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人教版 (2019)必修 第二册实验活动5 不同价态含硫物质的转化第3课时精练
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这是一份人教版 (2019)必修 第二册实验活动5 不同价态含硫物质的转化第3课时精练，共10页。
【学习目标】
1.了解硫酸根离子的检验。
2.了解不同价态含硫物质之间的转化。
3.能利用氧化还原反应原理设计不同价态含硫物质之间的相互转化实验,掌握运用氧化还原反应原理寻找合适的氧化剂和还原剂。
【自主预习】
一、硫酸根离子的检验
二、自然界中硫的存在和转化
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:存在于硫化物、硫酸盐、石油、天然气、煤、蛋白质等中。
2.自然界中硫的转化
3.硫的化合价与性质的关系
【答案】
一、稀盐酸 BaCl2溶液 无明显现象 白色沉淀
二、火山口 地壳的岩层
【效果检测】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)取少量试样溶液,加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则溶液中一定含有SO42-。( )
(2)向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液,产生不溶于稀HNO3的白色沉淀,则溶液中一定存在SO42-。( )
(3)硫化钠和亚硫酸钠固体长期暴露在空气中会变质。( )
(4)H2S与O2反应,氧气不足生成单质S,氧气过量可以生成SO2。( )
(5)SO2中混有少量SO3,可以将混合气体通过浓硫酸除去。( )
(6)向S的含氧酸盐溶液中加入稀硫酸,不可能既生成沉淀又生成气体。( )
【答案】(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)×
2.检验SO42-时,用于酸化的酸为什么只能用稀盐酸,不能用稀硫酸或稀硝酸?
【答案】硫酸根离子(SO42-)的检验过程中应排除CO32-、PO43-、SO32-等离子的干扰。若有SO32-干扰,可溶性钡盐不能选择Ba(NO3)2,因为在酸性条件下,NO3-会把SO32-、BaSO3等氧化为SO42-和BaSO4而对检验造成干扰。
3.检验硫酸根离子所用钡盐能不能是Ba(NO3)2溶液?
【答案】不能,因为在酸性条件下,SO32-、HSO3-、SO2等会被溶液中的NO3-氧化为SO42-,从而得出错误的结论,所以一般选用BaCl2溶液。
【合作探究】
任务1 硫酸根离子的检验方法
在三支试管中分别加入少量稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液,然后各滴入几滴BaCl2溶液,观察现象;再分别加入少量稀盐酸,振荡,观察现象。
【答案】①生成白色沉淀 ②沉淀不溶解 ③生成白色沉淀
④沉淀不溶解 ⑤生成白色沉淀 ⑥沉淀溶解,且有气泡产生
⑦白色沉淀BaSO4 ⑧SO42-+Ba2+BaSO4↓
问题生成
1.向某溶液中滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入稀HNO3,沉淀不溶解,则溶液中可能含有什么离子?
【答案】Ag+或SO42-或SO32-。
2.检验SO42-的存在时,先加入盐酸的目的是什么?
