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苏教版 (2019)必修 第一册专题4 硫与环境保护第二单元 硫及其化合物的相互转化学案设计
展开这是一份苏教版 (2019)必修 第一册专题4 硫与环境保护第二单元 硫及其化合物的相互转化学案设计,共8页。学案主要包含了自主探索,合作探究,典例示范,解题指南,规律方法,母题追问,素养训练,课堂小结等内容,欢迎下载使用。
第二单元 硫及其化合物的相互转化
含硫物质之间的转化
1.含硫的物质:
硫元素的化合价有-2、0、+4、+6,其中-2价的硫常见物质有H2S、Na2S、NaHS、FeS等物质,+4价的硫常见物质有SO2、H2SO3、Na2SO3等,+6价的硫常见物质有SO3、H2SO4、Na2SO4、BaSO4等。
2.自然界中不同价态硫元素间的转化:
3.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
写出②、③、④反应的化学方程式:
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,可用如图表示
如:
写出③、④、⑤反应的化学方程式:
③2SO2+O22SO3;
④S+H2H2S;
⑤SO2+2H2S3S↓+2H2O。
【自主探索】
是硫元素的最高价态,只具有什么性?浓硫酸与还原剂发生氧化还原反应时,还原产物是什么?举例说明。
提示:是硫元素的最高价态,只有氧化性,浓硫酸的还原产物一般是SO2。
Cu+2H2O4(浓)CuSO4+O2↑+2H2O
知识点 含硫物质之间的转化
1.硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系:
2.硫及其化合物间的转化规律:
(1)在硫元素的不同价态中,是硫元素的最低价态,只有还原性;是硫元素的最高价态,只有氧化性;、是硫元素的中间价态,既有氧化性又有还原性。
(2)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。
(3)当遇到强氧化剂或强还原剂时,硫元素的化合价可能发生“跳位”变化。例如:
H2S+3H2SO4(浓)4SO2↑+4H2O,
8HI+H2SO4(浓)===H2S↑+4I2+4H2O。
(4)硫元素的相邻价态之间一般不会发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2和H2SO4,所以可用浓硫酸干燥SO2气体。
(5)连续氧化关系:SSO2SO3。
【合作探究】
(知识关联)硫及其化合物与价态变化为坐标的二维转化关系如图所示。
图中X的化学式为_________;其水溶液在空气中放置易变浑浊,写出反应的化学方程式 _______________。
(证据推理与模型认知)
提示:X为H2S,H2S的水溶液在空气中变浑浊是因为被氧气氧化为S,反应的化学方程式为2H2S+O2===2S↓+2H2O。
【典例示范】
【典例】在通常状况下,A为固态单质。根据如图所示转化关系,回答下列问题:
(1)写出A、C、E的化学式:
A_______,C_______,E_______。
(2)写出下列反应的化学方程式:
①E→C ______;
②C→D ______。
(3)室温时,B与E的浓溶液_____(填“能”或“不能”)发生反应,若能反应,则反应的化学方程式为___________ (若不能反应,此空可不填)。
(4)将C通入BaCl2溶液中,没有明显现象,但若加入H2O2,则有白色沉淀生成,请分析其原因,并写出有关的化学方程式:__________ 。
【解题指南】解答本题应注意以下两点:
(1)根据图示中的连续反应推断出各物质;
(2)SO2不能和BaCl2反应。
【解析】因A为固态单质,则B为其氢化物,C为其氧化物,故A为固态非金属单质。由A→C→D→E知E为能与Cu反应的酸(浓硫酸或硝酸),且A为固态单质,推断A为S,B为H2S,C为SO2,D为SO3,E为H2SO4,E的浓溶液即浓硫酸,与H2S发生氧化还原反应,可生成单质S和SO2。H2O2有强氧化性,能把+4价的硫(SO2)氧化为+6价的硫(H2SO4),再按要求写出相关化学方程式即可。
答案:(1)S SO2 H2SO4
(2)①Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
②2SO2+O22SO3
(3)能 H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O
(4)H2O2具有强氧化性,能把SO2氧化为H2SO4,H2O2+SO2===H2SO4,H2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2HCl
【规律方法】变化观点——硫及其化合物相互转化应注意的几个问题
(1)除硫元素以外中学阶段常见的符合ABCD转化关系的还有:
①钠元素:NaNa2ONa2O2NaOH(注Na的化合价后期无变化)
②碳元素:CCOCO2H2CO3
在实际解题中要注意区分。
(2)S2-和SO在中性或碱性条件下可共存,只有在酸性环境中才发生反应:2S2-+ SO+6H+===3S↓+3H2O。
(3)含+6价硫的化合物不一定都有强氧化性,如浓硫酸具有氧化性,而稀硫酸、硫酸盐中的硫元素均不表现氧化性。
【母题追问】
(1)在一定条件下A能直接转化为D吗?
提示:S在空气中、纯氧气中燃烧均生成SO2,不能直接生成SO3。
(2)加热时,A与E的浓溶液能反应,写出化学方程式。
提示:S+2H2SO4(浓)===3SO2↑+2H2O。
【素养训练】
在古代中国,稀硫酸被称为“绿矾油”。《黄帝九鼎神丹经诀》卷九中就记载着“炼石胆取精华法”,即干馏石胆(胆矾)而获得硫酸。实验室模拟此过程:可以用FeSO4·7H2O加强热,用加冰水混合物的U形管冷凝即可,用NaOH吸收SO2,理论可得29.5%的H2SO4。
(1)上述过程硫的化合价如何变化?你能预测生成的含铁化合物是什么吗?
