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高中化学鲁科版必修1第2节 氮的循环第1课时导学案
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这是一份高中化学鲁科版必修1第2节 氮的循环第1课时导学案，共10页。学案主要包含了自然界中硫的存在和转化等内容，欢迎下载使用。
一、自然界中硫的存在和转化
1．硫元素的存在
硫元素在自然界中主要存在于海洋、大气、地壳中。
2．硫元素不同化合价之间的相互转化
低价态 高价态
元素的最高价只有氧化性，最低价只有还原性，中间价态既有氧化性也有还原性。
二、硫
1．硫的物理性质
2.化学性质
实验结论：
(1)硫的氧化性较弱，与变价金属反应，生成低价态的金属硫化物。
(2)硫与氧气反应，无论氧气是否过量，只生成SO2。
3．用途
(1)制造硫酸、硫化橡胶；(2)黑火药、焰火、火柴；(3)农药(石灰硫黄合剂)；(4)医药(硫黄软膏)。
微点拨：黑火药反应方程式为S＋2KNO3＋3C eq \(=====,\s\up7(点燃)) K2S＋3CO2↑＋N2↑。
1．判断下列说法是否正确：
(1)硫的化学性质较活泼，所以只以化合态存在于自然界中。( )
提示：×。硫在自然界中既有游离态又有化合态。
(2)硫在空气中燃烧生成二氧化硫，在氧气中燃烧生成三氧化硫。( )
提示：×。硫无论在空气中还是在纯氧气中燃烧都生成二氧化硫。
(3)S能氧化Fe，使Fe生成＋3价铁的化合物。( )
提示：×。硫和铁化合生成硫化亚铁。
(4)SO2与NaOH反应转化为Na2SO3的反应不是氧化还原反应。( )
提示：√。S的价态并没有发生变化，所以不是氧化还原反应。
2．根据教材P96硫单质的物理性质“不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳”，如何洗涤做过硫实验的试管？
提示：可以用二硫化碳进行洗涤。
3．火山喷发时熔岩喷涌、浓烟滚滚，不仅释放出巨大能量，而且产生了许多含有硫元素的气体，在火山口还有硫单质出现。
(1)火山喷发时，产生的许多含有硫元素的气体是什么？
(2)自然界中还有哪些含硫化合物？它们在自然界中是怎样产生和以什么形态存在的？
提示：(1)火山喷发时，部分硫元素转化为硫化氢气体，部分硫元素转化为二氧化硫和三氧化硫气体。
(2)火山喷发时，熔融态的含有硫元素的物质与含有铁、砷、汞等元素的物质反应形成矿物。暴露于地球表面的多种含硫矿物，受到空气中氧气和水蒸气等的作用，转化成新的物质，如石膏、芒硝。
硫单质的性质及用途
硫在古代中国被列为重要的药材，在中国古代第一部药物学专著《神农本草经》中所记载的46种矿物药品中，就有石硫黄(即硫黄)。
1．硫的状态及受热后的现象分别是什么？
提示：硫为黄色或淡黄色固体，受热时硫逐渐熔化为液体，最后变为气体。
2．研细的铁粉和硫粉放在石棉网上，用灼热的玻璃棒引燃，描述实验现象并写出相关反应的化学方程式。
提示：混合物呈红热状态时，移开玻璃棒，混合物继续保持红热，最终生成黑色固体，硫与铁反应放热，反应生成黑色的FeS：Fe＋S eq \(=====,\s\up7(△)) FeS。
3．熔化后的硫粉与氧气的反应，描述实验现象并写出该反应的化学方程式。
提示：熔化后的硫粉在氧气中剧烈燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成一种带有刺激性气味的气体，并放出大量的热：S＋O2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) SO2。
4．自然界中存在的含硫物质有HgS、S、SO2、CaSO4·2H2O等，依据这些物质的化合价你认为S具有什么性质？
硫单质的化学性质
【典例】硫在古代中国被列为重要的药材。下列有关硫的说法正确的是( )
A．S具有氧化性，故铁粉和硫粉共热可生成Fe2S3
B．S与金属或非金属反应时均作氧化剂
C．黑火药中的KNO3、C、S可用水、CS2作溶剂用过滤等操作进行分离
D．S在充足的O2中燃烧的化学方程式为2S＋3O2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) 2SO3
