCl
(3)写出C→F的离子方程式：___________________________。(4)在A～F六种物质中，既有氧化性又有还原性的是________(选填字母代号)。
SO42－＋Ba2＋===BaSO4↓　
解析：常见黄色固体物质能够和氧气反应的是S，则D为SO2，B为H2SO3，E为BaSO3，C为H2SO4，F为BaSO4。硫元素的最高价为＋6价，最低价为－2价，含处于中间价态0价、＋4价硫元素的物质(如S、SO2、H2SO3、BaSO3)既有氧化性又有还原性。
6．某化学实验小组的同学为探究和比较SO2和氯水的漂白性，设计了如下的实验装置。
(1)实验室用装置E制备Cl2，其反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)=====MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。若有6 ml的HCl参加反应，则转移的电子总数为________。
(2)①反应开始一段时间后，观察到B、D两个试管中的品红溶液出现的现象是：B______________，D_________________。
②停止通气后，再给B、D两个试管分别加热，两个试管中的现象分别为：B_____________________________，D__________。
褪色的品红溶液又恢复为红色　
(3)另一个实验小组的同学认为SO2和氯水都有漂白性，二者混合后的漂白性肯定会更强。他们将制得的SO2和Cl2按1:1同时通入到品红溶液中,结果发现褪色效果并不像想象的那样。请你分析该现象的原因(用化学方程式表示)：___________________________。
Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4
7．下列离子方程式正确的是(　　)A．向NaOH溶液中通入少量SO2：SO2＋OH－===HSO3－B．向氯水中通入少量SO2：Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO42－C．将过量SO2通入到饱和NaHCO3溶液中：2H＋＋CO2－3===H2O＋CO2↑D．将SO2通入到BaCl2溶液中：SO2＋H2O＋Ba2＋===BaSO3↓＋2H＋
解析：A正确的方程式为SO2＋2OH－===SO32－＋H2O；C应该是SO2＋HCO3－===CO2↑＋HSO3－；D不发生化学反应。
8．硫在空气中燃烧生成气体A，把A溶于水得溶液B，向B中滴加溴水，溴水褪色，B变成C，在C里加Na2S产生气体D，把D通入B溶液得黄色沉淀E。A、B、C、D、E都含同一种元素。按A、B、C、D、E顺序排序的是(　　)A．SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、SB．SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、SC．SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3D．SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O
解析：硫在空气中燃烧生成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产生气体H2S，H2S与H2SO3反应产生黄色沉淀S，故B项正确。
9．(双选)浓硫酸分别和三种钠盐反应，下列分析正确的是　( 　　)
A．对比①和②可以说明还原性Br－>Cl－B．①和③相比可说明氧化性Br2>SO2C．②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致，说明沸点：H2SO4>HClD．③中浓H2SO4被还原成SO2
解析：①中试管上部有红棕色气体，为Br2蒸气，说明浓硫酸可以将Br－氧化，②中试管上部无明显现象，说明浓硫酸不能将Cl－氧化成Cl2，否则应有黄绿色气体出现，所以对比①和②可以说明还原性Br－>Cl－，A正确。③中发生的反应是Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O，不是发生氧化还原反应，不能说明氧化性Br2>SO2，B、D错误。②中试管口出现白雾，为HCl溶于水蒸气产生的小液滴，②中反应原理是高沸点难挥发性酸制易挥发性酸，C正确。
10．如图是硫酸试剂瓶标签上的部分内容。据此下列说法中正确的是(　　)
硫酸　化学纯(CP)　(500 mL)品名：硫酸化学式：H2SO4相对分子质量：98密度：1.84 g·cm－3质量分数：98%
A．该硫酸可以用来干燥硫化氢气体B．1 ml Zn与足量的该硫酸反应能产生2 g H2C．配制200 mL 4.6 ml·L－1的稀硫酸需取该硫酸50 mLD．若不小心将该硫酸溅到皮肤上，应立即用NaOH溶液冲洗
