第二單元硫及其化合物的相互轉化第1課時含硫物質之間的轉化目標導航目標導航課程標準課標解讀1．認識硫元素在物質中具有不同價態，可通過氧化還原反應實現含有不同價態硫元素的物質的相互轉化。2．通過實驗探究，了解不同價態含硫物質的轉化關系。1．通過硫元素不同物質之間的轉化，整理歸納含硫物質的化學性質，培養依據物質的內在聯系整理歸納化學知識的能力。（宏觀辨識與微觀探析）2．通過含硫物質的分析綜合再分析再綜合的循環過程，學會邏輯分析與綜合的科學方法。（證據推理與模型認知）3．培養學生通過探究討論的學習，從而養成嚴謹求實的科學態度。（科學探究與創新意識）知識01含硫物質的相互轉化1．不同價態含硫化合物含硫物質H2S、Na2SSSO2、H2SO3、Na2SO3SO3、H2SO4、Na2SO4硫元素化合價－20＋4＋62．含硫化合物之間的相互轉化含硫物質多種多樣，在一定條件下可相互轉化。通過氧化還原反應可實現含有不同價態硫元素的物質之間的轉化；通過非氧化還原反應可實現含有相同價態硫元素的不同物質間的轉化。試完成下列轉化關系的化學方程式：①S＋Feeq\o(=,\s\up7(△))FeS②FeS＋2HCl=FeCl2＋H2S↑③S＋H2eq\o(=,\s\up7(△))H2S④2H2S＋O2=2S↓＋2H2O⑤S＋Hg=HgS⑥S＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))SO2⑦2SO2＋O22SO3⑧Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋SO2↑⑨SO2＋H2OH2SO3⑩2Na2SO3＋O2=2Na2SO4?SO3＋H2O=H2SO4?H2SO4＋Ba(OH)2=BaSO4↓＋2H2O硫及其化合物之間的相互轉化1．常見含硫物質間的轉化2．硫及其化合物之間的轉化規律(1)鄰位價態原則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，即臺階式升降，如H2eq\o(S,\s\up6(－2))eq\o(S,\s\up6(0))eq\o(S,\s\up6(＋4))O2eq\o(→,\s\up7(O2))eq\o(S,\s\up6(＋6))O3(2)相鄰價態的粒子不發生氧化還原反應：如S和H2S、S和SO2、SO2和濃硫酸之間不發生氧化還原反應。(3)歸中規律當硫元素的高價態粒子與低價態粒子反應時，一般生成中間價態，如2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O，2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4=3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。(4)含硫物質的連續氧化規律硫元素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(H2S\o(→，\s\up7(足量O2))SO2\o(→,\s\up7(O2))SO3\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4,S\o(→,\s\up7(O2))SO2\o(→,\s\up7(O2))SO3\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4))【即學即練1】硫黃在空氣中燃燒生成氣體甲，甲溶于水得乙溶液，向乙溶液中滴加雙氧水，乙溶液變成丙溶液。向丙溶液里加入Na2S生成氣體丁，把丁通入乙溶液中得到沉淀戊。甲、乙、丙、丁、戊均含有硫元素，則它們分別為()A．SO3、H2SO4、H2SO3、H2S、SB．SO2、H2SO3、H2SO4、S、H2SC．SO3、H2SO4、H2SO3、S、H2SD．SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S答案：D解析：題目中各物質涉及的轉化關系為eq\x(S)eq\o(→,\s\up7(O2))eq\x(SO2)eq\o(→,\s\up7(H2O))eq\x(H2SO3)eq\o(→,\s\up7(H2O2))eq\x(H2SO4)eq\o(→,\s\up7(Na2S))eq\x(H2S)eq\o(→,\s\up7(H2SO3))eq\x(S)【即學即練2】A、B是兩種有刺激性氣味的氣體。