不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化 學(xué)案 高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）+必修第二冊(cè)

不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)硫元素在物質(zhì)中可以具有不同價(jià)態(tài),可以通過(guò)氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。2.能從物質(zhì)類別、元素價(jià)態(tài)變化的視角,說(shuō)明硫及其化合物的轉(zhuǎn)化路徑,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行初步驗(yàn)證,并能分析、解釋有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。一、自然界中硫的存在與轉(zhuǎn)化問(wèn)題探究問(wèn)題1火山噴發(fā)時(shí),噴口附近會(huì)產(chǎn)生硫酸或亞硫酸。你能簡(jiǎn)單表示出硫酸或亞硫酸是如何轉(zhuǎn)化生成的嗎?(示例:SO3—→H2SO4)

問(wèn)題2向Na2S溶液中通入二氧化硫氣體會(huì)反應(yīng)生成黃色的硫沉淀,你能利用氧化還原反應(yīng)的知識(shí)分析負(fù)二價(jià)硫和正四價(jià)硫的表現(xiàn)的性質(zhì)嗎?

問(wèn)題3根據(jù)濃硫酸與銅發(fā)生的反應(yīng),從氧化還原的角度分析硫酸表現(xiàn)的性質(zhì)及實(shí)質(zhì)。

問(wèn)題4把硫粉和還原鐵粉混合均勻,用在酒精燈加熱的玻璃棒插在混合物中間,發(fā)現(xiàn)粉末劇烈反應(yīng),移開玻璃棒繼續(xù)保持紅熱。該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)?從氧化還原反應(yīng)角度分析說(shuō)明硫表現(xiàn)什么性質(zhì)?反應(yīng)過(guò)程中還可能發(fā)生哪些反應(yīng)?

【探究歸納】借助硫元素的價(jià)類二維圖理解物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系(1)相同價(jià)態(tài)硫的轉(zhuǎn)化是通過(guò)酸、堿反應(yīng)實(shí)現(xiàn)。如:其中②③④反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O;Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑;SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3。(2)不同價(jià)態(tài)硫的轉(zhuǎn)化是通過(guò)氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。硫元素常見的化合價(jià)有-2、0、+4、+6價(jià),可以通過(guò)氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化。當(dāng)硫元素的化合價(jià)升高或降低時(shí),一般升高或降低到其相鄰的價(jià)態(tài),即臺(tái)階式升降,可用下圖表示。①含硫物質(zhì)的連續(xù)氧化硫元素②歸中規(guī)律當(dāng)硫元素的高價(jià)態(tài)粒子與低價(jià)態(tài)粒子反應(yīng)時(shí),一般生成中間價(jià)態(tài),如2H2S+SO2===3S+2H2O,2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O。1.如圖是硫元素在自然界中的循環(huán)示意圖,下列說(shuō)法不正確的是()A.硫在自然界只有游離態(tài)B.煤中含有硫元素,燃煤中加入生石灰可脫硫C.硫具有弱氧化性,和變價(jià)金屬反應(yīng),通常將金屬氧化成低價(jià)態(tài)D.硫化氫溶于水得到氫硫酸,氫硫酸是弱酸,能與堿、堿性氧化物反應(yīng)2.下列過(guò)程中硫元素被還原的是()A.S→SO2 B.H2SO4→SO2C.Na2S→H2S D.H2S→S3.硫及其化合物的類別與價(jià)態(tài)關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()A.a在空氣中充分燃燒可生成bB.d的濃溶液可以干燥氣體bC.a與鐵粉混合加熱生成Fe2S3D.c可與水反應(yīng)生成d二、實(shí)驗(yàn)室中研究不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化1.硫的化合價(jià)與性質(zhì)的關(guān)系2.實(shí)驗(yàn)探究含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化序號(hào)轉(zhuǎn)化目標(biāo)(價(jià)態(tài)變化)轉(zhuǎn)化前含硫物質(zhì)選擇試劑轉(zhuǎn)化后含硫物質(zhì)預(yù)期現(xiàn)象①-2→0Na2S溶液或H2S溶液氯水S溶液黃綠色褪去,有黃色沉淀產(chǎn)生②-2→+4H2SO2SO2充分燃燒,產(chǎn)生刺激性氣味氣體序號(hào)轉(zhuǎn)化目標(biāo)(價(jià)態(tài)變化)轉(zhuǎn)化前含硫物質(zhì)選擇試劑轉(zhuǎn)化后含硫物質(zhì)預(yù)期現(xiàn)象③0→-2S粉末NaNa2S產(chǎn)生輕微的爆炸聲④0→+4S粉末濃硫酸SO2有刺激性氣味氣體產(chǎn)生⑤+4→0SO2H2SS有黃色固體產(chǎn)生⑥+6→+4濃硫酸CuSO2紅色固體溶解,有刺激性氣味氣體產(chǎn)生;加入水中稀釋溶液變藍(lán)⑦+4→+6Na2SO3溶液KMnO4溶液Na2SO4溶液紫紅色褪去1.下列關(guān)于不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,硫元素的化合價(jià)變化合理的是()A.圖Ⅰ:0價(jià)→+2價(jià) B.圖Ⅱ:0價(jià)→+6價(jià)C.圖Ⅲ:+4價(jià)→+6價(jià) D.圖Ⅳ:+6價(jià)→+4價(jià)2.某小組同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)幾種價(jià)態(tài)硫元素的轉(zhuǎn)化。可選用的實(shí)驗(yàn)藥品如下:①Na2SO3溶液②濃硫酸③Na2S溶液④稀硫酸⑤酸性KMnO4溶液⑥品紅溶液⑦銅片實(shí)驗(yàn)序號(hào)預(yù)期轉(zhuǎn)化選擇試劑(填序號(hào))證明實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象ⅰSⅱ①、③、④黃色沉淀ⅲS②、⑦、⑥(1)實(shí)驗(yàn)ⅰ選擇的試劑是①和(填序號(hào)),該轉(zhuǎn)化利用了Na2SO3的性。