解析：该试剂瓶中所盛试剂为浓硫酸。浓硫酸有强氧化性，不能干燥硫化氢气体，A错误；浓硫酸与金属反应时还原产物为二氧化硫，不生成氢气，B错误；浓硫酸和氢氧化钠都具有强烈的腐蚀性，D错误。
11．含硫煤的燃烧会造成大气污染，为了防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程图如图所示，下列叙述不正确的是(　　)
A．该过程中可得到化工产品H2SO4B．该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2C．该过程中化合价发生改变的元素仅有Fe和SD．图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4
解析：分析图中工艺流程可知，SO2被Fe2(SO4)3溶液氧化生成H2SO4，Fe2(SO4)3则被还原生成FeSO4；FeSO4、H2SO4在O2作用下又重新生成Fe2(SO4)3，参与下一次SO2的吸收处理。A项，由上述分析可知，该工艺流程中得到的化工产品为H2SO4，正确；B项，该工艺流程中将SO2转化为H2SO4，从而除去煤燃烧时产生的SO2，正确；C项，由图可知，该过程中化合价发生改变的元素除Fe和S外，还有O2中的O，错误；D项，由上述分析可知，Fe2(SO4)3吸收SO2过程中发生反应Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4，正确。
12．物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。请根据如下图示，回答下列问题：
(1)Y的化学式为_____，检验Y所用的试剂是________________。(2)W的浓溶液与铜单质在加热条件下可以发生化学反应，反应的化学方程式为______________________________________________________________。
(3)欲制备Na2S2O3，从氧化还原角度分析，合理的是________(填序号)。a．Na2S＋S b．Na2SO3＋Sc．Na2SO3＋Na2SO4 d．SO2＋Na2SO4
(4)将X与SO2混合，可生成黄色固体。该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为____________。
解析：X为气态氢化物H2S，Y为硫元素＋4价的氧化物SO2，Z为硫元素＋4价的盐，可以为Na2SO3，W为＋6价硫的含氧酸H2SO4。(1)由上述分析可知Y为二氧化硫气体，二氧化硫具有漂白性可以使品红溶液褪色，加热恢复红色，所以检验二氧化硫的试剂可以是品红溶液。
(2)W的浓溶液是浓硫酸，与铜单质在加热条件下可以发生化学反应，反应的化学方程式为 Cu＋2H2SO4(浓) ==== CuSO4＋2H2O＋SO2↑。(3)Na2S2O3中S为＋2价，从氧化还原的角度分析，反应物中S元素化合价必须分别大于2和小于2，a中S化合价都小于2，c、d中S的化合价都大于2，b符合题意。
(4)将X即H2S与SO2混合，可生成黄色固体，发生反应：2H2S＋SO2===3S＋2H2O，反应中H2S做还原剂，SO2做氧化剂，则该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。
13．某化学小组同学依据化学反应 Zn＋2H2SO4(浓) ==== ZnSO4＋SO2↑＋2H2O制取22.4 L(标准状况)SO2气体。取65.0 g锌粒与110 mL 98%的浓H2SO4充分反应，锌全部溶解。对于制得的气体，有同学认为可能混有氢气。为此，该化学小组的同学设计了如下实验装置，对所制取的气体进行探究(F中为无水硫酸铜)。
请回答下列问题：(1)装置A中添加液体的仪器名称为_____________________；98%的浓H2SO4(ρ＝1.84 g·cm－3)的物质的量浓度是___________。
18.4 ml·L－1　
(2)装置B是为了吸收SO2，则不能选用下列试剂中的________(填序号)。A．NaOH溶液　　B．浓H2SO4　　C．KMnO4溶液
(3)装置D的作用是____________。(4)可证实一定量的锌粒和一定量的浓硫酸反应后生成的气体中混有氢气的实验现象是_________________________________。
E中黑色固体变红，F中白色固体变蓝
(3)E为加热装置，所以为防止硬质玻璃管炸裂，进入的气体不能含有水蒸气，所以D的作用为干燥气体。(4)氢气具有还原性，能将黑色的CuO还原为红色的Cu，且生成水，水能使无水硫酸铜变蓝色，所以如果有氢气，看到的现象是：装置E中黑色固体变红色，F中白色固体变蓝色。