(2)试写出反应的化学方程式。
(1)提示:反应中有硫酸和SO2生成,故硫的化合价降低;由氧化还原反应的规律可知铁的化合价一定升高,故产物为Fe2O3。
(2)提示:反应化学方程式为2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O,SO3+H2O===H2SO4。
【课堂小结】
三言两语话重点
必记的三个规律
(1)低价态含硫化合物,具有还原性,高价态含硫化合物,具有氧化性。
(2)相邻价态的含硫化合物,不发生氧化还原反应。
(3)相同价态含硫化合物,通过酸碱反应可实现转化。
1.下列有关硫元素及其化合物的说法或描述正确的是 ( )
A.常温下将铁片放入浓H2SO4中,剧烈反应生成刺激性气味气体
B.大量燃烧化石燃料排放的废气中含SO3,造成大气污染
C.SO2通入CuSO4与NaCl混合溶液产生白色沉淀(CuCl),体现SO2的还原性
D.浓硫酸和Na2SO3反应制取SO2时,浓硫酸表现酸性和氧化性
【解析】选C。常温下铁在浓H2SO4中发生钝化,不会剧烈反应,A错误;大量燃烧化石燃料排放的废气中含SO2,造成大气污染,B错误;生成CuCl白色沉淀,铜的化合价降低,SO2中+4价的硫被氧化,C正确;浓硫酸与Na2SO3反应制取SO2,强酸制备弱酸,只体现了浓硫酸的酸性,D错误。
【补偿训练】
X盐和Y酸反应放出有刺激性气味的气体Z,Z跟NaOH反应又得到X盐,Z氧化的最终产物为气体W,气体W溶于水又得到Y酸。则X盐和Y酸是 ( )
A.Na2SO4和硫酸 B.Na2SO3和盐酸
C.Na2CO3和盐酸 D.Na2SO3和硫酸
【解析】选D。X盐和Y酸反应,产生有气味的气体Z,A项不反应,C产生无味CO2,排除A、C项;B、D产生SO2,SO2氧化生成SO3,SO3溶于水生成硫酸,排除B项。
2.下列各组物质混合后,没有明显现象的是 ( )
①H2S和SO2;②SO2和SO3;③SO2和氯水;④SO3(气)和Cl2;⑤H2S和Cl2
A.①③⑤ B.②④ C.②⑤ D.③④⑤
【解析】选B。SO2和SO3中硫元素为相邻价态,不能发生氧化还原反应。SO3和Cl2都具有氧化性,相互间不能发生反应。
【补偿训练】
(教材二次开发·教材习题改编)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。下列关于硫化氢的说法错误的是 ( )
A.H2S是一种弱电解质
B.可用石灰乳吸收H2S气体
C.根据如图可知FeCl3、CuCl2均能氧化H2S
D.H2S在空气中燃烧可以生成SO2
【解析】选C。H2S溶于水形成氢硫酸,为弱酸,能用石灰乳(碱性)吸收,A、B正确;Cu2+与H2S生成CuS,不能氧化H2S,C错误;H2S在空气中充分燃烧可生成SO2:2H2S+3O22SO2+2H2O(若不充分燃烧可生成S:2H2S+O2===2H2O+2S↓),D正确。
3.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. SO→SO2
【解析】选B。加入还原剂后,被还原的硫元素的化合价降低,A项H2S→SO2,化合价升高;B项H2SO4→SO2,化合价降低;C项S→SO2,化合价升高;D项SO→SO2,化合价不变。
【补偿训练】
A、B是两种有刺激性气味的气体。试根据下列实验事实填空。
(1)写出A~F各物质的化学式:
A_______,B_________,C_________,
D_______,E_________,F_________。
(2)写出A、B跟水反应的离子方程式: ________________。
【解析】由框图中A、B两种气体等物质的量通入H2O中,生成含C、D的无色溶液,滴入Ba(OH)2溶液生成沉淀F和溶液D,D中滴入AgNO3溶液生成白色沉淀G,可知溶液C、D中含有SO、Cl-。气体B通入过量Ba(OH)2溶液中有沉淀生成,且B是有刺激性气味的气体,可知B为SO2,则A为Cl2。
答案:(1)Cl2 SO2 H2SO4 HCl BaSO3 BaSO4
(2)Cl2+SO2+2H2O===4H++ SO+2Cl-
4.大型节日时,人们经常会燃放烟花爆竹等。但这会带来很大的空气污染,近几年,越来越多的城市全年全区域禁止燃放烟花爆竹。
(1)燃放爆竹时的主要反应是S+2KNO3+3C===K2S+3CO2↑+N2↑,S发生了什么反应?表现什么性质?
提示:反应中S的化合价降低,发生还原反应,表现氧化性。
(2)燃放爆竹时会闻到强烈的刺激性气味,其中的原因是什么?
提示:燃放爆竹时S与空气中的氧气反应生成有刺激性气味的SO2气体。
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