【解析】选C。硫单质的氧化性较弱，与变价金属反应只能生成低价态的金属化合物，A项错误；硫与非金属性较强的非金属单质(如氧气、氯气、氟气等)反应时，硫体现还原性，B项错误；CS2可溶解硫，过滤后蒸发滤液可得硫，再将滤渣溶于水，过滤又可得炭粉，滤液经蒸发浓缩、冷却结晶，得到硝酸钾，C项正确；不管O2是否过量，S与O2反应只能生成SO2，D项错误。
【规律方法】
硫与铁、铜等变价金属反应生成低价的硫化物FeS、Cu2S，而氯气与变价金属反应生成的是高价态的氯化物FeCl3、CuCl2，说明氯气的氧化性强于单质硫。
(1)反应2S2===S4是氧化还原反应吗？16 g气体硫单质 S2和S4所含原子数、分子数及其体积一定相同吗？(关键能力——分析与推测)
提示：不是氧化还原反应，因为无元素化合价的升降。
原子数相同，分子数不同；因不知温度和压强，不能确定两者体积是否相等。
(2)硫粉和铁粉质量保持为32∶56，硫粉可以再多一些吗？为什么？(关键能力——分析与推测)
提示：不可以，多的硫粉会与空气中的氧气反应，生成有刺激性气味的有毒气体SO2。
【备选例题】
下列关于硫的说法正确的是( )
A．硫是一种黄色或淡黄色的不溶于水的固体
B．1 ml硫原子参加反应时一定转移2NA个电子
C．硫与非金属反应均作还原剂
D．1.6 g硫与5.6 g铁反应能得到7.2 g纯净硫化物
【解析】选A。在S＋O2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) SO2反应中，1 ml 硫原子参加反应时，转移4NA个电子，B错误；S与H2反应时，S作氧化剂，C错误；Fe与S反应时
Fe＋ S eq \(=====,\s\up7(△)) FeS
56 32 88
5.6 g 1.6 g 4.4 g
反应物中Fe过量，反应后得到含有4.4 g FeS和2.8 g Fe的混合物，D错误。
下列有关硫的性质的叙述正确的是( )
A．淡黄色晶体，不溶于水易溶于酒精
B．质脆易粉碎，易溶于二硫化碳，加热易熔化
C．既有氧化性又有还原性，硫与铁粉和铜粉分别反应，都可生成二价金属硫化物
D．硫在空气中燃烧的产物是SO2，在氧气中燃烧的产物是SO3
【解析】选B。硫不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，A错，B正确；硫既有氧化性又有还原性，与Fe、Cu反应时均生成低价硫化物：Fe＋S eq \(=====,\s\up7(△)) FeS、2Cu＋S eq \(=====,\s\up7(△)) Cu2S，C错；硫不论在空气中还是在氧气中燃烧产物均是SO2，D错。
【补偿训练】
取一定量的铁粉和硫粉的混合物隔绝空气加热，充分反应后冷却，再加入足量的稀盐酸，标准状况下生成2.24 L气体，下列说法不正确的是( )
A．原混合物中可能含3.2 g硫粉
B．原混合物的质量可能大于8.8 g
C．原混合物中一定含有5.6 g铁粉
D．2.24 L气体的质量可能大于3.4 g
【解析】选D。Fe＋S eq \(=====,\s\up7(△)) FeS，若S过量，则与盐酸反应的只有FeS，FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑，由此可见n(H2S)＝n(FeS)＝n(Fe)，则n(Fe)＝n(H2S)＝ eq \f(2.24 L,22.4 L·ml－1) ＝0.1 ml，m(Fe)＝56 g·ml－1×0.1 ml＝5.6 g；若Fe过量，则与盐酸反应的物质是FeS及剩余的Fe，FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑，Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，分析以上两个方程式可知不论Fe与S反应是谁过量，生成气体的物质的量与原混合物中Fe的物质的量相等。已知生成标准状况下
2.24 L气体，则一定有0.1 ml Fe(5.6 g)存在，C正确；当5.6 g铁粉恰好与3.2 g硫粉反应，生成8.8 g FeS；若硫粉过量，则硫粉的质量大于3.2 g，混合物的质量大于8.8 g，A、B正确；若2.24 L气体都是H2S气体，则H2S气体的质量等于3.4 g，若2.24 L气体是H2S与H2的混合气体，则气体的质量小于3.4 g，D错误。
