新蘇教版高中化學(xué)必修1學(xué)案 5:4.2.1 含硫物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化_第1頁
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新蘇教版高中化學(xué)必修1PAGEPAGE1第二單元硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化第1課時含硫物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化【學(xué)習(xí)目標(biāo)】從物質(zhì)類別和元素化合價的角度,預(yù)測不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化,培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)?!拘轮崂怼?.硫元素的化合價及對應(yīng)的常見物質(zhì)2.硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化(1)不同價態(tài)的硫的轉(zhuǎn)化是通過氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)的。當(dāng)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(tài),即臺階式升降,可用下圖表示:如:H2eq\o(S,\s\up6(-2))eq\o(,\s\up7(O2(不足)),\s\do5(H2、△))eq\o(S,\s\up6(0))eq\o(,\s\up7(O2),\s\do5(H2S))eq\o(S,\s\up6(+4))O2eq\o(→,\s\up7(O2))eq\o(S,\s\up6(+6))O3。寫出上述變化對應(yīng)的化學(xué)方程式:。。。。。(2)相同價態(tài)硫的轉(zhuǎn)化是通過非氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)的。如:其中②、③、④的化學(xué)方程式:②。③。④。[問題探討]1.實現(xiàn)“不同價態(tài)含硫物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化”需要考慮哪些因素?2.可通過哪些反應(yīng)生成SO2?核心歸納:1.常見含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化2.通過氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)不同價態(tài)含硫物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化(1)價態(tài)與性質(zhì)①-2價硫處于最低價態(tài),只有還原性,可被O2、Cl2等氧化劑氧化為S;②0價、+4價硫處于中間價態(tài),既有氧化性又有還原性;③+6價硫處于最高價態(tài),只有氧化性。[注意]濃硫酸在一定條件下與金屬或還原性鹽反應(yīng)時既體現(xiàn)強(qiáng)氧化性又體現(xiàn)酸性,如Cu+2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4+2H2O+SO2↑。(2)價態(tài)變化規(guī)律當(dāng)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(tài),即臺階式升降,如H2eq\o(S,\s\up6(-2))eq\o(,\s\up7(O2(不足)),\s\do5(H2、△))eq\o(S,\s\up6(0))eq\o(,\s\up7(O2),\s\do5(H2S))eq\o(S,\s\up6(+4))O2eq\o(→,\s\up7(O2))eq\o(S,\s\up6(+6))O3。(3)含硫物質(zhì)的連續(xù)氧化硫元素eq\b\lc\{(\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))(4)典型的歸中反應(yīng)2H2S+SO2=3S+2H2O;2Na2S+Na2SO3+3H2SO4=3Na2SO4+3S↓+3H2O;S+2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))3SO2↑+2H2O;H2S+H2SO4(濃)=S↓+SO2↑+2H2O(濃硫酸不能干燥H2S氣體)。(5)相鄰價態(tài)的微粒不發(fā)生氧化還原反應(yīng)如S和H2S、S和SO2、SO2和濃硫酸之間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。3.通過非氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)相同價態(tài)含硫物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化(3)SO3eq\o(→,\s\up7(),\s\do5())H2SO4eq\o(→,\s\up7(),\s\do5())Na2SO4eq\o(→,\s\up7(),\s\do5())BaSO4。[名師點撥]探究不同價態(tài)硫元素之間相互轉(zhuǎn)化的思路探究不同價態(tài)硫元素之間的相互轉(zhuǎn)化,實際上是探究含有不同價態(tài)硫元素的物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化。首先,要選擇含有不同價態(tài)硫元素的物質(zhì),如含+4價硫元素的物質(zhì)可以選擇二氧化硫或亞硫酸鈉。其次,實現(xiàn)不同價態(tài)硫元素之間的相互轉(zhuǎn)化,依據(jù)是氧化還原反應(yīng),需要尋找合適的氧化劑或還原劑。再次,提供表明相應(yīng)轉(zhuǎn)化實際發(fā)生的證據(jù)?!倦S堂檢測】1.