試根據下列實驗事實填空。(1)寫出A～F各物質的化學式：A__________，B____________，C____________，D__________，E____________，F____________。(2)寫出A、B跟水反應的離子方程式：_____________________________。答案：(1)Cl2SO2H2SO4HClBaSO3BaSO4(2)Cl2＋SO2＋2H2O=4H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2Cl－解析：由框圖中A、B兩種氣體等物質的量通入H2O中，生成含C、D的無色溶液，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SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、Cl－。氣體B通入過量Ba(OH)2溶液中有沉淀生成，且B是有刺激性氣味的氣體，可知B為SO2，則A為Cl2。題型一含硫物質之間的相互轉化1．X鹽和Y酸反應放出有刺激性氣味的氣體Z，Z跟NaOH反應又得到X鹽，Z氧化的最終產物為氣體W，氣體W溶于水又得到Y酸。則X鹽和Y酸是()A．Na2SO4和硫酸 B．Na2SO3和鹽酸C．Na2CO3和鹽酸 D．Na2SO3和硫酸答案：D解析：X鹽和Y酸反應，產生有氣味的氣體Z，A項不反應，C產生無味CO2，排除A、C項；B、D產生SO2，SO2氧化生成SO3，SO3溶于水生成硫酸，排除B項。2．下列各組物質混合后，沒有明顯現象的是()①H2S和SO2；②SO2和SO3；③SO2和氯水；④SO3(氣)和Cl2；⑤H2S和Cl2A．①③⑤B．②④C．②⑤D．③④⑤答案：B解析：SO2和SO3中硫元素為相鄰價態，不能發生氧化還原反應。SO3和Cl2都具有氧化性，相互間不能發生反應。3．在通常狀況下，A為固態單質。根據如圖所示轉化關系，回答下列問題：(1)寫出A、C、E的化學式：A__________，C__________，E__________。(2)寫出下列反應的化學方程式：①E→C_________________________________________；②C→D______________________________________________。(3)室溫時，B與E的濃溶液________(填“能”或“不能”)發生反應，若能反應，則反應的化學方程式為______________________________________(若不能反應，此空可不填)。(4)將C通入BaCl2溶液中，沒有明顯現象，但若加入H2O2，則有白色沉淀生成，請分析其原因，并寫出有關的化學方程式：_________________________________。答案：(1)SSO2H2SO4(2)①Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O②2SO2＋O22SO3(3)能H2S＋H2SO4(濃)=S↓＋SO2↑＋2H2O(4)H2O2具有強氧化性，能把SO2氧化為H2SO4，H2O2＋SO2=H2SO4，H2SO4＋BaCl2=BaSO4↓＋2HCl解析：因A為固態單質，則B為其氫化物，C為其氧化物，故A為固態非金屬單質。由A→C→D→E知E為能與Cu反應的酸(濃硫酸或硝酸)，且A為固態單質，推斷A為S，B為H2S，C為SO2，D為SO3，E為H2SO4，E的濃溶液即濃硫酸，與H2S發生氧化還原反應，可生成單質S和SO2。H2O2有強氧化性，能把＋4價的硫(SO2)氧化為＋6價的硫(H2SO4)，再按要求寫出相關化學方程式即可。