第一節

硫及其化合物第4課時：不同價態含硫物質的轉化第五章

化工生產中的重要非金屬元素不同價態含硫物質的轉化關系01實驗探究不同價態含硫物質的轉化02學習目標

1.通過閱讀教材“資料卡片—自然界中硫的存在和轉化”內容，了解含硫物質進入大氣的主要途徑，知道二氧化硫進入大氣能形成酸雨危害環境，增強環保意識，培養社會責任感。

2.根據硫元素的不同價態，了解硫元素不同價態間的轉化及反應條件的控制，理解硫及其化合物的相互轉化原理，熟悉常見的化學方程式

3.通過實驗探究，知道含不同價態硫元素的物質可以相互轉化，并能設計實驗進行探究或驗證，知道二氧化硫進入大氣能形成酸雨危害環境，增強環保意識，培養社會責任感。視頻--不同含硫物質的轉化不同價態含硫物質的轉化關系不同價態含硫物質的轉化關系任務一、認識自然界中硫的存在和轉化H2SCaSO4?2H2OFeS2SO3SO2H2SO3H2SO4CuFeS2NaSO4?10H2O自然界中硫元素的存在示意圖S不同價態含硫物質的轉化關系任務一、認識自然界中硫的存在和轉化學生活動1：閱讀教材P7頁“資料卡片”內容，思考硫元素在自然界的存在形態及轉化關系分別什么？自然界中硫的轉化①硫元素在自然界中的轉化可用右圖表示：硫元素廣泛存在于自然界中，是植物生長不可缺少的元素，組成生命體的蛋白質中含有硫元素。不同價態含硫物質的轉化關系任務一、認識自然界中硫的存在和轉化②自然界中游離態的硫存在于火山口附近或地殼的巖層里，煤中也含有少量硫。③自然界中化合態的硫廣泛存在于硫酸鹽、硫化物、火山噴發時釋放的氣體中、地下水里、動植物體內。例如黃鐵礦(FeS2)、黃銅礦(CuFeS2)、石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)。火山口附近的硫單質會被大氣中是氧氣氧化成二氧化硫，二氧化硫可被進一步氧化成三氧化硫，二氧化硫和三氧化硫遇水分別形成亞硫酸和硫酸。學生活動1：閱讀教材P7頁“資料卡片”內容，思考硫元素在自然界的存在形態及轉化關系分別什么？不同價態含硫物質的轉化關系任務一、認識自然界中硫的存在和轉化學生活動2：討論交流：根據硫元素在自然界的轉化關系，思考硫及其化合物的轉化原理有哪些？①不同價態硫元素之間的相互轉化主要通過氧化還原反應實現，如:-2S+4S2H2S+3O2=2SO2+2H2O；

2H2SO3+O2=2H2SO4+4S+6S②相同價態硫元素之間的轉化主要根據酸、堿、鹽及其氧化物的性質實現。如:SO3+H2O=H2SO4、SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。對應訓練【典例1】硫磺在空氣中燃燒生成氣體甲，甲溶于水得溶液乙，向

乙溶液中滴加溴水，乙溶液褪色變成丙。甲、乙、丙均含有硫元素，則它們正確的順序是（

）

A．SO3、H2SO4、H2SO3 B．SO2、H2SO3、H2SO4

C．SO3、H2SO3、H2SO4 D．SO2、H2SO4、H2SO3B【解析】硫磺在空氣中燃燒生成氣體甲SO2，甲SO2溶于水得溶液乙H2SO3，向乙H2SO3溶液中滴加溴水，乙溶液褪色變成丙H2SO4，則甲、乙、丙分別為SO2、H2SO3、H2SO4，答案B。對應訓練【典例2】關于反應H2SO4＋Na2SO3=Na2SO4＋SO2↑＋H2O所涉及的物質，下列說法錯誤的是（