黑火药的成分是硝酸钾、硫黄和木炭，俗称“一硫二硝三木炭”。当加热或点燃黑火药时会发生剧烈反应而爆炸，其原理为S＋2KNO3＋3C eq \(=====,\s\up7(△)) K2S＋N2↑＋3CO2↑。请回答下列问题：
(1)该反应中的氧化剂是________，还原剂是________。
(2)现有一定量的黑火药爆炸，产生了标准状况下的气体44.8 L，反应过程中转移电子的物质的量是________。
(3)分离黑火药中三种成分的方法是将黑火药溶于水，过滤，蒸发滤液得________，再将滤纸上的物质溶于________，过滤，滤纸上留下的物质是________。
(4)简述禁止燃放烟花爆竹的原因：__________________________________。
【解析】
(1)S和KNO3作氧化剂，C作还原剂。
(2)n(N2)＋n(CO2)＝ eq \f(44.8 L,22.4 L·ml－1) ＝2 ml，
n(N2)＝ eq \f(1,4) ×2 ml＝0.5 ml，n(CO2)＝1.5 ml，
则n(e－)＝12×0.5 ml＝6 ml。
(3)用水、CS2经过滤可分离三种成分。
答案：(1)S、KNO3 C (2)6 ml (3)KNO3 CS2 C
(4)燃放烟花爆竹会产生污染性气体SO2，还有噪声、粉尘等都会造成环境污染，而且不小心还会引发火灾，造成意外伤害事故
含硫物质之间的转化
1．如图是人们总结的不同价态硫元素的转化关系，请分析各种元素在氧化还原反应中表现氧化性还是还原性。
2．以硫元素为基础原料，合成硫酸，请设计合成路线。
不同价态硫元素之间的相互转化
说明：以上转化主要是不同价态硫元素之间的相互转化，主要通过氧化还原反应实现。
从左到右，硫元素化合价升高，需加入氧化剂；
从右到左，硫元素化合价降低，需加入还原剂。
【典例】硫是生物必需的大量营养元素之一，如图是自然界中硫的循环图，在循环过程中价态变化在－2价至＋6价之间，以不同的状态(或形态)发生一系列的变化。下列有关说法不正确的是( )
A.硫在自然界中既有游离态又有化合态
B．过程⑤宜在土壤的富氧区实现
C．硫元素的循环过程中既有硫的还原，又有硫的氧化
D．若生物体有机硫的成键方式为，则过程④中S未发生氧化还原反应
【解析】选B。硫在自然界中既有单质，又有化合物，故A正确；过程⑤硫酸根转化为硫化氢，硫元素化合价降低，被还原，不能在富氧区，故B错误；过程中硫元素可以被氧化生成二氧化硫，也可以被还原生成硫化氢，故C正确；若生物体中的硫存在形式是，氢元素化合价＋1价，硫元素得电子能力强，共用电子对偏向硫，显示－2价，未发生氧化还原反应，故D正确。
【思维升华】H2S、S、SO2、SO3、H2SO3、H2SO4、Na2SO3、Na2SO4等都是常见含硫元素的物质，请从物质类别及硫元素的化合价角度分析，绘出硫的“价－类”二维图。
提示：
【备选例题】
从S元素的化合价判断下列含硫元素的物质只能作还原剂的是( )
A．CuS B．S C．SO2 D．H2SO4
【解析】选A。CuS中S元素的化合价为－2价，为S的最低价，只具有还原性，A项正确；单质硫中S元素的化合价为0，为中间价态，既有氧化性也有还原性，B项错误；SO2中S元素的化合价为＋4价，为中间价态，既有氧化性也有还原性，C项错误；H2SO4中的S元素化合价为＋6价，为S的最高价，只具有氧化性，D项错误。
1．在中国古代第一部药物学专著《神农本草经》中指出：“石硫黄……能化金银铜铁，奇物”。这说明当时已经知晓硫能与铜、铁等金属直接作用而生成金属硫化物。下列反应中，硫表现还原性的是( )
A．硫与氧气 B．硫与氢气
C．硫与铁 D．硫与铜
【解析】选A。硫与铁、氢气及铜反应时，硫都得到电子生成－2价的硫的化合物，表现氧化性，只有硫与氧气反应生成的SO2中硫显＋4价，表现还原性。
2．根据硫元素的化合价判断下列物质中的硫元素只能表现氧化性的是( )
A．Na2S B．Na2S2O3
C．SO2 D．H2SO4
【解析】选D。H2SO4中硫元素处于最高价态，没有还原性。
【补偿训练】
已知氯气通入氢硫酸中能产生淡黄色沉淀(H2S＋Cl2===2HCl＋S↓)，则下列说法正确的是( )
A．S是氧化剂 B．Cl2被氧化
