資源簡介

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第一節 硫及其化合物
第4課時：不同價態含硫物質的轉化
第五章 化工生產中的重要非金屬元素
不同價態含硫物質的轉化關系
01
實驗探究不同價態含硫物質的轉化
02
學習目標
1.通過閱讀教材“資料卡片—自然界中硫的存在和轉化”內容，了解含硫物質進入大氣的主要途徑，知道二氧化硫進入大氣能形成酸雨危害環境，增強環保意識，培養社會責任感。
2.根據硫元素的不同價態，了解硫元素不同價態間的轉化及反應條件的控制，理解硫及其化合物的相互轉化原理，熟悉常見的化學方程式
3.通過實驗探究，知道含不同價態硫元素的物質可以相互轉化，并能設計實驗進行探究或驗證，知道二氧化硫進入大氣能形成酸雨危害環境，增強環保意識，培養社會責任感。
視頻--不同含硫物質的轉化
不同價態含硫物質的轉化關系
不同價態含硫物質的轉化關系
任務一、認識自然界中硫的存在和轉化
H2S
CaSO4 2H2O
FeS2
SO3
SO2
H2SO3
H2SO4
CuFeS2
NaSO4 10H2O
自然界中硫元素的存在示意圖
S
不同價態含硫物質的轉化關系
任務一、認識自然界中硫的存在和轉化
學生活動1：閱讀教材P7頁“資料卡片”內容，思考硫元素在自
然界的存在形態及轉化關系分別什么？
自然界中硫的轉化
①硫元素在自然界中的轉化
可用右圖表示：
硫元素廣泛存在于自然界中，是
植物生長不可缺少的元素，組成
生命體的蛋白質中含有硫元素。
不同價態含硫物質的轉化關系
任務一、認識自然界中硫的存在和轉化
②自然界中游離態的硫存在于火山口附近或地殼的巖層里，煤中也含有少量硫。
③自然界中化合態的硫廣泛存在于硫酸鹽、硫化物、火山噴發時釋放的氣體中、地下水里、動植物體內。例如黃鐵礦(FeS2)、黃銅礦(CuFeS2)、石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)?；鹕娇诟浇牧騿钨|會被大氣中是氧氣氧化成二氧化硫，二氧化硫可被進一步氧化成三氧化硫，二氧化硫和三氧化硫遇水分別形成亞硫酸和硫酸。
學生活動1：閱讀教材P7頁“資料卡片”內容，思考硫元素在自
然界的存在形態及轉化關系分別什么？
不同價態含硫物質的轉化關系
任務一、認識自然界中硫的存在和轉化
學生活動2：討論交流：根據硫元素在自然界的轉化關系，思考硫
及其化合物的轉化原理有哪些？
①不同價態硫元素之間的相互轉化主要通過氧化還原反應實現，如:
-2
S
+4
S
2H2S+3O2=2SO2+2H2O；
2H2SO3+O2=2H2SO4
+4
S
+6
S
②相同價態硫元素之間的轉化主要根據酸、堿、鹽及其氧化物的性質實現。如:
SO3+H2O=H2SO4、SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。
對應訓練
【典例1】硫磺在空氣中燃燒生成氣體甲，甲溶于水得溶液乙，向
乙溶液中滴加溴水，乙溶液褪色變成丙。甲、乙、丙均含有硫元
素，則它們正確的順序是（ ）
A．SO3 、H2SO4、H2SO3 B．SO2、H2SO3、H2SO4
C．SO3、H2SO3、H2SO4 D．SO2、H2SO4、H2SO3
B
【解析】硫磺在空氣中燃燒生成氣體甲SO2，甲SO2溶于水得溶液乙H2SO3，向乙H2SO3溶液中滴加溴水，乙溶液褪色變成丙H2SO4，則甲、乙、丙分別為SO2、H2SO3、H2SO4，答案B。
對應訓練
【典例2】關于反應H2SO4＋Na2SO3=Na2SO4＋SO2↑＋H2O所涉及
的物質，下列說法錯誤的是（ ）