為實現(xiàn)下列轉(zhuǎn)化,需要加入氧化劑的是()A.S2-eq\o(→,\s\up7(),\s\do5())S B.SO2eq\o(→,\s\up7(),\s\do5())SC.SOeq\o\al(\s\up1(2-),\s\do1(3))eq\o(→,\s\up7(),\s\do5())SO2 D.H2SO4eq\o(→,\s\up7(),\s\do5())SO22.對于反應(yīng)3S+6KOHeq\o(=,\s\up7(△))2K2S+K2SO3+3H2O,下列說法正確的是()A.S是氧化劑,KOH是還原劑B.還原劑與氧化劑的質(zhì)量之比是2∶1C.氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為3∶2D.若3mol硫完全反應(yīng),則反應(yīng)中共轉(zhuǎn)移4mol電子3.下列關(guān)于SO2和SO3的敘述,正確的是()A.它們中的硫元素,均可在有的反應(yīng)中顯氧化性,有的反應(yīng)中顯還原性B.加入含Ba2+的溶液都能生成不溶于鹽酸的白色沉淀C.常溫下,它們均可以使品紅溶液褪色D.都屬于酸性氧化物,溶于水都生成酸4.XOeq\o\al(-,3)可以被SOeq\o\al(2-,3)還原為X-,現(xiàn)將含有0.3molXOeq\o\al(-,3)的溶液加入到300mL某濃度亞硫酸鈉(Na2SO3)溶液中,恰好完全反應(yīng),已知Na2SO3被氧化為Na2SO4,則Na2SO3溶液的濃度為()A.1mol·L-1 B.2mol·L-1C.3mol·L-1 D.4mol·L-15.油畫所用顏料含有某種白色的鉛化合物,置于空氣中,天長日久就會生成黑色的PbS,從而使油畫的色彩變暗??梢赃x用H2O2“清洗”,將PbS轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨腜bSO4,而使油畫“復(fù)原”。填寫下列空白:(1)在清洗過程中H2O2主要體現(xiàn)________(填“氧化”或“還原”)性。(2)H2O2清洗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為PbS+4H2O2=PbSO4+4H2O,若有0.1molPbS參與反應(yīng),則在此反應(yīng)中發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子為________個。6.某化學(xué)小組欲探究不同價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化。請回答下列問題:(1)除膠頭滴管、酒精燈外,你認(rèn)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?zāi)康模禾骄咳N價態(tài)(0、+4、+6)硫元素之間的相互轉(zhuǎn)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(yù)期的轉(zhuǎn)化選擇的試劑實驗現(xiàn)象結(jié)論(用化學(xué)方程式表示)①Seq\o(→,\s\up7(),\s\do5())SO2硫黃、氧氣②SO2eq\o(→,\s\up7(),\s\do5())S二氧化硫、硫化氫③SO2eq\o(→,\s\up7(),\s\do5())H2SO4二氧化硫、氯水氯水褪色④濃硫酸eq\o(→,\s\up7(),\s\do5())SO2問題討論:從三種價態(tài)(0、+4、+6)硫元素之間的相互轉(zhuǎn)化還可得到規(guī)律:當(dāng)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(jù)以上規(guī)律判斷,下列物質(zhì)中既有氧化性又有還原性的有________(填字母)。A.Cl2B.NaC.Na+D.Cl-E.SO27.(1)H2S是大氣污染物之一,可將其轉(zhuǎn)化獲得硫單質(zhì)。將H2S和空氣的混合氣體通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反應(yīng)回收S,其物質(zhì)轉(zhuǎn)化如下圖所示:①在圖示轉(zhuǎn)化中,化合價不變的元素是______________。②當(dāng)反應(yīng)中有1molH2S轉(zhuǎn)化為S時,保持溶液中Fe3+的物質(zhì)的量不變,需消耗O2的物質(zhì)的量為________。(2)SO2與H2S可聯(lián)合治理。將含有SO2的煙氣與含有H2S的廢氣混合,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________,該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為________?!緟⒖即鸢浮俊拘轮崂怼?.(1)2H2S+O2(不足)=2S+2H2OS+O2eq\o(=,\s\up7(點燃))SO22SO2+O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3H2+Seq\o(=,\s\up7(△))H2S2H2S+SO2=3S+2H2O(2)②H2SO3+2NaOH=Na2SO3+2H2O③Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑④Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3[問題探討]1.提示:低價態(tài)S→較高價態(tài)S,需要提供氧化劑;較高價態(tài)S→低價態(tài)S,需要提供還原劑。事實上,不同價態(tài)含硫物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化能否發(fā)生,除需要從氧化還原基本概念出發(fā)選擇相應(yīng)的氧化劑或還原劑外,還需要考慮反應(yīng)物的性質(zhì)、反應(yīng)條件等因素。如:S+Hg=HgS,常溫下即能發(fā)生,因此實驗室通過撒硫黃除去不慎灑落的汞。S+Feeq\o(=,\s\up7(△))FeS,該反應(yīng)必須在加熱的條件下才能化合生成FeS。2SO2+O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3,該反應(yīng)常溫下很難發(fā)生,需要一定溫度和催化劑才能實現(xiàn)。2Na2SO3+O2=2Na2SO4,Na2SO3固體暴露在空氣中易被氧化而變質(zhì)。