(1)除硫元素以外中學階段常見的符合Aeq\o(→,\s\up7(O2))Beq\o(→,\s\up7(O2))Ceq\o(→,\s\up7(H2O))D轉化關系的還有：①鈉元素：Naeq\o(→,\s\up7(O2))Na2Oeq\o(→,\s\up7(O2))Na2O2eq\o(→,\s\up7(H2O))NaOH(注Na的化合價后期無變化)②碳元素：Ceq\o(→,\s\up7(O2))COeq\o(→,\s\up7(O2))CO2eq\o(→,\s\up7(H2O))H2CO3(2)S2－和SOeq\o\al(\s\up1(2—),\s\do1(3))在中性或堿性條件下可共存，只有在酸性環境中才發生反應：2S2－＋SOeq\o\al(\s\up1(2—),\s\do1(3))＋6H＋=3S↓＋3H2O。(3)含＋6價硫的化合物不一定都有強氧化性，如濃硫酸具有氧化性，而稀硫酸、硫酸鹽中的硫元素均不表現氧化性。基礎鞏固1．下列物質中的硫元素，既有氧化性，又有還原性的是()A．H2SB．SO2C．SO3D．H2SO4答案：B解析：SO2中S的化合價為＋4價，處于中間價態，既有氧化性，又有還原性。2．下列反應中，改變反應物濃度或用量，不會改變反應產物的是()A．硫化氫在氧氣中燃燒 B．鐵在硫蒸氣中燃燒C．二氧化硫通入石灰水中 D．硫酸中加入鐵粉答案：B解析：硫化氫在少量氧氣中燃燒生成S和水，在足量氧氣中燃燒生成二氧化硫和水，A錯誤；鐵與硫反應，只生成FeS，與量無關，B正確；二氧化硫通入石灰水，二氧化硫過量則生成亞硫酸氫鈣，氫氧化鈣過量則生成亞硫酸鈣，C錯誤；Fe與稀硫酸發生H2SO4＋Fe=FeSO4＋H2↑，Fe與濃硫酸在常溫下會發生鈍化，D錯誤。3．分別將足量下列氣體通入稀Na2S溶液中，可以使溶液變渾濁的是()A．COB．SO2C．H2D．CO2答案：B解析：CO與稀Na2S溶液不反應，A錯誤；二氧化硫與Na2S反應生成S沉淀，則可以使溶液變渾濁，B正確；一般條件下，足量H2與稀Na2S溶液不反應，C錯誤；足量CO2氣體通入稀Na2S溶液中發生反應生成碳酸氫鈉和硫化氫，但無渾濁，D錯誤。4．下列轉化需要加入還原劑才能實現的是()A．H2S→SO2 B．H2SO4→SO2C．S→SO2 D．SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))→SO2答案：B解析：加入還原劑后，被還原的硫元素的化合價降低，A項H2S→SO2，化合價升高；B項H2SO4→SO2，化合價降低；C項S→SO2，化合價升高；D項SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))→SO2，化合價不變。5．硫化氫的轉化是資源利用和環境保護的重要研究課題。下列關于硫化氫的說法錯誤的是()A．H2S是一種弱電解質B．可用石灰乳吸收H2S氣體C．根據如圖可知FeCl3、CuCl2均能氧化H2SD．H2S在空氣中燃燒可以生成SO2答案：C解析：H2S溶于水形成氫硫酸，為弱酸，能用石灰乳(堿性)吸收，A、B正確；Cu2＋與H2S生成CuS，不能氧化H2S，C錯誤；H2S在空氣中充分燃燒可生成SO2：2H2S＋3O2eq\o(=,\s\up7(△))2SO2＋2H2O(若不充分燃燒可生成S：2H2S＋O2=2H2O＋2S↓)，D正確。6．有一白色粉末X，關于它的實驗現象為則X的化學式為()A．Na2SO4 B．Na2CO3C．(NH4)2SO4 D．Na2SO3【解析】選D。用驗證法，B、D與H2SO4反應有氣體產生；該氣體與NaOH反應生成鹽可使溴水褪色，具有還原性，應為Na2SO3，D正確。6．下列離子方程式書寫正確的是()A．氯化鐵溶液中通入硫化氫，有淡黃色沉淀生成：2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋2H＋＋S↓B．少量的SO2通入NaOH溶液中：SO2＋OH－=HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))C．銅片在加熱條件下與濃硫酸反應：Cu＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋4H＋eq\o(=,\s\up7(△))Cu2＋＋SO2↑＋2H2OD．