【答案】防止Ag+、CO32-、SO32-等离子的干扰。
【典型例题】
【例1】在检验SO42-的过程中,下列操作正确的是( )。
A.先加入稀硝酸,没有产生沉淀,然后再加硝酸钡,产生白色沉淀,证明有SO42-存在
B.先加入硝酸钡,产生白色沉淀,然后再加稀硝酸,沉淀不溶解,证明有SO42-存在
C.先加入稀盐酸,没有产生沉淀,然后再加氯化钡,产生白色沉淀,证明有SO42-存在
D.先加入氯化钡,产生白色沉淀,然后再加稀盐酸,沉淀不溶解,证明有SO42-存在
【答案】C
【解析】A项,先加入稀硝酸,没有产生沉淀,然后再加硝酸钡,产生白色沉淀,则溶液中也可能含有SO32-或HSO3-;B项,先加入硝酸钡,产生白色沉淀,然后再加稀硝酸,沉淀不溶解,则溶液中也可能含有SO32-或HSO3-;D项,先加入氯化钡,产生白色沉淀,然后再加稀盐酸,沉淀不溶解,则溶液中也可能含有Ag+。
【例2】用下面的方案进行某些离子的检验,其中方案设计最严谨的是( )。
A.检验试液中存在SO42-:溶液无沉淀白色沉淀
B.检验试液中存在SO42-:溶液无沉淀白色沉淀
C.检验试液中存在I-:溶液深黄色溶液深黄色溶液
D.检验试液中存在CO32-:溶液白色沉淀沉淀溶解
【答案】B
【解析】A项,先加入稀硝酸,如果溶液中没有SO42-,而存在SO32-,硝酸可将SO32-氧化成SO42-,或者存在Ag+,最终均会出现白色沉淀,错误;B项,先加入足量稀盐酸,可以排除SO32-、Ag+等离子的干扰,然后加入BaCl2溶液产生白色沉淀,说明原溶液中存在SO42-,正确;C项,如果溶液中存在I-,I-具有还原性,被过氧化氢氧化为碘单质,淀粉溶液遇碘单质显蓝色,错误;D项,如果溶液中存在SO32-,也会出现相同的实验现象,错误。
【易错提示】
SO42-检验的三大误区
1.只加可溶性钡盐,不酸化。误将CO32-、PO43-、SO32-等干扰离子判断成SO42-。因上述离子会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。
2.误将Ag+判断成SO42-。如向待测液中滴加BaCl2溶液生成白色沉淀,再加稀盐酸沉淀不溶解便断定含SO42-。其错误是未注意溶液中不含SO42-,而含Ag+时也会产生同样的现象:Ag++Cl-AgCl↓(白色)。
3.误将SO32-判断成SO42-。如先用稀硝酸酸化,再加入BaCl2溶液或向待测液中滴加稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便误以为有SO42-。该错误是未注意NO3-在酸性环境中具有强氧化性,将SO32-氧化成SO42-而产生干扰。
任务2 不同价态含硫物质的转化
情境导入 自然界中存在丰富的含硫矿物。含硫的物质这么多,所含的硫元素的化合价也不相同,那么它们之间如何进行转化?
问题生成
1.怎样实现相同或不相同价态的含硫物质间的转化?
【答案】不同价态的含硫物质间通过氧化还原反应规律来转化,相同价态的含硫物质间通过非氧化还原反应规律来转化。
2.能不能用浓硫酸来干燥二氧化硫气体?
【答案】可以;虽然浓硫酸具有强氧化性,二氧化硫具有还原性,但两者之间不能发生氧化还原反应。
3.写出由生石膏加热生成熟石膏的化学方程式。
【答案】2(CaSO4·2H2O)3H2O+2CaSO4·H2O。
【实验探究】
现有试剂:硫粉、还原铁粉、铜丝、浓硫酸、过氧化氢溶液、稀盐酸、氯化铜溶液等。现进行如下实验,完成实验现象。
实验1:将还原铁粉和少量硫粉混合,置于陶土网上,用酒精灯加热,待反应开始时停止加热,观察现象。并用生成的FeS制取H2S,将H2S溶于水形成氢硫酸,备用。
实验2:参阅教材第5页【实验5-3】,进行浓硫酸与铜的反应,并将生成的气体溶于水,制取亚硫酸,备用。
实验3:向亚硫酸中滴加氢硫酸,观察现象。
实验4:向氢硫酸中滴加过氧化氢溶液,观察现象。
实验5:在燃烧匙中点燃少量硫粉(注意通风),观察现象。
实验6:向亚硫酸中滴加适量过氧化氢溶液,用pH试纸检测反应前后溶液的酸碱度;向反应后的溶液中滴加稀盐酸,再滴加氯化钡溶液,观察现象。
【答案】黑色固体 有刺激性 褪色 黄色 黄色 淡蓝色 有刺激性 白色沉淀
【核心归纳】
1.硫及其化合物之间的相互转化