C．氧化性：S>Cl2 D．还原性：H2S>HCl
【解析】选D。由元素化合价变化可知，H2S是还原剂，Cl2是氧化剂，HCl是还原产物，S是氧化产物。氧化性：氧化剂(Cl2)>氧化产物(S)，还原性：还原剂(H2S)>还原产物(HCl)。
1．(水平1)实验室做完铜与硫蒸气反应的实验后，要除去试管内壁上附着的硫，可采用的方法是( )
A．用酒精洗涤 B．用盐酸洗涤
C．用蒸馏水洗涤 D．用CS2洗涤
【解析】选D。硫的洗涤主要是利用硫的溶解性特点，硫易溶于CS2，因此可用CS2将硫除去，也可利用硫的化学性质，用热NaOH溶液将硫除去。
2．(水平1)下列转化不能一步实现的是( )
A．S→H2S B．S→SO3
C．H2S→SO2 D．SO2→H2SO4
【解析】选B。单质硫跟氧气的化合反应生成SO2，无论氧气量多还是少。
3．(水平2)有关下列两个反应的叙述正确的是( )
①2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O
②S＋2H2SO4(浓) eq \(=====,\s\up7(△)) 3SO2↑＋2H2O
A．反应①说明SO2能与酸反应，具有碱性氧化物的性质
B．反应②改用稀H2SO4，则能放出氢气
C．反应②说明S具有两性元素的性质
D．反应②中被氧化的硫元素与被还原的硫元素的物质的量之比为1∶2
【解析】选D。反应①中SO2作氧化剂，说明二氧化硫具有氧化性，不能从氧化还原反应的发生来判断其是酸性还是碱性氧化物，A错误；反应②体现浓H2SO4的强氧化性和S的还原性，S与稀H2SO4不反应，B错误；单质硫只能与氧化性酸反应，不能与非氧化性酸反应，故不属于两性元素，C错误；反应②中化合价升高的硫元素与化合价降低的硫元素的个数之比为1∶2，即被氧化的硫元素与被还原的硫元素的物质的量之比为1∶2，D正确。
4．(水平1)下列化合物不能用相应元素的单质直接化合而成的是( )
①CuS ②FeS ③Al2S3 ④Fe2S3 ⑤Cu2S ⑥FeCl2
A．②⑤⑥ B．①④⑥ C．③④⑤ D．③④⑥
【解析】选B。硫的氧化性不是很强，与变价金属反应时生成低价态的金属硫化物，所以金属Fe和Cu在加热条件下与硫单质反应时，只能生成FeS和Cu2S，而不是Fe2S3和CuS。Fe与氧化性强的Cl2反应生成FeCl3，而不是FeCl2。
5．(水平1)在空气中加热硫粉和铁粉的混合物，可观察到下列现象：
(1)有淡蓝色火焰，且生成刺激性气味的气体；
(2)混合粉末变红，放出热量，最后变成黑色固体；
(3)不时有火星从混合物中溅出。
请分别写出以上三种情况发生反应的化学方程式：
(1)_________________________________________________________________；
(2)_________________________________________________________________；
(3)_________________________________________________________________。
【解析】在空气中加热硫粉和铁粉的混合物，除硫与铁反应生成黑色的FeS外还有硫和氧气、铁和氧气的反应。
答案：(1)S＋O2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) SO2 (2)S＋Fe eq \(=====,\s\up7(△)) FeS
(3)3Fe＋2O2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) Fe3O4俗称
颜色状态
熔、沸点
硬度
溶解性
水
酒精
CS2
硫黄
黄色或淡黄色固体
都不高
很脆
不溶
微溶
易溶
氧化性
与金属反应
2Na+SNa2S,Fe+SFeS,2Cu+SCu2S
与非金属反应
H2+SH2S
黑火药反应
S+2KNO3+3CK2S+3CO2↑+N2↑
还原性
与非金属反应
S+O2SO2
与氧化性酸反应
S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O
S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O