）

A．濃H2SO4能與SO2發生氧化還原反應

B．Na2SO3容易被空氣中的O2氧化變質

C．濃硫酸與銅在常溫下反應生成SO2

D．SO2是導致酸雨的主要有害污染物A【解析】反應中元素化合價不變，屬于非氧化還原反應，故A錯誤；Na2SO3具有還原性，容易被空氣中的O2氧化為Na2SO4，故B正確；濃硫酸具有強氧化性與銅在常溫下反應生成SO2，故C正確；SO2能和水反應生成H2SO3，是導致酸雨的主要有害污染物，故D正確；選A。不同價態含硫物質的轉化關系任務二、建構含硫物質的價類二維圖學生活動1：討論交流：如何根據氧化還原反應原理構建含硫物質的價類二維圖？①價態與性質0價、＋4價硫處于中間價態，既有氧化性又有還原性＋6價硫處于最高價態，只有氧化性－2價硫處于最低價態，只有還原性，可被O2、Cl2、KMnO4(H+)氧化劑氧化為S不同價態含硫物質的轉化關系任務二、建構含硫物質的價類二維圖②價態規律硫元素的化合價升高或降低時,一般到其相鄰價態(只靠攏不交叉),即臺階式升降相鄰價態的同種元素的微粒間不發生氧化還原反應,如S和H2S、S和SO2、SO2和濃硫酸不同價態硫元素間的轉化,均屬于氧化還原反應，需要選擇合適的氧化劑或者還原劑。證明硫單質、SO2具有還原性要選擇氧化劑，如酸性KMnO4溶液、氯水等；證明濃硫酸具有氧化性要選擇還原劑，如金屬單質、硫單質、H2S等；證明SO2具有氧化性要選擇還原劑，如H2S、Na2S等不同價態含硫物質的轉化關系任務二、建構含硫物質的價類二維圖③價類二維圖：不同價態含硫物質的轉化關系任務二、建構含硫物質的價類二維圖學生活動2：問題探究：根據含硫物質的價類二維圖，不同價態硫元素間轉化的思維模型是什么？結合所學知識，思考含硫物質有哪些不同轉化關系？①轉化的思維模型：不同價態含硫物質的轉化關系任務二、建構含硫物質的價類二維圖②轉化類型：直線型轉化關系：S(固體)SO2O2O2SO3H2OH2SO4H2SS(固體)O2O2SO2H2OH2SO4O2SO3交叉型轉化關系:三角型轉化關系：對應訓練【典例1】下圖是一種綜合處理SO2廢氣的工藝流程。下列說法正確的是（

）

A．操作Ⅱ發生反應的離子方程式為：

2Fe2++4H++O2=2Fe3++2H2O

B．溶液b中陽離子只有Fe2+

C．溶液a轉化為溶液b的反應中，SO2被氧化

D．加入FeO可以使溶液c轉化為溶液aC對應訓練【解析】Fe3+有氧化性，SO2有還原性，Fe2(SO4)3被SO2還原為FeSO4，溶液b主要溶質為FeSO4、H2SO4，可能含Fe2(SO4)3或SO2，空氣中氧氣將FeSO4及可能存在的SO2氧化得溶液a循環使用。A．電荷不守恒，操作Ⅱ發生反應的離子方程式為：4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O，A錯誤；B．操作I中發生反應的離子方程式為：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+，溶液中陽離子有Fe2+、H+，若SO2少量，則還有Fe3+，B錯誤；C．溶液a轉化為溶液b的反應中，SO2被Fe3+氧化，C正確；D．溶液c中含有Fe2(SO4)3、H2SO4等物質，加入FeO后會生成FeSO4，D錯誤。答案選C。對應訓練【典例2】物質類別和核心元素的價態是學習元素及其化合物性質的重要認識視角。如圖是某元素的“價類二維圖”，其中單質b是黃色固體，f、h均為正鹽，且焰色都是黃色。下列說法不正確的是（