SO2使溴水褪色：2SO2＋Br2＋2H2O=2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2Br－＋4H＋答案：A解析：A選項反應正確；少量的SO2通入NaOH溶液中生成Na2SO3，正確的離子方程式為SO2＋2OH－=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))；在濃硫酸中，水的含量極低，硫酸大部分以H2SO4分子的形式存在，H＋濃度很小，不能拆寫成離子形式，生成的CuSO4大部分是以固體的形式存在，也不能拆寫成離子形式；D項氧原子個數不守恒，電荷不守恒。7．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答案：A解析：該反應中氯氣是氧化劑；氧化性：S<Cl2；還原性：S2－>Cl－；硫化氫屬于弱酸，書寫離子方程式時需寫化學式。8．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，故濃硫酸能氧化SO2和H2SO3B．H2S與濃硫酸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eq\o(→,\s\up7(＋NaOH))鹽，能按照上述轉化關系直接轉化的可以是硫元素D．硫黃礦制備硫酸經歷兩步：Seq\o(→,\s\up7(O2/點燃))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4答案：C解析：A項，硫元素的＋4價與＋6價之間無中間價態，所以SO2、H2SO3與濃H2SO4不能發生氧化還原反應；B項，H2S被濃硫酸氧化的產物可以是硫單質；D項，S在O2中燃燒，只能得到SO2，故A、B、D均錯誤，答案選C。9．已知A是一種不溶于水的固體，在一定條件下有下列轉化關系(部分產物及H2O省略)試回答：(1)寫出物質的化學式：A__________，E__________。(2)寫出由B和C反應生成A，由F的濃溶液生成C的化學方程式：B＋C→A____________________________________F(濃)→C____________________________________(3)寫出D和F的稀溶液反應的離子方程式：_______________________________________。答案：(1)SSO3(2)2H2S＋SO2=3S↓＋2H2OCu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O(3)FeS＋2H＋=Fe2＋＋H2S↑解析：由A＋H2→B，A＋O2eq\o(→,\s\up7(點燃))C知：A元素的化合價既能升高，也能降低，故A為非金屬元素，B為氫化物，C為氧化物，且B＋C→A，則A為硫，進一步推知B為H2S，C為SO2，D為FeS，E為SO3，F為H2SO4。10．某化學小組欲探究不同價態硫元素間的轉化，請回答下列問題：(1)除膠頭滴管、酒精燈外，你認為本實驗必不可少的一種玻璃儀器是__________。(2)請幫他們完成以下實驗報告：實驗目的：探究三種價態(0、＋4、＋6)硫元素間的相互轉化。選用試劑：硫黃、濃硫酸、二氧化硫、氯水、硫化氫、銅片、氧氣。實驗記錄(畫斜線部分不必填寫)：實驗編號預期的轉化選擇的試劑實驗現象結論(用化學方程式表示)①S→SO2硫黃、氧氣②SO2→S二氧化硫、硫化氫③SO2→H2SO4二氧化硫、氯水氯水褪色④濃硫酸→SO2問題討論：從三種價態(0、＋4、＋6)硫元素間的相互轉化還可得到規律：當硫元素處于最低價時只有________性，處于最高價時只有________性，處于中間價時既有________性，又有________性。(3)根據以上規律判斷，下列物質中既有氧化性，又有還原性的有________(填字母)。A．Cl2B．NaC．Na＋D．Cl－E．SO2答案：(1)試管(2)如表所示①藍紫色火焰②SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O③SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl④銅片、濃硫酸Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O還原氧化氧化(或還原)還原(或氧化)(3)AE解析：(1)該實驗的進行還需一種試劑的反應容器，選試管最合適。