A．濃H2SO4能與SO2發生氧化還原反應
B．Na2SO3容易被空氣中的O2氧化變質
C．濃硫酸與銅在常溫下反應生成SO2
D．SO2是導致酸雨的主要有害污染物
A
【解析】反應中元素化合價不變，屬于非氧化還原反應，故A錯誤； Na2SO3具有還原性，容易被空氣中的O2氧化為 Na2SO4，故B正確；濃硫酸具有強氧化性與銅在常溫下反應生成SO2，故C正確； SO2能和水反應生成H2SO3，是導致酸雨的主要有害污染物，故D正確；選A。
不同價態含硫物質的轉化關系
任務二、建構含硫物質的價類二維圖
學生活動1：討論交流：如何根據氧化還原反應原理構建含硫物質
的價類二維圖？
①價態與性質
0價、＋4價硫處于中間價態，既有氧化性又有還原性
＋6價硫處于最高價態，只有氧化性
－2價硫處于最低價態，只有還原性，可被O2、Cl2、KMnO4(H+)氧化劑氧化為S
不同價態含硫物質的轉化關系
任務二、建構含硫物質的價類二維圖
②價態規律
硫元素的化合價升高或降低時,一般到其相鄰價態(只靠攏不交叉),即臺階式升降
相鄰價態的同種元素的微粒間不發生氧化還原反應,如S和H2S、S和SO2、SO2和濃硫酸
不同價態硫元素間的轉化,均屬于氧化還原反應，需要選擇合適的氧化劑或者還原劑。證明硫單質、SO2具有還原性要選擇氧化劑，如酸性KMnO4溶液、氯水等；證明濃硫酸具有氧化性要選擇還原劑，如金屬單質、硫單質、H2S等；證明SO2具有氧化性要選擇還原劑，如H2S、Na2S等
不同價態含硫物質的轉化關系
任務二、建構含硫物質的價類二維圖
③價類二維圖：
不同價態含硫物質的轉化關系
任務二、建構含硫物質的價類二維圖
學生活動2：問題探究：根據含硫物質的價類二維圖，不同價態硫
元素間轉化的思維模型是什么？結合所學知識，思考含硫物質有哪
些不同轉化關系？
①轉化的思維模型：
不同價態含硫物質的轉化關系
任務二、建構含硫物質的價類二維圖
②轉化類型：
直線型轉化關系：
S(固體)
SO2
O2
O2
SO3
H2O
H2SO4
H2S
S(固體)
O2
O2
SO2
H2O
H2SO4
O2
SO3
交叉型轉化關系:
三角型轉化關系：
對應訓練
【典例1】下圖是一種綜合處理SO2廢氣的工藝流程。下列說法正
確的是（ ）
A．操作Ⅱ發生反應的離子方程式為：
2Fe2++4H++O2=2Fe3++2H2O
B．溶液b中陽離子只有Fe2+
C．溶液a轉化為溶液b的反應中，SO2被氧化
D．加入FeO可以使溶液c轉化為溶液a
C
對應訓練
【解析】Fe3+有氧化性，SO2有還原性，Fe2(SO4)3被SO2還原為FeSO4，溶液b主要溶質為FeSO4、H2SO4，可能含Fe2(SO4)3或SO2，空氣中氧氣將FeSO4及可能存在的SO2氧化得溶液a循環使用。A．電荷不守恒，操作Ⅱ發生反應的離子方程式為：4Fe2++4H++O2= 4Fe3++2H2O，A錯誤；B．操作I中發生反應的離子方程式為：2Fe3++SO2+2H2O = 2Fe2++SO42-+4H+，溶液中陽離子有Fe2+、H+，若SO2少量，則還有Fe3+，B錯誤；C．溶液a轉化為溶液b的反應中，SO2被Fe3+氧化，C正確；D．溶液c中含有 Fe2(SO4)3、H2SO4等物質，加入FeO后會生成FeSO4，D錯誤。答案選C。
對應訓練
【典例2】物質類別和核心元素的價態是學習元素及其化合物性質
的重要認識視角。如圖是某元素的“價類二維圖”，其中單質b
是黃色固體，f、h均為正鹽，且焰色都是黃色。下列說法不正確
的是（ ）
A．a和c反應可以生成b
B．用BaCl2溶液可以鑒別f和h的溶液
C．e的濃溶液可用鋁槽車運輸