）

A．a和c反應可以生成b

B．用BaCl2溶液可以鑒別f和h的溶液

C．e的濃溶液可用鋁槽車運輸

D．c能使品紅溶液褪色B對應訓練【解析】單質b是黃色固體，所以b是硫，f、h均為正鹽，且焰色都是黃色，根據示意圖可知a是H2S，c是SO2，d是SO3，e是硫酸，f是硫酸鈉，g是亞硫酸，h是亞硫酸鈉，據此解答。A.二氧化硫具有氧化性，能氧化硫化氫，二者反應可以生成單質硫，A正確；B.亞硫酸鈉和硫酸鈉均能與氯化鋇反應生成白色沉淀，不用BaCl2溶液鑒別二者，B錯誤；C.常溫下鋁在濃硫酸中鈍化，因此e的濃溶液可用鋁槽車運輸，C正確；D.二氧化硫具有漂白性，能使品紅溶液褪色，D正確；實驗探究不同價態含硫物質的轉化實驗探究不同價態含硫物質的轉化任務一、實驗室中研究不同價態含硫物質的轉化原理學生活動1、根據教材P8頁“探究”內容，思考硫元素常見價態及其轉化關系是什么？-2S0S+4S+6SFeS、H2SNa2S、HgSSO2、H2SO3Na2SO3SO3、H2SO4Na2SO4、CuSO4S氧化劑①硫元素常見價態（物質）及轉化：氧化劑氧化劑還原劑還原劑還原劑②通過氧化還原反應實現不同價態含硫物質的相互轉化，低價態的硫向高價態轉化時需加入氧化劑，高價態的硫向低價態轉化時需加入還原劑。實驗探究不同價態含硫物質的轉化任務一、實驗室中研究不同價態含硫物質的轉化原理學生活動2、討論交流：閱讀檢測P9頁“方法導引”欄目內容，你是如何理解化學實驗設計及探究不同價態含硫物質的轉化關系的？并填寫表格內容。①化學實驗設計:是指實驗者在實施化學實驗之前，根據一定的實驗目的，運用化學知識與技能，按照一定的實驗方法，對實驗的原理、試劑、儀器與裝置、步驟和方法等所進行的規劃。②遵循的原則:科學性、可行性、安全性和綠色化。化學實驗設計一般以實驗設計方案的形式呈現，通常包括實驗課題、實驗目的、實驗原理、實驗儀器與試劑、實驗步驟及注意事項、實驗數據及處理、實驗結論與討論等。實驗探究不同價態含硫物質的轉化③含硫物質的轉化實驗方案設計：預期轉化選擇試劑實驗操作和現象實驗結論H2S→SSO2→SSO2→H2SO4H2SO4→SO2二氧化硫、硫化氫、蒸餾水將H2S和SO2通入水中，生成淡黃色沉淀(或溶液變渾濁)SO2與H2S反應生成單質硫二氧化硫、新制氯水、BaCl2溶液將SO2通入新制氯水中，溶液淺黃綠色褪去；再向溶液中滴入氯化鋇溶液，產生白色沉淀二氧化硫在水中能被強氧化劑氧化為SO42-濃硫酸、銅片加熱銅片和濃硫酸的混合物，有刺激性氣味氣體生成濃硫酸被金屬銅還原為SO2對應訓練【典例1】分別能實現下列從左到右轉化的單質是（