(2)①硫黃在氧氣中燃燒，產生藍紫色火焰；②SO2具有弱氧化性，可氧化H2S中－2價的硫元素，SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O；③SO2具有較強還原性，可被Cl2氧化：SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl；④濃硫酸具有強氧化性，可被Cu還原而生成SO2。(3)Cl2中氯元素為0價，處于中間價態；SO2中硫元素為＋4價，處于中間價態，因而Cl2和SO2既有氧化性，又有還原性。培優競賽1．下列有關硫元素及其化合物的說法或描述正確的是()A．常溫下將鐵片放入濃H2SO4中，劇烈反應生成刺激性氣味氣體B．大量燃燒化石燃料排放的廢氣中含SO3，造成大氣污染C．SO2通入CuSO4與NaCl混合溶液產生白色沉淀(CuCl)，體現SO2的還原性D．濃硫酸和Na2SO3反應制取SO2時，濃硫酸表現為強氧化性答案：C解析：常溫下鐵在濃H2SO4中發生鈍化，不會劇烈反應，A錯誤；大量燃燒化石燃料排放的廢氣中含SO2，造成大氣污染，B錯誤；生成CuCl白色沉淀，銅的化合價降低，SO2中＋4價的硫被氧化，C正確；濃硫酸與Na2SO3反應制取SO2，強酸制備弱酸，只體現了濃硫酸的酸性，D錯誤。2．以下物質間的每步轉化不能通過一步反應實現的是()A．C→CO→CO2→Na2CO3B．S→SO3→H2SO4→Na2SO4C．Fe→FeCl2→FeCl3→Fe(OH)3D．Na→Na2O2→NaOH→NaCl答案：B解析：A項，碳與氧氣反應生成一氧化碳，一氧化碳與氧氣反應生成二氧化碳，二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉；B項，硫單質不能一步轉化為三氧化硫；C項，Feeq\o(→,\s\up7(HCl))FeCl2eq\o(→,\s\up7(Cl2))FeCl3eq\o(→,\s\up7(NaOH))Fe(OH)3；D項，鈉在空氣中加熱生成Na2O2，Na2O2與水反應生成NaOH，NaOH與HCl反應生成NaCl。3．若0.1mol某單質與足量的硫充分反應，生成物的質量比該單質的質量增加了1.6g，則組成這種單質的元素不可能是()A．AgB．FeC．CuD．K答案：B解析：質量增加了1.6g為硫的質量，其物質的量為0.05mol，0.1mol某單質與0.05mol的硫反應，該單質與硫的物質的量之比是2∶1，所以該單質與硫充分反應后，組成該單質的元素在生成物中的化合價為＋1價，不可能是Fe。4．某興趣小組探究SO2氣體還原Fe3＋，他們使用的藥品和裝置如下圖所示，下列說法不合理的是()A．能表明I－的還原性弱于SO2的現象是B中藍色溶液褪色B．裝置C的作用是吸收SO2尾氣，防止污染空氣C．為了驗證A中發生了氧化還原反應，加入KMnO4溶液，紫紅色褪去D．為了驗證A中發生了氧化還原反應，加入用稀鹽酸酸化的BaCl2溶液，產生白色沉淀答案：C解析：溶液藍色褪去，說明二氧化硫和碘單質反應，I2＋SO2＋2H2O=2HI＋H2SO4，依據氧化還原反應中還原劑的還原性大于還原產物，二氧化硫還原性大于碘離子；二氧化硫是污染性氣體不能排放到空氣中，需要用氫氧化鈉溶液吸收，因此裝置C的作用是吸收SO2尾氣，防止污染空氣；二氧化硫、亞鐵離子都具有還原性，都可以和高錳酸鉀溶液發生反應使之褪色，不能驗證A中發生了氧化還原反應；鐵離子氧化二氧化硫為硫酸，2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋，加入氯化鋇生成白色沉淀說明反應生成了硫酸根離子。5．硫酸工業尾氣中二氧化硫的含量超過0.05%(體積分數)時需經處理后才能排放。某校興趣小組欲測定硫酸工業尾氣中二氧化硫的含量，采用以下方案：甲方案：如下圖所示，圖中氣體流量計B用于準確測量通過尾氣的體積。將尾氣通入一定體積已知濃度的碘水中測定SO2的含量。當洗氣瓶C中溶液藍色消失時，立即關閉活塞A。(1)洗氣瓶C中導管末端連接一個多孔