高中化学人教版(2019)必修第2册5.1.第3课时 不同价态含硫物质的转化
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生成_淡__黄__色固体 生成_淡__黄__色固体 硫燃烧,_刺_发_激出__性__淡___气蓝__味色__的火气焰体,产生有
反_显小_应现_;前象向后,反再的应滴溶后加液的氯用溶化p液钡H试中溶滴纸液加检,稀产测盐生,其酸_白_p无_H变色明沉淀
【典例示范】 【典例】在通常情况下,A为固体单质,能发生如图转化关系,其中化合物B在常 温常压下为气体,B和C的相对分子质量之比为4∶5,化合物D是重要的工业原料。 请回答:
普通高中教科书·统编版 高中化学 必修下册
第3课时 不同价态含硫物质的转化
必备知识·自主学习
自然界中硫的存在与转化 1.自然界中不同价态硫元素间的转化
2.不同价态硫的转化通过氧化还原反应实现: 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,可用下图表示
写出①②⑤的化学方程式: ①_2_N_a_2_S_+_O_2+_2_H_2_O_=_=_=_=_4_N_a_O_H_+_2_S_↓__;
课堂检测·素养达标
1.下列关于硫的叙述中不正确的是
()
A.在自然界中既有化合态的硫又有游离态的硫
B.游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层中
C.实验室常用酒精除去附着在试管壁上的硫
D.硫是黑火药的主要成分之一
【解析】选C。硫在自然界中既能以化合态又能以游离态的形式存在。硫微溶于
酒精易溶于CS2,可用CS2除去附着在试管内壁的硫。
(3)(教材二次开发)教材P8“常用的氧化剂有浓硫酸、Cl2、KMnO4等”,还原剂 有金属单质、H2、Na2S等。已知H2S被氧化生成S单质。你能写出浓硫酸氧化H2S 的化学方程式吗?
提示:H2SO4(浓)+H2S====S↓+SO2↑+2H2O。浓硫酸作氧化剂一般生成SO2。
关键能力·合作学习
【课堂小结】
三言两语话重点 1.熟记硫及其化合物的三个性质 (1)S2-处于最低价态,只有还原性。 (2)S、SO2、H2SO3中S的化合价均为中间价态,既有氧化性又有还原性。但SO2、 H2SO3以还原性为主。 (3)浓H2SO4中S处于最高价态,只有氧化性,还原产物一般是SO2。 2.牢记一个连续氧化关系:S SO2 SO3。 3.明确一个反应:H2SO3+Cl2+H2O==== SO24+2Cl-+4H+。
(5)连续氧化关系:S
SO2
SO3。
(6)通过非氧化还原反应实现含相同价态硫元素的物质之间的转化:
【易错提醒】
S6不一定具有强氧化性。浓硫酸中
6
S
具有强氧化性,稀硫酸和Na2SO4中
6
S
不具有
强氧化性。
【合作探究】 (1)(情境应用)《抱朴子内篇》中记载:丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹
4.(2020·大连高一检测)如图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图。装置内 发生的主要反应不含 ( ) A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.氧化还原反应 【解析】选C。根据图示可知,装置中涉及的化学反应有CaCO3 CaO+CO2↑(分 解反应),SO2+CaO====CaSO3(化合反应),2CaSO3+O2====2CaSO4(既是化合反应又是 氧化还原反应),没有发生置换反应,故选C。
(3)Na2SO3中S的化合价也为+4价,在空气中很容易被氧化,如何通过实验验证 Na2SO3被氧化变质? 提示:取少量亚硫酸钠溶液于试管中,加足量盐酸酸化,未见白色沉淀,再加氯化 钡溶液,若生成白色沉淀证明Na2SO3被氧化变质。
【素养训练】 1.能实现下列物质间直接转化的元素是 ( )