2.硫及其化合物间的转化规律
(1)在硫元素的不同价态中,S-2是硫元素的最低价态,只有还原性;S+6是硫元素的最高价态,只有氧化性;S0、S+4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。
(6)通过非氧化还原反应实现含相同价态硫元素的物质之间的转化:
③SO3H2SO4Na2SO4NaHSO4BaSO4。
【典型例题】
【例3】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能氧化SO2和H2SO3
B.H2S与浓H2SO4在不同的条件下反应的氧化产物只能是SO2
C.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:SSO3H2SO4
【答案】C
【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的燃烧反应只生成SO2,不能生成SO3。
【例4】(创新题)硫元素的单质及其化合物的“价—类”二维图如图所示,其中X、Y、Z、W为含硫化合物。下列说法正确的是( )。
A.实验室可用X的浓溶液与Na2SO3反应制备Y,主要是利用了X的强氧化性
B.Y与KOH反应可以生成W
C.Y和Z反应可以生成S
D.W与盐酸反应可以制取X
【答案】C
【解析】根据元素化合价与物质类型可知,Z是H2S,Y是SO2,X是H2SO4,W是K2SO4。X是H2SO4,Y是SO2,在实验室中一般可以使用浓硫酸与Na2SO3反应制备SO2,反应过程中元素化合价不变,不属于氧化还原反应,A项错误;SO2与KOH发生反应生成K2SO3、H2O(或KHSO3),不能直接反应生成K2SO4,B项错误;H2S、SO2混合,发生氧化还原反应生成S单质和H2O,C项正确;K2SO4与盐酸不能发生反应,因此不能制取H2SO4,D项错误。
【随堂检测】
1.下列变化需要加入氧化剂且能一步实现的是( )。
A.S→FeSB.S→SO2
C.S→SO3D.S→H2S
【答案】B
【解析】A项,Fe+SFeS,Fe为还原剂;B项,S+O2SO2,O2为氧化剂;C项,S不能直接转化为SO3;D项,H2+SH2S,H2为还原剂。
2.下列各组溶液中可以鉴别SO42-、SO32-、CO32-和Cl-的是( )。
A.Ba(NO3)2溶液和盐酸
B.BaCl2溶液、盐酸、澄清石灰水
C.BaCl2溶液、AgNO3溶液
D.BaCl2溶液、盐酸、品红溶液
【答案】D
【解析】A项,CO32-、SO32-、SO42-与Ba(NO3)2溶液反应均产生白色沉淀,加入盐酸,BaCO3会溶解;B项,SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊;C项,四种离子与Ag+均产生白色沉淀,SO42-、SO32-、CO32-与Ba2+均产生白色沉淀,故无法鉴别;D项,先滴入BaCl2溶液,无现象的溶液中含Cl-,其他溶液中分别出现BaSO4、BaSO3、BaCO3白色沉淀,分别滴入盐酸,沉淀不溶解的为BaSO4,溶解且产生的气体能使品红溶液褪色的为BaSO3,另一种为BaCO3。
3.在通常情况下,A为固态单质。根据图示转化关系,回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:
A ;B ;C ;
D ;E 。
(2)写出下列反应的化学方程式:
①E→C: ;
②C→D: ;
③B→C: 。
【答案】(1)S H2S SO2 SO3 H2SO4
(2)①Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
②2SO2+O22SO3 ③2H2S+3O22SO2+2H2O
【解析】固体单质A能和氧气反应,也能和氢气反应,说明是非金属单质。根据其氧化产物可继续和氧气反应可判断A是S。S和氢气反应生成硫化氢,硫化氢燃烧生成SO2。硫和氧气反应生成SO2,SO2和氧气反应生成三氧化硫,三氧化硫溶于水生成硫酸。浓硫酸在加热的条件下和铜发生氧化还原反应,生成硫酸铜、SO2和水。
4.物质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。请根据下图所示,回答下列问题:
(1)X的化学式为 ,Y的化学式为 。
(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 (填字母)。
A.Na2S+SB.Na2SO3+S
C.Na2SO3+Na2SO4D.SO2+Na2SO4
(4)将X与SO2混合,可生成黄色固体,该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为 。
【答案】(1)H2S SO2
(2)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(3)B
(4)2∶1
【解析】(3)Na2S2O3中S元素的化合价是+2价,从氧化还原的角度分析,反应物中S元素的化合价必须分别大于2和小于2。A项中S的化合价都小于2,C、D两项中S的化合价都大于2,故B项符合题意。(4)X为H2S,与SO2混合可生成黄色固体,2H2S+SO23S↓+2H2O,H2S作还原剂,二氧化硫作氧化剂,S既是氧化产物又是还原产物,该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为2∶1。先① ,
加入盐酸后②
先③ ,
加入盐酸后④
先⑤ ,
加入盐酸后⑥
SO42-与Ba2+反应生成不溶于盐酸的⑦ ,
离子方程式:⑧
CO32-与Ba2+反应生成白色沉淀BaCO3,可溶于盐酸
实验
序号
价态
变化
转化前的
含硫物质
选择
试剂
转化后的
含硫物质
预期现象
1
0→-2
S
Fe
FeS
剧烈反应,生成
2
+6→+4
浓H2SO4
Cu
SO2
产生 气味的气体,该气体能使品红溶液
3
+4→0
SO2
H2S
S
生成 固体
4
-2→0
H2S
H2O2
S
生成 固体
5
0→+4
S
空气
SO2
硫燃烧,发出 火焰,产生 气味的气体
6
+4→+6
H2SO3
H2O2
H2SO4
反应前后的溶液用pH试纸检验,其pH变小;向反应后的溶液中滴加稀盐酸无明显现象,再滴加氯化钡溶液,产生
【学习目标】
1.了解硫酸根离子的检验。
2.了解不同价态含硫物质之间的转化。
3.能利用氧化还原反应原理设计不同价态含硫物质之间的相互转化实验,掌握运用氧化还原反应原理寻找合适的氧化剂和还原剂。
【自主预习】
一、硫酸根离子的检验
二、自然界中硫的存在和转化
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:存在于硫化物、硫酸盐、石油、天然气、煤、蛋白质等中。
2.自然界中硫的转化
3.硫的化合价与性质的关系
【答案】
一、稀盐酸 BaCl2溶液 无明显现象 白色沉淀
二、火山口 地壳的岩层
【效果检测】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)取少量试样溶液,加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则溶液中一定含有SO42-。( )
(2)向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液,产生不溶于稀HNO3的白色沉淀,则溶液中一定存在SO42-。( )
(3)硫化钠和亚硫酸钠固体长期暴露在空气中会变质。( )
(4)H2S与O2反应,氧气不足生成单质S,氧气过量可以生成SO2。( )
(5)SO2中混有少量SO3,可以将混合气体通过浓硫酸除去。( )
(6)向S的含氧酸盐溶液中加入稀硫酸,不可能既生成沉淀又生成气体。( )
【答案】(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)×
2.检验SO42-时,用于酸化的酸为什么只能用稀盐酸,不能用稀硫酸或稀硝酸?
【答案】硫酸根离子(SO42-)的检验过程中应排除CO32-、PO43-、SO32-等离子的干扰。若有SO32-干扰,可溶性钡盐不能选择Ba(NO3)2,因为在酸性条件下,NO3-会把SO32-、BaSO3等氧化为SO42-和BaSO4而对检验造成干扰。
3.检验硫酸根离子所用钡盐能不能是Ba(NO3)2溶液?
