高中化学必修1：3.2.1 不同价态硫元素之间的转化

第2节硫的转化

第1课时不同价态硫元素之间的转化

[核心素养发展目标] 1.了解含硫物质在自然界中的存在与转化过程，并能通过实验探究了解不同价态含硫物质的相互转化，增强科学探究与创新意识。2.能从物质类别和化合价的角度认识硫、二氧化硫、三氧化硫的性质，并能设计实验进行验证，分析、解释有关的实验现象，培养证据推理和模型认知能力。

一、自然界中的硫

1.自然界中不同价态硫元素之间的转化

(1)硫的存在

①自然界中游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层里，煤中也含有少量硫。

②自然界中化合态的硫广泛存在于硫酸盐、硫化物、火山喷发时释放的气体中、地下水里、动植物体内。

(2)自然界中不同价态硫元素间的转化

(3)不同类别含硫物质中硫元素的化合价

硫元素化合价

物质类别

氢化物单质氧化物含氧酸含氧酸盐

＋6 －－SO3H2SO4Na2SO4

＋4 －－SO2H2SO3Na2SO3

0 －S －－－

－2 H2S －－－－

2.认识硫单质

(1)物理性质

①单质硫俗称硫黄，是一种黄色或淡黄色的固体，很脆，易研成粉末； ②不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳； ③熔点和沸点都不高。 (2)同素异形体

①概念：由同一种元素组成的性质不同的几种单质。 ②硫的同素异形体有多种，如正交硫和单斜硫等。

③常见非金属元素的同素异形体：金刚石和石墨、白磷和红磷、O 2和O 3等。 (3)硫的性质实验探究

实验操作

实验现象 用灼热的玻璃棒触及一端，当混合物呈红热状态后，移开玻璃棒，混合物继续保持红热，最终生成黑色固体 熔化后的硫粉在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰，同时可闻到刺激性气味 实验

结论 该反应为放热反应，反应生成黑色的

硫化亚铁(FeS) 硫能够在氧气中燃烧，反应生成二氧化硫(SO 2)

(4)化学性质

①写出下列反应的化学方程式

②硫与热碱液反应生成金属硫化物和亚硫酸盐。如3S ＋6NaOH=====△

2Na 2S ＋Na 2SO 3＋3H 2O ，该反应中硫体现氧化性和还原性。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1。 (5)硫黄的用途

硫黄主要用于制造硫酸、化肥、火柴及杀虫剂等，还用于制造火药、烟花爆竹等。

(1)从物质类别和元素化合价角度理解硫的化学性质：

H 2S －2、Na 2S －2、Fe S －2 ←――被还原S 0 ――→被氧化S ＋4O 2、S ＋4O 2－3、S ＋6

O 2－4

(2)硫在一定条件下与大多数金属反应生成相应的金属硫化物，与变价金属反应生成其低价金属硫化物。

(3)硫与氧气反应，不论氧气是否足量、浓度如何，其一步反应都只能生成SO 2，不能生成SO 3。

(1)试管内壁上附有硫单质时，能否用酒精洗涤，如不能，用什么洗涤？

提示 因为硫微溶于酒精，所以不能用酒精洗涤。应用二硫化碳或热的氢氧化钠溶液溶解洗涤。

(2)单质间发生化合反应，能否生成Fe 2S 3或CuS?

提示 不能。单质硫与变价金属铁或铜化合只能生成FeS 或Cu 2S 。

(3)铁与硫反应生成FeS ，与氯气反应生成FeCl 3，能否说明氯气的氧化性比硫强？ 提示 能。氯气将铁氧化为＋3价，而硫只能将铁氧化为＋2价。 相关链接

硫与银、汞的反应及其应用

一般说来，S 不能使具有可变化合价的金属显高价，且S 与大多数金属的反应需在加热条件下才能完成，但是S 与Hg 、Ag 等不活泼金属的反应在常温下就能进行，且能使Hg 显高价。 ①利用Ag 和S 的反应可以鉴别出真假银：用一布条沾上少量硫黄粉末在待鉴别的器皿表面用力摩擦，若摩擦处出现黑斑则说明是真银，否则为假银。

②利用Hg 和S 的反应可以消除温度计、气压计、血压计等被打破后汞的毒害，所以若汞不慎洒落在地面上，要立即打开门窗通风，并尽量设法收集起来，残余的部分可覆盖硫粉处理，以免汞蒸气中毒。

二、实验室里研究不同价态硫元素之间的转化 1.实验原理

硫元素常见的化合价有－2、0、＋4和＋6，其中－2价为硫元素的最低化合价，＋6价为硫元素的最高化合价。根据氧化还原反应的规律，低价态的硫向高价态转化时需加入氧化剂，高价态的硫向低价态转化时需加入还原剂。 2.实验探究

预期转化

选择试剂 实验操作和现象 实验结论

H 2O 、H 2S 、SO 2

将H 2S 和SO 2通入水中，生成淡黄色沉淀(或溶液变浑浊)

SO 2与H 2S 反应生成单质硫

S ＋4

O 2→H 2S ＋6

O 4

SO 2、新制氯水、氯化钡溶液

将SO 2通入新制氯水中，溶液浅黄绿色褪去；再向溶液中滴入氯化钡溶液，产生白色沉淀 SO 2在水中能被强氧化剂氧化为SO 2－

4 H 2SO 4→SO 2 铜片、浓硫酸

加热铜片和浓硫酸的混合物，有刺激性气味气体生成

H 2SO 4被金属铜还原为SO 2

不同价态硫元素间转化的思维模型

相关链接

硫单质及其化合物之间的转化规律

(1)邻位价态原则

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，即台阶式升降，如 H 2S －2

O 2(不足)H 2，△

S 0

O 2H 2S

S ＋4

O 2――→O 2

S ＋6

O 3

(2)相邻价态的粒子不发生氧化还原反应：如S 和H 2S 、S 和SO 2、SO 2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。 (3)归中规律

当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态，如2H 2S ＋SO 2===3S ↓＋2H 2O,2Na 2S ＋Na 2SO 3＋3H 2SO 4===3Na 2SO 4＋3S ↓＋3H 2O 。 (4)含硫物质的连续氧化规律

硫元素⎩⎨⎧

H 2S ――→足量O 2SO 2――→O 2SO 3――→H 2O

H 2SO 4

S ―

―→O 2

SO 2――→O 2SO 3――→H 2O H 2SO 4 三、二氧化硫的性质 1.物理性质