【解析】选B。碳与少量O2反应生成CO,CO不溶于水,A项错误;S与O2生成SO2,SO2 再与H2O生成H2SO3,H2SO3可以与NaOH生成Na2SO3,B项正确;CuO、Fe2O3或Fe3O4都不 溶于水,C项、D项均错误。
②_3_S_+_6_N_a_O_H_______2_N_a_2S_+_N_a_2_S_O_3_+_3_H_2O_; ⑤_2_N_a_2S_O__3+_O_2_=_=_=_=_2_N_a_2_S_O_4 。
【自主探索】 (1)(前后串联)不同价态硫的转化通过氧化还原反应实现,相同价态硫的转化
是通过酸、碱反应实现的。如:
知识点 硫及其化合物的相互转化及应用 1.理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
2.硫及其化合物间的转化规律
(1)在硫元素的不同价态中,
2
S
是硫元素的最低价态,只有还原性;
6
S
是硫元素
的最高价态,只有氧化性;
、 0
4
SS
是硫元素的中间价态,既有氧化性又有还原性。
(2)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。
(1)写出A→E的化学式: A__________,B__________,C__________, D__________,E__________。 (2)写出下列转化的化学方程式: B→C:___________; D→B:___________; B→E:___________。
【解题指南】解答本题注意以下两个方面信息: (1)固体单质A跟空气反应生成B气体。 (2)化合物D是重要的工业原料。
(3)当遇到强氧化剂或强还原剂时,硫元素的化合价可能发生“跳位”变化。例
如:
H2S+3H2SO4(浓) 4SO2↑+4H2O, 8HI+H2SO4(浓)====H2S↑+4I2+4H2O。
(4)硫元素的相邻价态之间一般不会发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2
和H2SO4,所以可用浓硫酸干燥SO2气体。
1 0→-2
2
+6→ +4
3 +4→0
4 -2→0
5 0→+4
转化前的含 硫物质 S
H2SO4 SO2 H2S S
选择 试剂 Fe
Cu
HΒιβλιοθήκη BaiduS H2O2 空气
6
+4→ +6
H2SO3
H2O2
转化后的 含硫物质
FeS
SO2 S S SO2
H2SO4
预期现象
剧烈反应,生成黑色固体 产生有体_刺能__激使__性__品__气__红__味__溶_的液气褪体色,该气
5.下列各组物质混合后,没有明显现象的是
()
①H2S和SO2;②SO2和SO3;③SO2和氯水;④SO3(气)和Cl2;⑤H2S和Cl2
A.①③⑤
B.②④
C.②⑤
D.③④⑤
【解析】选B。SO2和SO3中硫元素为相邻价态,不能发生氧化还原反应。SO3和Cl2 都具有氧化性,相互间不能发生反应。
素养新思维 6.国外正在研究用Na2SO3吸收法作为治理SO2污染的一种新方法:①用Na2SO3水溶 液吸收SO2;②加热吸收液,使之重新生成Na2SO3,同时得到含高浓度SO2的水蒸气。 写出上述两步反应的化学方程式:
化硫需要催化剂加热反应生成三氧化硫。
3.(2020·威海高一检测)雨水样品刚采集时测得pH为4.82,放在烧杯中经2 h后, 再次测得pH为4.68。以下叙述正确的是 ( )
A.雨水样品酸度逐渐减小 B.雨水样品酸度没有变化 C.雨水样品继续吸收空气中的CO2 D.雨水样品中的H2SO3逐渐被空气中的氧气氧化成H2SO4
【母题追问】(1)S在空气中燃烧能生成SO3吗? 提示:S在空气中燃烧产物是SO2,不是SO3。 (2)H2SO3中S的化合价为+4价,既有氧化性又有还原性。要证明亚硫酸溶液具有 还原性,应选用什么试剂?会观察到什么现象?写出反应的离子方程式。
提示:氯水,氯水氧化亚硫酸后褪色,H2SO3+Cl2+H2O==== SO24+2Cl-+4H+。
(1) _______________; (2)_________________。