【答案】不能,因为在酸性条件下,SO32-、HSO3-、SO2等会被溶液中的NO3-氧化为SO42-,从而得出错误的结论,所以一般选用BaCl2溶液。
【合作探究】
任务1 硫酸根离子的检验方法
在三支试管中分别加入少量稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液,然后各滴入几滴BaCl2溶液,观察现象;再分别加入少量稀盐酸,振荡,观察现象。
【答案】①生成白色沉淀 ②沉淀不溶解 ③生成白色沉淀
④沉淀不溶解 ⑤生成白色沉淀 ⑥沉淀溶解,且有气泡产生
⑦白色沉淀BaSO4 ⑧SO42-+Ba2+BaSO4↓
问题生成
1.向某溶液中滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入稀HNO3,沉淀不溶解,则溶液中可能含有什么离子?
【答案】Ag+或SO42-或SO32-。
2.检验SO42-的存在时,先加入盐酸的目的是什么?
【答案】防止Ag+、CO32-、SO32-等离子的干扰。
【典型例题】
【例1】在检验SO42-的过程中,下列操作正确的是( )。
A.先加入稀硝酸,没有产生沉淀,然后再加硝酸钡,产生白色沉淀,证明有SO42-存在
B.先加入硝酸钡,产生白色沉淀,然后再加稀硝酸,沉淀不溶解,证明有SO42-存在
C.先加入稀盐酸,没有产生沉淀,然后再加氯化钡,产生白色沉淀,证明有SO42-存在
D.先加入氯化钡,产生白色沉淀,然后再加稀盐酸,沉淀不溶解,证明有SO42-存在
【答案】C
【解析】A项,先加入稀硝酸,没有产生沉淀,然后再加硝酸钡,产生白色沉淀,则溶液中也可能含有SO32-或HSO3-;B项,先加入硝酸钡,产生白色沉淀,然后再加稀硝酸,沉淀不溶解,则溶液中也可能含有SO32-或HSO3-;D项,先加入氯化钡,产生白色沉淀,然后再加稀盐酸,沉淀不溶解,则溶液中也可能含有Ag+。
【例2】用下面的方案进行某些离子的检验,其中方案设计最严谨的是( )。
A.检验试液中存在SO42-:溶液无沉淀白色沉淀
B.检验试液中存在SO42-:溶液无沉淀白色沉淀
C.检验试液中存在I-:溶液深黄色溶液深黄色溶液
D.检验试液中存在CO32-:溶液白色沉淀沉淀溶解
【答案】B
【解析】A项,先加入稀硝酸,如果溶液中没有SO42-,而存在SO32-,硝酸可将SO32-氧化成SO42-,或者存在Ag+,最终均会出现白色沉淀,错误;B项,先加入足量稀盐酸,可以排除SO32-、Ag+等离子的干扰,然后加入BaCl2溶液产生白色沉淀,说明原溶液中存在SO42-,正确;C项,如果溶液中存在I-,I-具有还原性,被过氧化氢氧化为碘单质,淀粉溶液遇碘单质显蓝色,错误;D项,如果溶液中存在SO32-,也会出现相同的实验现象,错误。
【易错提示】
SO42-检验的三大误区
1.只加可溶性钡盐,不酸化。误将CO32-、PO43-、SO32-等干扰离子判断成SO42-。因上述离子会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。
2.误将Ag+判断成SO42-。如向待测液中滴加BaCl2溶液生成白色沉淀,再加稀盐酸沉淀不溶解便断定含SO42-。其错误是未注意溶液中不含SO42-,而含Ag+时也会产生同样的现象:Ag++Cl-AgCl↓(白色)。
3.误将SO32-判断成SO42-。如先用稀硝酸酸化,再加入BaCl2溶液或向待测液中滴加稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便误以为有SO42-。该错误是未注意NO3-在酸性环境中具有强氧化性,将SO32-氧化成SO42-而产生干扰。
任务2 不同价态含硫物质的转化
情境导入 自然界中存在丰富的含硫矿物。含硫的物质这么多,所含的硫元素的化合价也不相同,那么它们之间如何进行转化?