(2)實(shí)驗(yàn)ⅱ實(shí)現(xiàn)了價(jià)S向價(jià)S的轉(zhuǎn)化。

(3)實(shí)驗(yàn)ⅲ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。

不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化一、問(wèn)題1問(wèn)題2硫元素有-2、0、+4、+6幾種價(jià)態(tài),Na2S中-2價(jià)硫只具有還原性,失電子,化合價(jià)升高,生成硫單質(zhì);SO2中的S為+4價(jià),得電子化合價(jià)降低生成硫單質(zhì),表現(xiàn)氧化性。問(wèn)題3反應(yīng)生成硫酸銅和二氧化硫,說(shuō)明濃硫酸中+6硫的氧化性很強(qiáng),能氧化活動(dòng)性很弱的金屬銅而被還原為+4價(jià)硫,表現(xiàn)氧化性。問(wèn)題4停止加熱后,藥品繼續(xù)保持紅熱,說(shuō)明反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),單質(zhì)硫?yàn)?價(jià),化合價(jià)可以降低為-2價(jià),表現(xiàn)氧化性。可能發(fā)生的反應(yīng):Fe+SFeS;S+O2SO2(有刺激性氣味的氣體生成);3Fe+2O2Fe3O4。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1.A[A項(xiàng),S元素在自然界中既有S單質(zhì),也有H2S、SO42?、有機(jī)硫,故硫元素在自然界既有游離態(tài)又有化合態(tài);B項(xiàng),煤中含有硫元素,煤燃燒時(shí)其中的S變?yōu)镾O2,可與CaO、O2反應(yīng)產(chǎn)生CaSO4,可減少大氣中S的含量,達(dá)到脫硫的目的;C項(xiàng),S原子最外層有6個(gè)電子,原子半徑比較大,因而S的氧化性比較弱,在和變價(jià)金屬反應(yīng)時(shí),通常將變價(jià)金屬氧化成低價(jià)態(tài);D項(xiàng),硫化氫溶于水得到氫硫酸,氫硫酸是二元弱酸,具有酸的通性,2.B[A項(xiàng),S→SO2,硫元素化合價(jià)從0價(jià)升高到+4價(jià),被氧化;B項(xiàng),H2SO4→SO2,硫元素化合價(jià)從+6價(jià)降低到+4價(jià),被還原;C項(xiàng),Na2S→H2S,硫元素始終為-2價(jià),S元素的化合價(jià)沒(méi)有變化;D項(xiàng),H2S→S,硫元素化合價(jià)從-2價(jià)升高到0價(jià),被氧化。]3.C[由圖可知,a、b、c、d分別為硫單質(zhì)、二氧化硫、三氧化硫、硫酸。硫和氧氣燃燒生成二氧化硫,A正確;濃硫酸具有吸水性,能干燥二氧化硫氣體,B正確;硫氧化性較弱,和鐵單質(zhì)反應(yīng)生成硫化亞鐵(FeS),C錯(cuò)誤;三氧化硫?yàn)樗嵝匝趸?和水生成硫酸,D正確。]二、對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1.C[鐵與硫加熱生成硫化亞鐵,硫元素化合價(jià)從0價(jià)變?yōu)?2價(jià),A項(xiàng)錯(cuò)誤;硫與氧氣反應(yīng)生成二氧化硫,硫元素化合價(jià)從0價(jià)變?yōu)?4價(jià),B項(xiàng)錯(cuò)誤;FeCl3溶液中通入SO2,生成FeCl2、H2SO4、HCl,硫元素從+4價(jià)變?yōu)?6價(jià),C項(xiàng)正確;加熱CuSO4·5H2O,硫元素的化合價(jià)不變,D項(xiàng)錯(cuò)誤。]2.(1)⑤還原(2)+4價(jià)(或-2價(jià))0(3)Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O解析(1)實(shí)驗(yàn)ⅰ實(shí)現(xiàn)+4價(jià)的硫轉(zhuǎn)化為+6價(jià)的硫,可選擇的試劑為①和⑤,現(xiàn)象是酸性KMnO4溶液褪色,該轉(zhuǎn)化利用了Na2SO3的還原性。(2)實(shí)驗(yàn)ⅱ選用了試劑Na2SO3