2.如图是硫在自然界的循环,相关说法不正确的是
()
A.大气中的硫可能以酸雨的形式进入土壤
B.煤和石油中的硫燃烧生成三氧化硫进入大气
C.化石燃料中的硫来自于形成化石燃料的生物体
D.煤和石油燃烧产生的颗粒物可能是导致雾霾的成因之一
【解析】选B。煤和石油中的硫燃烧生成二氧化硫,不能直接生成三氧化硫,二氧
2.硫在空气中燃烧生成气体A,把A溶于水得溶液B,向B中滴加溴水,溴水褪色,B
变成C,在C里加Na2S产生气体D,把D通入B溶液得浅黄色沉淀E。A、B、C、D、E都 含同一种元素。按A、B、C、D、E顺序排序的是 ( )
A.SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S B.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S C.SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3 D.SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3 【解析】选B。硫在空气中燃烧生成SO2,SO2溶于水得H2SO3,向H2SO3中滴加溴水生 成H2SO4和HBr,在H2SO4溶液中加Na2S产生气体H2S,H2S与H2SO3反应产生浅黄色沉 淀S,故B项正确。
写出②、③、④反应的化学方程式: ②__________________; ③____________________; ④_____________________。
(2)(情境思考)烟花是燃放时能形成彩色图案、产生音响效果,以视觉效果为主 的产品。爆竹是燃放时主体爆炸并能产生爆音、闪光等效果,以听觉效果为主 的产品。每逢春节、元宵节以及其他重大活动,都要燃放烟花助兴。燃放爆竹 时的主要反应是S+2KNO3+3C====K2S+3CO2↑+N2↑,该反应中S发生什么反应?体现 什么性质?为什么燃放爆竹时会闻到强烈的刺激性气味?
砂。若上述过程在密封条件下进行,“丹砂烧之成水银”过程中发生反应的化 学方程式是什么? 整个过程中发生的氧化还原反应有几个?该过程是可逆反应 吗?(宏观辨识与微观探析)
(2)(教材二次开发)教材P9“进行化学实验设计时,应遵循科学性、可行性、安全性和绿色化原则”。 现进行如下实验,完成实验现象。
实验 价态 序号 变化
反_显小_应现_;前象向后,反再的应滴溶后加液的氯用溶化p液钡H试中溶滴纸液加检,稀产测盐生,其酸_白_p无_H变色明沉淀
【典例示范】 【典例】在通常情况下,A为固体单质,能发生如图转化关系,其中化合物B在常 温常压下为气体,B和C的相对分子质量之比为4∶5,化合物D是重要的工业原料。 请回答:
普通高中教科书·统编版 高中化学 必修下册
第3课时 不同价态含硫物质的转化
必备知识·自主学习
自然界中硫的存在与转化 1.自然界中不同价态硫元素间的转化
2.不同价态硫的转化通过氧化还原反应实现: 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,可用下图表示
写出①②⑤的化学方程式: ①_2_N_a_2_S_+_O_2+_2_H_2_O_=_=_=_=_4_N_a_O_H_+_2_S_↓__;
课堂检测·素养达标
1.下列关于硫的叙述中不正确的是
()
A.在自然界中既有化合态的硫又有游离态的硫
B.游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层中
C.实验室常用酒精除去附着在试管壁上的硫
D.硫是黑火药的主要成分之一
【解析】选C。硫在自然界中既能以化合态又能以游离态的形式存在。硫微溶于
酒精易溶于CS2,可用CS2除去附着在试管内壁的硫。
(3)(教材二次开发)教材P8“常用的氧化剂有浓硫酸、Cl2、KMnO4等”,还原剂 有金属单质、H2、Na2S等。已知H2S被氧化生成S单质。你能写出浓硫酸氧化H2S 的化学方程式吗?