问题生成
1.怎样实现相同或不相同价态的含硫物质间的转化?
【答案】不同价态的含硫物质间通过氧化还原反应规律来转化,相同价态的含硫物质间通过非氧化还原反应规律来转化。
2.能不能用浓硫酸来干燥二氧化硫气体?
【答案】可以;虽然浓硫酸具有强氧化性,二氧化硫具有还原性,但两者之间不能发生氧化还原反应。
3.写出由生石膏加热生成熟石膏的化学方程式。
【答案】2(CaSO4·2H2O)3H2O+2CaSO4·H2O。
【实验探究】
现有试剂:硫粉、还原铁粉、铜丝、浓硫酸、过氧化氢溶液、稀盐酸、氯化铜溶液等。现进行如下实验,完成实验现象。
实验1:将还原铁粉和少量硫粉混合,置于陶土网上,用酒精灯加热,待反应开始时停止加热,观察现象。并用生成的FeS制取H2S,将H2S溶于水形成氢硫酸,备用。
实验2:参阅教材第5页【实验5-3】,进行浓硫酸与铜的反应,并将生成的气体溶于水,制取亚硫酸,备用。
实验3:向亚硫酸中滴加氢硫酸,观察现象。
实验4:向氢硫酸中滴加过氧化氢溶液,观察现象。
实验5:在燃烧匙中点燃少量硫粉(注意通风),观察现象。
实验6:向亚硫酸中滴加适量过氧化氢溶液,用pH试纸检测反应前后溶液的酸碱度;向反应后的溶液中滴加稀盐酸,再滴加氯化钡溶液,观察现象。
【答案】黑色固体 有刺激性 褪色 黄色 黄色 淡蓝色 有刺激性 白色沉淀
【核心归纳】
1.硫及其化合物之间的相互转化
2.硫及其化合物间的转化规律
(1)在硫元素的不同价态中,S-2是硫元素的最低价态,只有还原性;S+6是硫元素的最高价态,只有氧化性;S0、S+4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。
(6)通过非氧化还原反应实现含相同价态硫元素的物质之间的转化:
③SO3H2SO4Na2SO4NaHSO4BaSO4。
【典型例题】
【例3】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能氧化SO2和H2SO3
B.H2S与浓H2SO4在不同的条件下反应的氧化产物只能是SO2
C.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:SSO3H2SO4
【答案】C
【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的燃烧反应只生成SO2,不能生成SO3。
【例4】(创新题)硫元素的单质及其化合物的“价—类”二维图如图所示,其中X、Y、Z、W为含硫化合物。下列说法正确的是( )。
A.实验室可用X的浓溶液与Na2SO3反应制备Y,主要是利用了X的强氧化性
B.Y与KOH反应可以生成W
C.Y和Z反应可以生成S
D.W与盐酸反应可以制取X
【答案】C
【解析】根据元素化合价与物质类型可知,Z是H2S,Y是SO2,X是H2SO4,W是K2SO4。X是H2SO4,Y是SO2,在实验室中一般可以使用浓硫酸与Na2SO3反应制备SO2,反应过程中元素化合价不变,不属于氧化还原反应,A项错误;SO2与KOH发生反应生成K2SO3、H2O(或KHSO3),不能直接反应生成K2SO4,B项错误;H2S、SO2混合,发生氧化还原反应生成S单质和H2O,C项正确;K2SO4与盐酸不能发生反应,因此不能制取H2SO4,D项错误。
【随堂检测】
1.下列变化需要加入氧化剂且能一步实现的是( )。
A.S→FeSB.S→SO2
C.S→SO3D.S→H2S
【答案】B
【解析】A项,Fe+SFeS,Fe为还原剂;B项,S+O2SO2,O2为氧化剂;C项,S不能直接转化为SO3;D项,H2+SH2S,H2为还原剂。
2.下列各组溶液中可以鉴别SO42-、SO32-、CO32-和Cl-的是( )。
A.Ba(NO3)2溶液和盐酸
B.BaCl2溶液、盐酸、澄清石灰水
C.BaCl2溶液、AgNO3溶液
D.BaCl2溶液、盐酸、品红溶液
【答案】D