既表现氧化性又表现还原性
与热的碱溶液反应
3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
一、自然界中硫的存在和转化
1．硫元素的存在
硫元素在自然界中主要存在于海洋、大气、地壳中。
2．硫元素不同化合价之间的相互转化
低价态 高价态
元素的最高价只有氧化性，最低价只有还原性，中间价态既有氧化性也有还原性。
二、硫
1．硫的物理性质
2.化学性质
实验结论：
(1)硫的氧化性较弱，与变价金属反应，生成低价态的金属硫化物。
(2)硫与氧气反应，无论氧气是否过量，只生成SO2。
3．用途
(1)制造硫酸、硫化橡胶；(2)黑火药、焰火、火柴；(3)农药(石灰硫黄合剂)；(4)医药(硫黄软膏)。
微点拨：黑火药反应方程式为S＋2KNO3＋3C eq \(=====,\s\up7(点燃)) K2S＋3CO2↑＋N2↑。
1．判断下列说法是否正确：
(1)硫的化学性质较活泼，所以只以化合态存在于自然界中。( )
提示：×。硫在自然界中既有游离态又有化合态。
(2)硫在空气中燃烧生成二氧化硫，在氧气中燃烧生成三氧化硫。( )
提示：×。硫无论在空气中还是在纯氧气中燃烧都生成二氧化硫。
(3)S能氧化Fe，使Fe生成＋3价铁的化合物。( )
提示：×。硫和铁化合生成硫化亚铁。
(4)SO2与NaOH反应转化为Na2SO3的反应不是氧化还原反应。( )
提示：√。S的价态并没有发生变化，所以不是氧化还原反应。
2．根据教材P96硫单质的物理性质“不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳”，如何洗涤做过硫实验的试管？
提示：可以用二硫化碳进行洗涤。
3．火山喷发时熔岩喷涌、浓烟滚滚，不仅释放出巨大能量，而且产生了许多含有硫元素的气体，在火山口还有硫单质出现。
(1)火山喷发时，产生的许多含有硫元素的气体是什么？
(2)自然界中还有哪些含硫化合物？它们在自然界中是怎样产生和以什么形态存在的？
提示：(1)火山喷发时，部分硫元素转化为硫化氢气体，部分硫元素转化为二氧化硫和三氧化硫气体。
(2)火山喷发时，熔融态的含有硫元素的物质与含有铁、砷、汞等元素的物质反应形成矿物。暴露于地球表面的多种含硫矿物，受到空气中氧气和水蒸气等的作用，转化成新的物质，如石膏、芒硝。
硫单质的性质及用途
硫在古代中国被列为重要的药材，在中国古代第一部药物学专著《神农本草经》中所记载的46种矿物药品中，就有石硫黄(即硫黄)。
1．硫的状态及受热后的现象分别是什么？
提示：硫为黄色或淡黄色固体，受热时硫逐渐熔化为液体，最后变为气体。
2．研细的铁粉和硫粉放在石棉网上，用灼热的玻璃棒引燃，描述实验现象并写出相关反应的化学方程式。
提示：混合物呈红热状态时，移开玻璃棒，混合物继续保持红热，最终生成黑色固体，硫与铁反应放热，反应生成黑色的FeS：Fe＋S eq \(=====,\s\up7(△)) FeS。
3．熔化后的硫粉与氧气的反应，描述实验现象并写出该反应的化学方程式。
提示：熔化后的硫粉在氧气中剧烈燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成一种带有刺激性气味的气体，并放出大量的热：S＋O2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) SO2。
4．自然界中存在的含硫物质有HgS、S、SO2、CaSO4·2H2O等，依据这些物质的化合价你认为S具有什么性质？
硫单质的化学性质
【典例】硫在古代中国被列为重要的药材。下列有关硫的说法正确的是( )
A．S具有氧化性，故铁粉和硫粉共热可生成Fe2S3
B．S与金属或非金属反应时均作氧化剂
C．黑火药中的KNO3、C、S可用水、CS2作溶剂用过滤等操作进行分离
D．S在充足的O2中燃烧的化学方程式为2S＋3O2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) 2SO3
【解析】选C。硫单质的氧化性较弱，与变价金属反应只能生成低价态的金属化合物，A项错误；硫与非金属性较强的非金属单质(如氧气、氯气、氟气等)反应时，硫体现还原性，B项错误；CS2可溶解硫，过滤后蒸发滤液可得硫，再将滤渣溶于水，过滤又可得炭粉，滤液经蒸发浓缩、冷却结晶，得到硝酸钾，C项正确；不管O2是否过量，S与O2反应只能生成SO2，D项错误。