提示:H2SO4(浓)+H2S====S↓+SO2↑+2H2O。浓硫酸作氧化剂一般生成SO2。
关键能力·合作学习
【课堂小结】
三言两语话重点 1.熟记硫及其化合物的三个性质 (1)S2-处于最低价态,只有还原性。 (2)S、SO2、H2SO3中S的化合价均为中间价态,既有氧化性又有还原性。但SO2、 H2SO3以还原性为主。 (3)浓H2SO4中S处于最高价态,只有氧化性,还原产物一般是SO2。 2.牢记一个连续氧化关系:S SO2 SO3。 3.明确一个反应:H2SO3+Cl2+H2O==== SO24+2Cl-+4H+。
(5)连续氧化关系:S
SO2
SO3。
(6)通过非氧化还原反应实现含相同价态硫元素的物质之间的转化:
【易错提醒】
S6不一定具有强氧化性。浓硫酸中
6
S
具有强氧化性,稀硫酸和Na2SO4中
6
S
不具有
强氧化性。
【合作探究】 (1)(情境应用)《抱朴子内篇》中记载:丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹
4.(2020·大连高一检测)如图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图。装置内 发生的主要反应不含 ( ) A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.氧化还原反应 【解析】选C。根据图示可知,装置中涉及的化学反应有CaCO3 CaO+CO2↑(分 解反应),SO2+CaO====CaSO3(化合反应),2CaSO3+O2====2CaSO4(既是化合反应又是 氧化还原反应),没有发生置换反应,故选C。
(3)Na2SO3中S的化合价也为+4价,在空气中很容易被氧化,如何通过实验验证 Na2SO3被氧化变质? 提示:取少量亚硫酸钠溶液于试管中,加足量盐酸酸化,未见白色沉淀,再加氯化 钡溶液,若生成白色沉淀证明Na2SO3被氧化变质。
【素养训练】 1.能实现下列物质间直接转化的元素是 ( )
【解析】选B。碳与少量O2反应生成CO,CO不溶于水,A项错误;S与O2生成SO2,SO2 再与H2O生成H2SO3,H2SO3可以与NaOH生成Na2SO3,B项正确;CuO、Fe2O3或Fe3O4都不 溶于水,C项、D项均错误。
②_3_S_+_6_N_a_O_H_______2_N_a_2S_+_N_a_2_S_O_3_+_3_H_2O_; ⑤_2_N_a_2S_O__3+_O_2_=_=_=_=_2_N_a_2_S_O_4 。
【自主探索】 (1)(前后串联)不同价态硫的转化通过氧化还原反应实现,相同价态硫的转化
是通过酸、碱反应实现的。如:
知识点 硫及其化合物的相互转化及应用 1.理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
2.硫及其化合物间的转化规律
(1)在硫元素的不同价态中,
2
S
是硫元素的最低价态,只有还原性;
6
S
是硫元素
的最高价态,只有氧化性;
、 0
4
SS
是硫元素的中间价态,既有氧化性又有还原性。
(2)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。
(1)写出A→E的化学式: A__________,B__________,C__________, D__________,E__________。 (2)写出下列转化的化学方程式: B→C:___________; D→B:___________; B→E:___________。
【解题指南】解答本题注意以下两个方面信息: (1)固体单质A跟空气反应生成B气体。 (2)化合物D是重要的工业原料。
(3)当遇到强氧化剂或强还原剂时,硫元素的化合价可能发生“跳位”变化。例
如:
H2S+3H2SO4(浓) 4SO2↑+4H2O, 8HI+H2SO4(浓)====H2S↑+4I2+4H2O。
(4)硫元素的相邻价态之间一般不会发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2
和H2SO4,所以可用浓硫酸干燥SO2气体。
1 0→-2
2
+6→ +4
3 +4→0
4 -2→0
5 0→+4
转化前的含 硫物质 S
