3.2.1 硫的转化 学案【新教材】鲁科版(2019)高中化学必修一

第三章 自然界中的元素第2节 硫的转化第1课时 自然界中的硫【学习目标】1．了解硫元素在自然界中的转化、含硫元素的物质在自然界中的存在以及含硫物质的主要来源。

2．掌握硫单质的物理性质和化学性质。

【知识清单】一、自然界中的硫1．硫元素的存在。

在自然界中，硫元素既以游离态存在，又以化合态存在。

硫元素在自然界中主要存在于海洋、大气、地壳及动植物体内。

2．自然界中不同价态的硫元素间的转化。

二、认识硫单质1．存在：硫单质俗称硫黄，常见的硫单质有单斜硫和斜方硫，两者互称为同素异形体。

2．物理性质。

颜色：黄色或淡黄色；状态：固态；溶解性：不溶于水，在酒精中微溶，在二硫化碳(CS 2)中易溶；熔、沸点：不高。

试管壁残留硫黄，如何清洗？答案：用少量CS 2溶解或用热的NaOH 溶液洗涤除去。

3．化学性质。

硫单质的化合价是0价，处于中间状态，既可以被氧化又可以被还原。

(1)与非金属的反应。

一定条件下，S 能与O 2等非金属反应，化学方程式为S ＋O 2=====点燃SO 2，产物中硫的化合价为＋4价，体现了硫的还原性。

(2)与金属的反应。

一定条件下，S 能与Fe 等金属反应，化学方程式为Fe ＋S=====△FeS ，产物中硫的化合价为－2价，体现了硫的氧化性。

Cl 2和S 的氧化性谁的更强？答案：2Fe ＋3Cl 2=====△2FeCl 3，Cu ＋Cl 2=====△CuCl 2，Fe ＋S=====△FeS ，2Cu ＋S=====△Cu 2S ，铁、铜为变价金属，当与Cl 2反应时，均显示较高价态；而与S 反应时，均显示较低价态，所以可以得出Cl 2的氧化性比S 的强。

4．用途。

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。

【对点训练】1．用短线连接Ⅰ和Ⅱ中相关内容。

2．下列反应中，硫表现还原性的是( )A ．硫与氧气B ．硫与氢气C ．硫与铁D ．硫与铜A 解析：硫与氢气、铁、铜反应，硫元素化合价都是由0价→－2价。

表现氧化性。

3．下列关于硫的叙述正确的是( )A ．硫的非金属性较强，所以只以化合态存在于自然界中B ．分离黑火药中的硝酸钾、炭、硫要用到二硫化碳、水及过滤操作C ．硫与金属或非金属反应时均做氧化剂D ．硫的两种单质之间的转化属于物理变化B 解析：元素在自然界中的存在形式虽然与化学活泼性有关，但不能以非金属性强弱作为依据，如O 、N 、S 的非金属性并不弱，但是在自然界中仍然存在游离态的单质O 2、N 2、S ，故A 项错误；分离黑火药中的三种成分可以利用它们的溶解性差异。

先用CS 2处理，使硫溶解，过滤后蒸发滤液，得到晶体硫。

滤渣再用水处理，溶解硝酸钾，过滤，滤渣为碳粉。

滤液蒸发、浓缩、结晶，得到硝酸钾，故B 项正确；硫单质为0价，是中间价态，遇到金属和氢气时，显示氧化性；硫与非金属性比它强的非金属(如O 、F 等)反应时，硫显示还原性，故C 项错误；硫形成的两种单质的物理性质不同，是不同的物质，它们之间的转化是化学变化，故D 项错误。

【课后练习】1．下列说法中不正确的是( )A ．硫是一种淡黄色易溶于酒精的固体B ．硫单质俗称黄C ．硫是黑火药的主要成分D ．一些动、植物体内也含有硫元素A2．下列化合物可由两种单质直接化合得到的是( )A ．SO 3B ．NO 2C ．CuSD ．FeCl 3D 解析：S ＋O 2=====点燃SO 2，N 2＋O 2=====闪电2NO ，2Cu ＋S=====△Cu 2S ，2Fe ＋3Cl 2=====点燃2FeCl 3。

3．下列关于硫的叙述正确的是( )A ．硫的非金属性较强，所以只能以化合态存在于自然界中B ．硫单质有多种同素异形体，常见的有斜方硫和单斜硫C ．在标准状况下，1 mol 硫单质的体积约为22.4 LD ．硫在空气中燃烧时，火焰呈明亮的蓝紫色B 解析：硫在自然界中既有游离态又有化合态；在标准状况下，S 为固体，不能用气体摩尔体积计算；S 在空气中燃烧时，火焰呈微弱的淡蓝色，在氧气中燃烧时火焰呈明亮的蓝紫色。