D．c能使品紅溶液褪色
B
對應訓練
【解析】單質b是黃色固體，所以b是硫，f、h均為正鹽，且焰色都是黃色，根據示意圖可知a是H2S，c是SO2，d是SO3，e是硫酸，f是硫酸鈉，g是亞硫酸，h是亞硫酸鈉，據此解答。A. 二氧化硫具有氧化性，能氧化硫化氫，二者反應可以生成單質硫，A正確；B. 亞硫酸鈉和硫酸鈉均能與氯化鋇反應生成白色沉淀，不用BaCl2溶液鑒別二者，B錯誤；C. 常溫下鋁在濃硫酸中鈍化，因此e的濃溶液可用鋁槽車運輸，C正確；D. 二氧化硫具有漂白性，能使品紅溶液褪色，D正確；
實驗探究不同價態含硫物質的轉化
實驗探究不同價態含硫物質的轉化
任務一、實驗室中研究不同價態含硫物質的轉化原理
學生活動1、根據教材P8頁“探究”內容，思考硫元素常見價態及其轉
化關系是什么？
-2
S
0
S
+4
S
+6
S
FeS、H2S
Na2S、HgS
SO2、H2SO3
Na2SO3
SO3、H2SO4
Na2SO4、CuSO4
S
氧化劑
①硫元素常見價態（物質）及轉化：
氧化劑
氧化劑
還原劑
還原劑
還原劑
②通過氧化還原反應實現不同價態含硫物質的相互轉化，低價態的硫向高價態轉化時需加入氧化劑，高價態的硫向低價態轉化時需加入還原劑。
實驗探究不同價態含硫物質的轉化
任務一、實驗室中研究不同價態含硫物質的轉化原理
學生活動2、討論交流：閱讀檢測P9頁“方法導引”欄目內容，你是如
何理解化學實驗設計及探究不同價態含硫物質的轉化關系的？并填
寫表格內容。
①化學實驗設計:是指實驗者在實施化學實驗之前，根據一定的實驗目的，運用化學知識與技能，按照一定的實驗方法，對實驗的原理、試劑、儀器與裝置、步驟和方法等所進行的規劃。
②遵循的原則:科學性、可行性、安全性和綠色化。化學實驗設計一般以實驗設計方案的形式呈現，通常包括實驗課題、實驗目的、實驗原理、實驗儀器與試劑、實驗步驟及注意事項、實驗數據及處理、實驗結論與討論等。
實驗探究不同價態含硫物質的轉化
③含硫物質的轉化實驗方案設計：
預期轉化 選擇試劑 實驗操作和現象 實驗結論
H2S→S
SO2→S SO2→H2SO4
H2SO4→SO2
二氧化硫、硫化氫、蒸餾水
將H2S和SO2通入水中，生成淡黃色沉淀(或溶液變渾濁)
SO2與H2S反應生成單質硫
二氧化硫、新制氯水、BaCl2溶液
將SO2通入新制氯水中，溶液淺黃綠色褪去；再向溶液中滴入氯化鋇溶液，產生白色沉淀
二氧化硫在水中能被強氧化劑氧化為SO42-
濃硫酸、銅片
加熱銅片和濃硫酸的混合物，有刺激性氣味氣體生成
濃硫酸被金屬銅還原為SO2
對應訓練
【典例1】分別能實現下列從左到右轉化的單質是（ ）
A．Mg和S B．Fe和Cl
C．Ca和C D．Cu和Si
C
對應訓練
【解析】A．Mg與氧氣反應生成MgO，MgO是堿性氧化物，MgO與水不反應；S與氧氣反應生成SO2，SO2是酸性氧化物，SO2與水反應生成亞硫酸，亞硫酸與堿或堿性氧化物反應生成亞硫酸鹽，故A不符合題意；B．Fe與氧氣反應生成Fe3O4，Fe3O4不是堿性氧化物，且Fe3O4與水不反應，故B不符合題意；C．Ca與氧氣反應生成CaO，CaO是堿性氧化物，CaO與水反應生成Ca(OH)2，Ca(OH)2是堿，Ca(OH)2與鹽酸反應生成鹽CaCl2；C與氧氣反應生成CO2，CO2是酸性氧化物，CO2與水反應生成碳酸，碳酸與堿反應生成碳酸鹽，故C符合題意；D．Cu與氧氣反應生成CuO，CuO是堿性氧化物，但是CuO與水不反應，故D不符合題意。故選C。
對應訓練
【典例2】含硫煤燃燒會產生大氣污染物，為防治該污染，某工
廠設計了新的治污方法，同時可得到化工產品，該工藝流程如