）A．Mg和S B．Fe和Cl C．Ca和C D．Cu和SiC對應訓練【解析】A．Mg與氧氣反應生成MgO，MgO是堿性氧化物，MgO與水不反應；S與氧氣反應生成SO2，SO2是酸性氧化物，SO2與水反應生成亞硫酸，亞硫酸與堿或堿性氧化物反應生成亞硫酸鹽，故A不符合題意；B．Fe與氧氣反應生成Fe3O4，Fe3O4不是堿性氧化物，且Fe3O4與水不反應，故B不符合題意；C．Ca與氧氣反應生成CaO，CaO是堿性氧化物，CaO與水反應生成Ca(OH)2，Ca(OH)2是堿，Ca(OH)2與鹽酸反應生成鹽CaCl2；C與氧氣反應生成CO2，CO2是酸性氧化物，CO2與水反應生成碳酸，碳酸與堿反應生成碳酸鹽，故C符合題意；D．Cu與氧氣反應生成CuO，CuO是堿性氧化物，但是CuO與水不反應，故D不符合題意。故選C。對應訓練【典例2】含硫煤燃燒會產生大氣污染物，為防治該污染，某工

廠設計了新的治污方法，同時可得到化工產品，該工藝流程如圖所示，下列敘述不正確的是（

）

A．該工藝流程是用來除去煤燃燒時產生的SO2

B．該過程中可得到化工產品H2SO4

C．圖中涉及的反應之一為

Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4

D．該過程中化合價發生改變的元素只有Fe和SD對應訓練【解析】由圖可知發生反應為：Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4，同時4FeSO4+2H2SO4+O2=2Fe2(SO4)3+2H2O，總反應為2SO2+O2+2H2O=2H2SO4。A．根據總反應2SO2+O2+2H2O=2H2SO4可知該工藝流程是用來除去煤燃燒時產生的SO2，A正確；B．根據總反應為2SO2+O2+2H2O=2H2SO4可知該過程中可得到化工產品H2SO4，B正確；C．Fe2(SO4)3與SO2反應生成FeSO4和H2SO4，其反應的化學方程式為Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4，C正確；D．該過程中Fe2(SO4)3與SO2反應生成FeSO4和H2SO4，同時FeSO4、O2和H2SO4反應生成Fe2(SO4)3，則反應過程中Fe、O和S的化合價發生改變，D錯誤；故選項是D。實驗探究不同價態含硫物質的轉化任務二、實驗驗證含硫物質的轉化學生活動1、聯系教材P8頁“探究”欄目，根據下表實驗步驟完成實驗，并填寫表格內容。實驗操作實驗現象原理分析在一支試管中加入1mLNa2S溶液，邊振蕩邊滴加H2SO3溶液，用浸NaOH溶液的棉團塞住試管口在一支試管中加入1mLNa2S溶液，邊振蕩邊滴加酸性KMnO4溶液試管中產生淡黃色沉淀紫紅色褪去，試管中產生淡黃色沉淀-2價硫與+4價硫發生歸中反應，生成中間價態0價的硫單質。SO2與堿反應。2S2-+SO2+4H+=3S↓+2H2OSO2+2OH-=SO32-+H2O-2價硫被酸性KMnO4溶液氧化成硫單質，本身被還原成Mn2+。5S2-+2MnO4-+16H+=5S↓+2Mn2++8H2O實驗探究不同價態含硫物質的轉化任務二、實驗驗證含硫物質的轉化學生活動2、問題探究：將SO2氣體分別通入BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液能否產生沉淀？如何防止SO2可能對環境產生的污染？①SO2氣體通入BaCl2溶液無明顯現象，因為酸性H2SO3<HCl，不能發生反應生成BaSO3沉淀。SO2氣體通入Ba(NO3)2溶液，由于的水溶液呈酸性，酸性條件下NO3-具有強氧化性，能將SO2氧化成SO42－，SO42－與Ba2+結合生成BaSO4沉淀。②SO2氣體有毒，為防止SO2對環境造成污染，可用強堿（如NaOH）溶液吸收：SO2+2OH-=SO32－+H2O。對應訓練【典例1】已知含硫元素的幾種物質間具有如圖轉化關系。NA表示阿伏加德羅常數值，下列說法正確的是（