【规律方法】
硫与铁、铜等变价金属反应生成低价的硫化物FeS、Cu2S，而氯气与变价金属反应生成的是高价态的氯化物FeCl3、CuCl2，说明氯气的氧化性强于单质硫。
(1)反应2S2===S4是氧化还原反应吗？16 g气体硫单质 S2和S4所含原子数、分子数及其体积一定相同吗？(关键能力——分析与推测)
提示：不是氧化还原反应，因为无元素化合价的升降。
原子数相同，分子数不同；因不知温度和压强，不能确定两者体积是否相等。
(2)硫粉和铁粉质量保持为32∶56，硫粉可以再多一些吗？为什么？(关键能力——分析与推测)
提示：不可以，多的硫粉会与空气中的氧气反应，生成有刺激性气味的有毒气体SO2。
【备选例题】
下列关于硫的说法正确的是( )
A．硫是一种黄色或淡黄色的不溶于水的固体
B．1 ml硫原子参加反应时一定转移2NA个电子
C．硫与非金属反应均作还原剂
D．1.6 g硫与5.6 g铁反应能得到7.2 g纯净硫化物
【解析】选A。在S＋O2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) SO2反应中，1 ml 硫原子参加反应时，转移4NA个电子，B错误；S与H2反应时，S作氧化剂，C错误；Fe与S反应时
Fe＋ S eq \(=====,\s\up7(△)) FeS
56 32 88
5.6 g 1.6 g 4.4 g
反应物中Fe过量，反应后得到含有4.4 g FeS和2.8 g Fe的混合物，D错误。
下列有关硫的性质的叙述正确的是( )
A．淡黄色晶体，不溶于水易溶于酒精
B．质脆易粉碎，易溶于二硫化碳，加热易熔化
C．既有氧化性又有还原性，硫与铁粉和铜粉分别反应，都可生成二价金属硫化物
D．硫在空气中燃烧的产物是SO2，在氧气中燃烧的产物是SO3
【解析】选B。硫不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，A错，B正确；硫既有氧化性又有还原性，与Fe、Cu反应时均生成低价硫化物：Fe＋S eq \(=====,\s\up7(△)) FeS、2Cu＋S eq \(=====,\s\up7(△)) Cu2S，C错；硫不论在空气中还是在氧气中燃烧产物均是SO2，D错。
【补偿训练】
取一定量的铁粉和硫粉的混合物隔绝空气加热，充分反应后冷却，再加入足量的稀盐酸，标准状况下生成2.24 L气体，下列说法不正确的是( )
A．原混合物中可能含3.2 g硫粉
B．原混合物的质量可能大于8.8 g
C．原混合物中一定含有5.6 g铁粉
D．2.24 L气体的质量可能大于3.4 g
【解析】选D。Fe＋S eq \(=====,\s\up7(△)) FeS，若S过量，则与盐酸反应的只有FeS，FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑，由此可见n(H2S)＝n(FeS)＝n(Fe)，则n(Fe)＝n(H2S)＝ eq \f(2.24 L,22.4 L·ml－1) ＝0.1 ml，m(Fe)＝56 g·ml－1×0.1 ml＝5.6 g；若Fe过量，则与盐酸反应的物质是FeS及剩余的Fe，FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑，Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，分析以上两个方程式可知不论Fe与S反应是谁过量，生成气体的物质的量与原混合物中Fe的物质的量相等。已知生成标准状况下
2.24 L气体，则一定有0.1 ml Fe(5.6 g)存在，C正确；当5.6 g铁粉恰好与3.2 g硫粉反应，生成8.8 g FeS；若硫粉过量，则硫粉的质量大于3.2 g，混合物的质量大于8.8 g，A、B正确；若2.24 L气体都是H2S气体，则H2S气体的质量等于3.4 g，若2.24 L气体是H2S与H2的混合气体，则气体的质量小于3.4 g，D错误。
黑火药的成分是硝酸钾、硫黄和木炭，俗称“一硫二硝三木炭”。当加热或点燃黑火药时会发生剧烈反应而爆炸，其原理为S＋2KNO3＋3C eq \(=====,\s\up7(△)) K2S＋N2↑＋3CO2↑。请回答下列问题：