圖所示，下列敘述不正確的是（ ）
A．該工藝流程是用來除去煤燃燒時產生的SO2
B．該過程中可得到化工產品H2SO4
C．圖中涉及的反應之一為
Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4
D．該過程中化合價發生改變的元素只有Fe和S
D
對應訓練
【解析】由圖可知發生反應為：Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4，同時4FeSO4+ 2H2SO4+O2=2Fe2(SO4)3+2H2O，總反應為2SO2+O2+2H2O=2H2SO4。A．根據總反應2SO2+O2+2H2O=2H2SO4可知該工藝流程是用來除去煤燃燒時產生的SO2，A正確；B．根據總反應為2SO2+O2+2H2O=2H2SO4可知該過程中可得到化工產品H2SO4，B正確；C．Fe2(SO4)3與SO2反應生成FeSO4和H2SO4，其反應的化學方程式為Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4，C正確；D．該過程中Fe2(SO4)3與SO2反應生成FeSO4和H2SO4，同時FeSO4、O2和H2SO4反應生成Fe2(SO4)3，則反應過程中Fe、O和S的化合價發生改變，D錯誤；故選項是D。
實驗探究不同價態含硫物質的轉化
任務二、實驗驗證含硫物質的轉化
學生活動1、聯系教材P8頁“探究”欄目，根據下表實驗步驟完成實驗，
并填寫表格內容。
實驗操作 實驗現象 原理分析
在一支試管中加入1mL Na2S溶液，邊振蕩邊滴加H2SO3溶液，用浸NaOH溶液的棉團塞住試管口
在一支試管中加入1mL Na2S溶液，邊振蕩邊滴加酸性KMnO4溶液
試管中產生淡黃色沉淀
紫紅色褪去，試管中產生淡黃色沉淀
-2價硫與+4價硫發生歸中反應，生成中間價態0價的硫單質。SO2與堿反應。2S2-+SO2+4H+=3S↓+2H2O
SO2+2OH-=SO32-+H2O
-2價硫被酸性KMnO4溶液氧化成硫單質，本身被還原成Mn2+。5S2-+2MnO4-+16H+=5S↓+2Mn2++8H2O
實驗探究不同價態含硫物質的轉化
任務二、實驗驗證含硫物質的轉化
學生活動2、問題探究：將SO2氣體分別通入BaCl2溶液、Ba(NO3)2
溶液能否產生沉淀？如何防止SO2可能對環境產生的污染？
①SO2氣體通入BaCl2溶液無明顯現象，因為酸性H2SO3②SO2氣體有毒，為防止SO2對環境造成污染，可用強堿（如NaOH）溶液吸收：SO2+2OH-=SO32－+H2O。
對應訓練
【典例1】已知含硫元素的幾種物質間具有如圖轉化關系。NA表示阿
伏加德羅常數值，下列說法正確的是（ ）
C
A．反應①中3.2gS充分燃燒后生成2.24LSO2 B．NA個SO2分子與足量氧氣經反應③可以制得NA個SO3分子 C．反應②中若轉移2NA個電子，生成1.5molS D．只要氧氣過量，硫可以一步轉化為SO3
【解析】溫度和壓強未知導致氣體摩爾體積未知，則無法計算反應①中生成的SO2體積，A錯誤；③為可逆反應，所以NA個SO2分子與足量氧氣經反應③不能制得NA個SO3分子，選項B錯誤；反應②的方程式為2H2S+SO2=3S+2H2O，生成3molS轉移電子的物質的量為4mol，轉移2NA個電子時，轉移電子的物質的量為2mol，生成S的物質的量=2mol×3mol/4mol=1.5mol，選項C正確；硫與氧氣反應只能生成二氧化硫，不能一步轉化為三氧化硫，選項D錯誤；答案選C。
對應訓練
【典例2】下列有關含硫物質轉化判斷正確的是（ ）