4．下列事实能够说明单质氯气的氧化性比硫强的事实有( )①硫的沸点比氯气高 ②与金属单质反应，硫被还原为－2价，氯被还原为－1价③铜与Cl 2反应生成CuCl 2，与S 反应生成Cu 2S ④将Cl 2通入氢硫酸(H 2S)溶液中溶液变浑浊A ．①②③B ．②④C ．②③④D ．③④D 解析：若氧化性Cl 2＞S ，即得电子能力Cl ＞S ，在相同条件下，与变价金属反应时，前者得到高价态化合物，后者得到低价态化合物。

5．在一定条件下，下列物质能与硫发生反应，且硫作为还原剂的是( )A ．CuB ．H 2C ．FeD ．O 2D 解析：S 与Cu 、H 2、Fe 发生反应时，S 元素化合价由0价降到－2价，作氧化剂；S 和O 2反应时，S 元素化合价由0价升到＋4价，作还原剂。

6．实验室常用热的NaOH 溶液洗去试管壁上沾有的硫黄，其反应为：6NaOH ＋3S=====△2Na 2S ＋Na 2SO 3＋3H 2O ，在此反应中硫表现的性质是( )A ．氧化性B ．还原性C ．既无氧化性又无还原性D ．既有氧化性又有还原性D 解析：在该反应中，一部分S 化合价降低生成了Na 2S ，表现氧化性，一部分S 化合价升高生成了Na 2SO 3，表现还原性。

7．在空气中加热S 粉和Fe 粉的混合物，可观察到下列现象，请写出有关反应的化学方程式。

(1)有淡蓝色火焰，且生成有刺激性气味的气体：_____________________________________________________________________。

(2)混合粉末变红，放出热量，最后变为黑色固体：_____________________________________________________________________。

(3)不时有火星从混合物中射出：_____________________________________________________________________。

解析：Fe 、S 在空气中加热可能发生S 与O 2、Fe 与O 2、Fe 与S 等反应。

答案：(1)S ＋O 2=====点燃SO 2 (2)Fe ＋S=====△FeS (3)3Fe ＋2O 2=====点燃Fe 3O 48．黑火药的成分是硝酸钾、硫黄和木炭，俗称“一硫二硝三 木炭”。

当加热或点燃黑火药时会发生剧烈反应而爆炸，其原理为S ＋2KNO 3＋3C=====△K 2S ＋N 2↑＋3CO 2↑。

请回答下列问题：(1)该反应中的氧化剂是________，还原剂是________。

(2)现有一定量的黑火药爆炸，产生了标准状况下的气体44.8 L ，反应过程中转移电子的物质的量是________。

(3)分离黑火药中三种成分的方法是将黑火药溶于水，过滤，蒸发滤液得________，再将滤纸上的物质溶于________，过滤，滤纸上留下的物质是________；(4)简述禁止燃放烟花爆竹的原因：________________________________________________________________________________________。

解析：(1)S 和KNO 3做氧化剂，C 做还原剂。

(2)n (N 2)＋n (CO 2)＝44.8 L 22.4 L·mol －1＝2 mol ，n (N 2)＝14×2 mol ＝0.5 mol ，n (CO)2＝1.5 mol ，则n (e －)＝12×0.5 mol ＝6 mol 。

(3)用水、CS 2经过滤可分离三种成分。

答案：(1)S 、KNO 3 C (2)6 mol (3)KNO 3 CS 2 C (4)因为燃放烟花爆竹会产生污染性气体SO 2，还有噪声、粉尘等都会造成环境污染，而且不小心还会引发火灾，造成意外伤害事故。

【综合提升】9．8 g 硫能与0.5 mol 某单质在一定条件下完全反应，该单质可能是( )A ．H 2 B. O 2 C ．Cu D ．FeC 解析：n (S)＝8 g 32 g·mol －1＝0.25 mol ，n (S)∶n (单质)＝0.25∶0.5＝1∶2，对应选项，该单质是Cu 。

10．铁与硫反应的实验主要体现以下几个要点：(1)反应后固体成分的验证；(2)产物中铁元素价态的证明；(3)实验方案的设计与评价。

为了证明铁和硫反应产物中铁的化合价，下面是某同学设计的实验过程的一部分：已知：①FeS 固体难溶于水，可与稀盐酸、稀H 2SO 4发生反应：FeS ＋2H ＋===Fe 2＋＋H 2S↑②3S ＋6NaOH=====△2Na 2S ＋Na 2SO 3＋3H 2O请回答以下问题：(1)混合粉末A 中硫粉必须过量的原因是________________________________________________________________________________。

(2)反应在“惰性环境”中进行的原因是________________________________________________________________________。

(3)操作①是用烧热的玻璃棒点触混合粉末，反应可持续进行，说明反应________(填写“放热”或“吸热”)。

(4)操作②的作用是________，也可改用加入________。

(5)操作③稀硫酸煮沸的目的是________________________________________________________________________。

(6)为证明产物中铁的价态，对D 溶液的实验操作最好是______________________________________________________________。