【解析】A项,CO32-、SO32-、SO42-与Ba(NO3)2溶液反应均产生白色沉淀,加入盐酸,BaCO3会溶解;B项,SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊;C项,四种离子与Ag+均产生白色沉淀,SO42-、SO32-、CO32-与Ba2+均产生白色沉淀,故无法鉴别;D项,先滴入BaCl2溶液,无现象的溶液中含Cl-,其他溶液中分别出现BaSO4、BaSO3、BaCO3白色沉淀,分别滴入盐酸,沉淀不溶解的为BaSO4,溶解且产生的气体能使品红溶液褪色的为BaSO3,另一种为BaCO3。
3.在通常情况下,A为固态单质。根据图示转化关系,回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:
A ;B ;C ;
D ;E 。
(2)写出下列反应的化学方程式:
①E→C: ;
②C→D: ;
③B→C: 。
【答案】(1)S H2S SO2 SO3 H2SO4
(2)①Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
②2SO2+O22SO3 ③2H2S+3O22SO2+2H2O
【解析】固体单质A能和氧气反应,也能和氢气反应,说明是非金属单质。根据其氧化产物可继续和氧气反应可判断A是S。S和氢气反应生成硫化氢,硫化氢燃烧生成SO2。硫和氧气反应生成SO2,SO2和氧气反应生成三氧化硫,三氧化硫溶于水生成硫酸。浓硫酸在加热的条件下和铜发生氧化还原反应,生成硫酸铜、SO2和水。
4.物质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。请根据下图所示,回答下列问题:
(1)X的化学式为 ,Y的化学式为 。
(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 (填字母)。
A.Na2S+SB.Na2SO3+S
C.Na2SO3+Na2SO4D.SO2+Na2SO4
(4)将X与SO2混合,可生成黄色固体,该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为 。
【答案】(1)H2S SO2
(2)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(3)B
(4)2∶1
【解析】(3)Na2S2O3中S元素的化合价是+2价,从氧化还原的角度分析,反应物中S元素的化合价必须分别大于2和小于2。A项中S的化合价都小于2,C、D两项中S的化合价都大于2,故B项符合题意。(4)X为H2S,与SO2混合可生成黄色固体,2H2S+SO23S↓+2H2O,H2S作还原剂,二氧化硫作氧化剂,S既是氧化产物又是还原产物,该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为2∶1。先① ,
加入盐酸后②
先③ ,
加入盐酸后④
先⑤ ,
加入盐酸后⑥
SO42-与Ba2+反应生成不溶于盐酸的⑦ ,
离子方程式:⑧
CO32-与Ba2+反应生成白色沉淀BaCO3,可溶于盐酸
实验
序号
价态
变化
转化前的
含硫物质
选择
试剂
转化后的
含硫物质
预期现象
1
0→-2
S
Fe
FeS
剧烈反应,生成
2
+6→+4
浓H2SO4
Cu
SO2
产生 气味的气体,该气体能使品红溶液
3
+4→0
SO2
H2S
S
生成 固体
4
-2→0
H2S
H2O2
S
生成 固体
5
0→+4
S
空气
SO2
硫燃烧,发出 火焰,产生 气味的气体
6
+4→+6
H2SO3
H2O2
H2SO4
反应前后的溶液用pH试纸检验,其pH变小;向反应后的溶液中滴加稀盐酸无明显现象,再滴加氯化钡溶液,产生
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