(1)该反应中的氧化剂是________，还原剂是________。
(2)现有一定量的黑火药爆炸，产生了标准状况下的气体44.8 L，反应过程中转移电子的物质的量是________。
(3)分离黑火药中三种成分的方法是将黑火药溶于水，过滤，蒸发滤液得________，再将滤纸上的物质溶于________，过滤，滤纸上留下的物质是________。
(4)简述禁止燃放烟花爆竹的原因：__________________________________。
【解析】
(1)S和KNO3作氧化剂，C作还原剂。
(2)n(N2)＋n(CO2)＝ eq \f(44.8 L,22.4 L·ml－1) ＝2 ml，
n(N2)＝ eq \f(1,4) ×2 ml＝0.5 ml，n(CO2)＝1.5 ml，
则n(e－)＝12×0.5 ml＝6 ml。
(3)用水、CS2经过滤可分离三种成分。
答案：(1)S、KNO3 C (2)6 ml (3)KNO3 CS2 C
(4)燃放烟花爆竹会产生污染性气体SO2，还有噪声、粉尘等都会造成环境污染，而且不小心还会引发火灾，造成意外伤害事故
含硫物质之间的转化
1．如图是人们总结的不同价态硫元素的转化关系，请分析各种元素在氧化还原反应中表现氧化性还是还原性。
2．以硫元素为基础原料，合成硫酸，请设计合成路线。
不同价态硫元素之间的相互转化
说明：以上转化主要是不同价态硫元素之间的相互转化，主要通过氧化还原反应实现。
从左到右，硫元素化合价升高，需加入氧化剂；
从右到左，硫元素化合价降低，需加入还原剂。
【典例】硫是生物必需的大量营养元素之一，如图是自然界中硫的循环图，在循环过程中价态变化在－2价至＋6价之间，以不同的状态(或形态)发生一系列的变化。下列有关说法不正确的是( )
A.硫在自然界中既有游离态又有化合态
B．过程⑤宜在土壤的富氧区实现
C．硫元素的循环过程中既有硫的还原，又有硫的氧化
D．若生物体有机硫的成键方式为，则过程④中S未发生氧化还原反应
【解析】选B。硫在自然界中既有单质，又有化合物，故A正确；过程⑤硫酸根转化为硫化氢，硫元素化合价降低，被还原，不能在富氧区，故B错误；过程中硫元素可以被氧化生成二氧化硫，也可以被还原生成硫化氢，故C正确；若生物体中的硫存在形式是，氢元素化合价＋1价，硫元素得电子能力强，共用电子对偏向硫，显示－2价，未发生氧化还原反应，故D正确。
【思维升华】H2S、S、SO2、SO3、H2SO3、H2SO4、Na2SO3、Na2SO4等都是常见含硫元素的物质，请从物质类别及硫元素的化合价角度分析，绘出硫的“价－类”二维图。
提示：
【备选例题】
从S元素的化合价判断下列含硫元素的物质只能作还原剂的是( )
A．CuS B．S C．SO2 D．H2SO4
【解析】选A。CuS中S元素的化合价为－2价，为S的最低价，只具有还原性，A项正确；单质硫中S元素的化合价为0，为中间价态，既有氧化性也有还原性，B项错误；SO2中S元素的化合价为＋4价，为中间价态，既有氧化性也有还原性，C项错误；H2SO4中的S元素化合价为＋6价，为S的最高价，只具有氧化性，D项错误。
1．在中国古代第一部药物学专著《神农本草经》中指出：“石硫黄……能化金银铜铁，奇物”。这说明当时已经知晓硫能与铜、铁等金属直接作用而生成金属硫化物。下列反应中，硫表现还原性的是( )
A．硫与氧气 B．硫与氢气
C．硫与铁 D．硫与铜
【解析】选A。硫与铁、氢气及铜反应时，硫都得到电子生成－2价的硫的化合物，表现氧化性，只有硫与氧气反应生成的SO2中硫显＋4价，表现还原性。
2．根据硫元素的化合价判断下列物质中的硫元素只能表现氧化性的是( )
A．Na2S B．Na2S2O3
C．SO2 D．H2SO4
【解析】选D。H2SO4中硫元素处于最高价态，没有还原性。
【补偿训练】
已知氯气通入氢硫酸中能产生淡黄色沉淀(H2S＋Cl2===2HCl＋S↓)，则下列说法正确的是( )
A．S是氧化剂 B．Cl2被氧化
C．氧化性：S>Cl2 D．还原性：H2S>HCl
【解析】选D。由元素化合价变化可知，H2S是还原剂，Cl2是氧化剂，HCl是还原产物，S是氧化产物。氧化性：氧化剂(Cl2)>氧化产物(S)，还原性：还原剂(H2S)>还原产物(HCl)。