H2SO4 SO2 H2S S
选择 试剂 Fe
Cu
HΒιβλιοθήκη BaiduS H2O2 空气
6
+4→ +6
H2SO3
H2O2
转化后的 含硫物质
FeS
SO2 S S SO2
H2SO4
预期现象
剧烈反应,生成黑色固体 产生有体_刺能__激使__性__品__气__红__味__溶_的液气褪体色,该气
5.下列各组物质混合后,没有明显现象的是
()
①H2S和SO2;②SO2和SO3;③SO2和氯水;④SO3(气)和Cl2;⑤H2S和Cl2
A.①③⑤
B.②④
C.②⑤
D.③④⑤
【解析】选B。SO2和SO3中硫元素为相邻价态,不能发生氧化还原反应。SO3和Cl2 都具有氧化性,相互间不能发生反应。
素养新思维 6.国外正在研究用Na2SO3吸收法作为治理SO2污染的一种新方法:①用Na2SO3水溶 液吸收SO2;②加热吸收液,使之重新生成Na2SO3,同时得到含高浓度SO2的水蒸气。 写出上述两步反应的化学方程式:
化硫需要催化剂加热反应生成三氧化硫。
3.(2020·威海高一检测)雨水样品刚采集时测得pH为4.82,放在烧杯中经2 h后, 再次测得pH为4.68。以下叙述正确的是 ( )
A.雨水样品酸度逐渐减小 B.雨水样品酸度没有变化 C.雨水样品继续吸收空气中的CO2 D.雨水样品中的H2SO3逐渐被空气中的氧气氧化成H2SO4
【母题追问】(1)S在空气中燃烧能生成SO3吗? 提示:S在空气中燃烧产物是SO2,不是SO3。 (2)H2SO3中S的化合价为+4价,既有氧化性又有还原性。要证明亚硫酸溶液具有 还原性,应选用什么试剂?会观察到什么现象?写出反应的离子方程式。
提示:氯水,氯水氧化亚硫酸后褪色,H2SO3+Cl2+H2O==== SO24+2Cl-+4H+。
(1) _______________; (2)_________________。
2.如图是硫在自然界的循环,相关说法不正确的是
()
A.大气中的硫可能以酸雨的形式进入土壤
B.煤和石油中的硫燃烧生成三氧化硫进入大气
C.化石燃料中的硫来自于形成化石燃料的生物体
D.煤和石油燃烧产生的颗粒物可能是导致雾霾的成因之一
【解析】选B。煤和石油中的硫燃烧生成二氧化硫,不能直接生成三氧化硫,二氧
2.硫在空气中燃烧生成气体A,把A溶于水得溶液B,向B中滴加溴水,溴水褪色,B
变成C,在C里加Na2S产生气体D,把D通入B溶液得浅黄色沉淀E。A、B、C、D、E都 含同一种元素。按A、B、C、D、E顺序排序的是 ( )
A.SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S B.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S C.SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3 D.SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3 【解析】选B。硫在空气中燃烧生成SO2,SO2溶于水得H2SO3,向H2SO3中滴加溴水生 成H2SO4和HBr,在H2SO4溶液中加Na2S产生气体H2S,H2S与H2SO3反应产生浅黄色沉 淀S,故B项正确。
写出②、③、④反应的化学方程式: ②__________________; ③____________________; ④_____________________。
(2)(情境思考)烟花是燃放时能形成彩色图案、产生音响效果,以视觉效果为主 的产品。爆竹是燃放时主体爆炸并能产生爆音、闪光等效果,以听觉效果为主 的产品。每逢春节、元宵节以及其他重大活动,都要燃放烟花助兴。燃放爆竹 时的主要反应是S+2KNO3+3C====K2S+3CO2↑+N2↑,该反应中S发生什么反应?体现 什么性质?为什么燃放爆竹时会闻到强烈的刺激性气味?
砂。若上述过程在密封条件下进行,“丹砂烧之成水银”过程中发生反应的化 学方程式是什么? 整个过程中发生的氧化还原反应有几个?该过程是可逆反应 吗?(宏观辨识与微观探析)
(2)(教材二次开发)教材P9“进行化学实验设计时,应遵循科学性、可行性、安全性和绿色化原则”。 现进行如下实验,完成实验现象。
实验 价态 序号 变化