2.提示:(1)非氧化還原反應(yīng)用亞硫酸鈉固體與約70%的濃硫酸反應(yīng)制備二氧化硫(SO2實驗室制法):Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O①為何用70%左右的濃硫酸?因為硫酸濃度太稀,生成的SO2大量溶于水,不利于SO2氣體逸出;硫酸濃度太大,電離出的H+太少,難與Na2SO3反應(yīng)。②實驗裝置見下圖:因該反應(yīng)隨溫度的升高會產(chǎn)生酸霧等雜質(zhì),所以圖中濃硫酸用于洗氣,中間的空集氣瓶用于收集二氧化硫,最后盛放5%NaOH溶液的燒杯用于吸收尾氣,防止有毒氣體污染空氣。(2)氧化還原反應(yīng)①硫粉燃燒法:S+O2eq\o(=,\s\up7(點燃))SO2②濃硫酸與Cu反應(yīng):2H2SO4(濃)+Cueq\o(=,\s\up7(△))CuSO4+SO2↑+2H2O核心歸納:1.常見含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化2.通過氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)不同價態(tài)含硫物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化(1)價態(tài)與性質(zhì)①-2價硫處于最低價態(tài),只有還原性,可被O2、Cl2等氧化劑氧化為S;②0價、+4價硫處于中間價態(tài),既有氧化性又有還原性;③+6價硫處于最高價態(tài),只有氧化性。[注意]濃硫酸在一定條件下與金屬或還原性鹽反應(yīng)時既體現(xiàn)強(qiáng)氧化性又體現(xiàn)酸性,如Cu+2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4+2H2O+SO2↑。(2)價態(tài)變化規(guī)律當(dāng)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(tài),即臺階式升降,如H2eq\o(S,\s\up6(-2))eq\o(,\s\up7(O2(不足)),\s\do5(H2、△))eq\o(S,\s\up6(0))eq\o(,\s\up7(O2),\s\do5(H2S))eq\o(S,\s\up6(+4))O2eq\o(→,\s\up7(O2))eq\o(S,\s\up6(+6))O3。(3)含硫物質(zhì)的連續(xù)氧化硫元素eq\b\lc\{(\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))(4)典型的歸中反應(yīng)2H2S+SO2=3S+2H2O;2Na2S+Na2SO3+3H2SO4=3Na2SO4+3S↓+3H2O;S+2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))3SO2↑+2H2O;H2S+H2SO4(濃)=S↓+SO2↑+2H2O(濃硫酸不能干燥H2S氣體)。(5)相鄰價態(tài)的微粒不發(fā)生氧化還原反應(yīng)如S和H2S、S和SO2、SO2和濃硫酸之間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。3.通過非氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)相同價態(tài)含硫物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化(3)SO3eq\o(→,\s\up7(),\s\do5())H2SO4eq\o(→,\s\up7(),\s\do5())Na2SO4eq\o(→,\s\up7(),\s\do5())BaSO4。[名師點撥]探究不同價態(tài)硫元素之間相互轉(zhuǎn)化的思路探究不同價態(tài)硫元素之間的相互轉(zhuǎn)化,實際上是探究含有不同價態(tài)硫元素的物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化。首先,要選擇含有不同價態(tài)硫元素的物質(zhì),如含+4價硫元素的物質(zhì)可以選擇二氧化硫或亞硫酸鈉。其次,實現(xiàn)不同價態(tài)硫元素之間的相互轉(zhuǎn)化,依據(jù)是氧化還原反應(yīng),需要尋找合適的氧化劑或還原劑。再次,提供表明相應(yīng)轉(zhuǎn)化實際發(fā)生的證據(jù)?!倦S堂檢測】1.解析:選A需加入氧化劑的應(yīng)為含硫物質(zhì)中硫元素化合價升高的反應(yīng),故選A項。2.解析:選D在反應(yīng)3S+6KOHeq\o(=,\s\up7(△))2K2S+K2SO3+3H2O中,還原劑和氧化劑都是S;氧化劑和還原劑的質(zhì)量之比為2∶1;氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2;若3mol硫完全反應(yīng)時,1molS為還原劑,轉(zhuǎn)化為亞硫酸鉀,則反應(yīng)中共轉(zhuǎn)移了1mol×(4-0)=4mol電子。3.解析:選DSO3中硫元素顯+6價,無還原性;SO2與Ba2+生成的沉淀可溶于鹽酸;SO3無漂白性,不能使品紅溶液褪色。4.解析:選C反應(yīng)中Na2SO3被氧化為Na2SO4,S元素的化合價由+4升高為+6,X元素的化合價由XOeq\o\al(-,3)中的+5降低為X-中的-1。設(shè)Na2SO3溶液的濃度為c,由得失電子守恒可知,c×0.3L×(6-4)=0.3mol×[5-(-1)],得c=3mol·L-1。5.解析:(1)PbS轉(zhuǎn)變?yōu)镻bSO4,硫元素化合價升高,PbS體現(xiàn)還原性,故H2O2體現(xiàn)氧化性。(2)由化合價升降守恒可知,PbS→PbSO4失去8e-,則有0.1molPbS參與反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子個數(shù)為0.1×8×6.02×1023=4.816×1023。答案:(1)氧化(2)4.816×10236.解析:(1

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