1．(水平1)实验室做完铜与硫蒸气反应的实验后，要除去试管内壁上附着的硫，可采用的方法是( )
A．用酒精洗涤 B．用盐酸洗涤
C．用蒸馏水洗涤 D．用CS2洗涤
【解析】选D。硫的洗涤主要是利用硫的溶解性特点，硫易溶于CS2，因此可用CS2将硫除去，也可利用硫的化学性质，用热NaOH溶液将硫除去。
2．(水平1)下列转化不能一步实现的是( )
A．S→H2S B．S→SO3
C．H2S→SO2 D．SO2→H2SO4
【解析】选B。单质硫跟氧气的化合反应生成SO2，无论氧气量多还是少。
3．(水平2)有关下列两个反应的叙述正确的是( )
①2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O
②S＋2H2SO4(浓) eq \(=====,\s\up7(△)) 3SO2↑＋2H2O
A．反应①说明SO2能与酸反应，具有碱性氧化物的性质
B．反应②改用稀H2SO4，则能放出氢气
C．反应②说明S具有两性元素的性质
D．反应②中被氧化的硫元素与被还原的硫元素的物质的量之比为1∶2
【解析】选D。反应①中SO2作氧化剂，说明二氧化硫具有氧化性，不能从氧化还原反应的发生来判断其是酸性还是碱性氧化物，A错误；反应②体现浓H2SO4的强氧化性和S的还原性，S与稀H2SO4不反应，B错误；单质硫只能与氧化性酸反应，不能与非氧化性酸反应，故不属于两性元素，C错误；反应②中化合价升高的硫元素与化合价降低的硫元素的个数之比为1∶2，即被氧化的硫元素与被还原的硫元素的物质的量之比为1∶2，D正确。
4．(水平1)下列化合物不能用相应元素的单质直接化合而成的是( )
①CuS ②FeS ③Al2S3 ④Fe2S3 ⑤Cu2S ⑥FeCl2
A．②⑤⑥ B．①④⑥ C．③④⑤ D．③④⑥
【解析】选B。硫的氧化性不是很强，与变价金属反应时生成低价态的金属硫化物，所以金属Fe和Cu在加热条件下与硫单质反应时，只能生成FeS和Cu2S，而不是Fe2S3和CuS。Fe与氧化性强的Cl2反应生成FeCl3，而不是FeCl2。
5．(水平1)在空气中加热硫粉和铁粉的混合物，可观察到下列现象：
(1)有淡蓝色火焰，且生成刺激性气味的气体；
(2)混合粉末变红，放出热量，最后变成黑色固体；
(3)不时有火星从混合物中溅出。
请分别写出以上三种情况发生反应的化学方程式：
(1)_________________________________________________________________；
(2)_________________________________________________________________；
(3)_________________________________________________________________。
【解析】在空气中加热硫粉和铁粉的混合物，除硫与铁反应生成黑色的FeS外还有硫和氧气、铁和氧气的反应。
答案：(1)S＋O2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) SO2 (2)S＋Fe eq \(=====,\s\up7(△)) FeS
(3)3Fe＋2O2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) Fe3O4俗称
颜色状态
熔、沸点
硬度
溶解性
水
酒精
CS2
硫黄
黄色或淡黄色固体
都不高
很脆
不溶
微溶
易溶
氧化性
与金属反应
2Na+SNa2S,Fe+SFeS,2Cu+SCu2S
与非金属反应
H2+SH2S
黑火药反应
S+2KNO3+3CK2S+3CO2↑+N2↑
还原性
与非金属反应
S+O2SO2
与氧化性酸反应
S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O
S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O
既表现氧化性又表现还原性
与热的碱溶液反应
3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
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