）CA．反應①中3.2gS充分燃燒后生成2.24LSO2B．NA個SO2分子與足量氧氣經反應③可以制得NA個SO3分子C．反應②中若轉移2NA個電子，生成1.5molSD．只要氧氣過量，硫可以一步轉化為SO3【解析】溫度和壓強未知導致氣體摩爾體積未知，則無法計算反應①中生成的SO2體積，A錯誤；③為可逆反應，所以NA個SO2分子與足量氧氣經反應③不能制得NA個SO3分子，選項B錯誤；反應②的方程式為2H2S+SO2=3S+2H2O，生成3molS轉移電子的物質的量為4mol，轉移2NA個電子時，轉移電子的物質的量為2mol，生成S的物質的量=2mol×3mol/4mol=1.5mol，選項C正確；硫與氧氣反應只能生成二氧化硫，不能一步轉化為三氧化硫，選項D錯誤；答案選C。對應訓練【典例2】下列有關含硫物質轉化判斷正確的是（）AA．0.1molCu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1.6gB．如圖是銅與濃硫酸反應的實驗裝置。B中盛裝的是濃硫酸，

作用是干燥SO2C．Cu投入稀硫酸中加熱，沒有明顯變化，加入一定量的H2O2

溶液，金屬Cu逐漸溶解，反應中H2O2起催化作用D．向銅與濃硫酸反應后的混合溶液中加水，判斷有無銅離子對應訓練【解析】A．Cu與S混合加熱發生反應產生Cu2S，若Cu物質的量是0.1mol，則反應產生0.05molCu2S，消耗S的物質的量是0.05mol，因此固體質量增加了0.05mol×32g/mol=1.6g，A正確；B．在如圖銅與濃硫酸反應的實驗裝置中，B中盛裝的應該是飽和NaHSO3溶液，作用是儲存SO2，并可作安全瓶，防止倒吸的作用，B錯誤；C．H2O2溶液具有強氧化性，在酸性條件下將Cu氧化為Cu2+，反應方程式為：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O，在該反應中H2O2的作用是氧化劑，C錯誤；D．反應后溶液中含有大量濃硫酸，要根據硫酸的稀釋原則進行操作，即應該待溶液冷卻后，取少量溶液加入到盛有水的容器中，根據溶液是否變為藍色，確定其中是否含有Cu2+，D錯誤；故合理選項是A。1．硫元素的幾種化合物及其單質存在下列轉化關系(反應條件省略)。下列判斷不正確的是（

）

A．反應①中氧化劑與還原劑物質的量之比為1∶1

B．反應②表明SO2具有酸性氧化物的性質

C．反應③的原子利用率是100%

D．反應④中稀H2SO4作氧化劑D【解析】A．反應①為濃硫酸氧化銅單質的反應，濃硫酸作氧化劑被還原成SO2，化合價降低2價，Cu作還原劑被氧化成Cu2+，化合價升高2價，所以氧化劑與還原劑物質的量之比為1∶1，故A正確；B．二氧化硫與NaOH反應生成鹽和水，表明二氧化硫為酸性氧化物，故B正確；C．反應③為Na2SO3+S=Na2S2O3，生成物只有一種，原子利用率是100%，故C正確；D．反應④的化學方程式：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O，稀硫酸既不是氧化劑也不是還原劑，故D錯誤；綜上所述答案為D。2．如圖是硫元素在自然界中的循環示意圖，下列有關說法不正確的是（

）A．硫元素在自然界中既有游離態又有化合態B．過程⑤可在土壤的缺氧區實現C．循環過程中硫元素只被還原D．若生物體有機硫中硫元素為-2價，則過程③中發生的是還原

反應C【解析】A．硫元素在自然界中有游離態和化合態，兩種存在形態，A正確；B．在缺氧的條件下可實現過程⑤的轉化，B正確；C．①、②中硫元素均被氧化，C錯誤；D．若生物體有機硫中硫元素為-2價，SO42-中S為+6價，過程③中S的化合價降低，發生還原反應，D正確。答案選C。3．如圖中的字母代表硫及其化合物，相關推斷不合理的是（

）A．a