A
A．0.1 mol Cu與足量的硫充分反應，生成物的質量比該單質的
質量增加了1.6 g
B．如圖是銅與濃硫酸反應的實驗裝置。B中盛裝的是濃硫酸，
作用是干燥SO2
C．Cu投入稀硫酸中加熱，沒有明顯變化，加入一定量的H2O2
溶液，金屬Cu逐漸溶解，反應中H2O2起催化作用
D．向銅與濃硫酸反應后的混合溶液中加水，判斷有無銅離子
對應訓練
【解析】A．Cu與S混合加熱發生反應產生Cu2S，若Cu物質的量是0.1 mol，則反應產生0.05 mol Cu2S，消耗S的物質的量是0.05 mol，因此固體質量增加了0.05 mol×32 g/mol=1.6 g，A正確；B．在如圖銅與濃硫酸反應的實驗裝置中，B中盛裝的應該是飽和NaHSO3溶液，作用是儲存SO2，并可作安全瓶，防止倒吸的作用，B錯誤；C．H2O2溶液具有強氧化性，在酸性條件下將Cu氧化為Cu2+，反應方程式為：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O，在該反應中H2O2的作用是氧化劑，C錯誤；D．反應后溶液中含有大量濃硫酸，要根據硫酸的稀釋原則進行操作，即應該待溶液冷卻后，取少量溶液加入到盛有水的容器中，根據溶液是否變為藍色，確定其中是否含有Cu2+，D錯誤；故合理選項是A。
1．硫元素的幾種化合物及其單質存在下列轉化關系(反應條件
省略)。
下列判斷不正確的是（ ）
A．反應①中氧化劑與還原劑物質的量之比為1∶1
B．反應②表明SO2具有酸性氧化物的性質
C．反應③的原子利用率是100%
D．反應④中稀H2SO4作氧化劑
D
【解析】A．反應①為濃硫酸氧化銅單質的反應，濃硫酸作氧化劑被還原成SO2，化合價降低2價，Cu作還原劑被氧化成Cu2+，化合價升高2價，所以氧化劑與還原劑物質的量之比為1∶1，故A正確；B．二氧化硫與NaOH反應生成鹽和水，表明二氧化硫為酸性氧化物，故B正確；C．反應③為Na2SO3+S=Na2S2O3，生成物只有一種，原子利用率是100%，故C正確；D．反應④的化學方程式：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O，稀硫酸既不是氧化劑也不是還原劑，故D錯誤；綜上所述答案為D。
2．如圖是硫元素在自然界中的循環示意圖，下列有關說法不正
確的是（ ）
A．硫元素在自然界中既有游離態又有化合態
B．過程⑤可在土壤的缺氧區實現
C．循環過程中硫元素只被還原
D．若生物體有機硫中硫元素為-2價，則過程③中發生的是還原
反應
C
【解析】A．硫元素在自然界中有游離態和化合態，兩種存在形態，A正確；B．在缺氧的條件下可實現過程⑤的轉化，B正確；C．①、②中硫元素均被氧化，C錯誤；D．若生物體有機硫中硫元素為-2價，SO42-中S為+6價，過程③中S的化合價降低，發生還原反應，D正確。答案選C。
3．如圖中的字母代表硫及其化合物，相關推斷不合理的是（ ）
A．ab溶液反應有d生成
B．e和f都存在酸式鹽
C．硫酸型酸雨的形成過程涉及b→c的轉化
D．檢驗g中陰離子所用試劑只需BaCl2溶液
D
【解析】根據硫及其化合物的轉化關系圖可知，a為H2S，b為H2SO3，c為H2SO4，d為S，e為硫化物，f為亞硫酸鹽，g為硫酸鹽。A項，H2S和H2SO3反應可以生成中間價態的S，正確；B項，若為鈉鹽，則e為－2價的Na2S或NaHS，f為Na2SO3或NaHSO3，正確；C項，b為H2SO3，c為H2SO4，硫酸型酸雨是H2SO3被空氣中氧氣氧化為H2SO4，正確；D項，檢驗硫酸根，應該用鹽酸和BaCl2溶液，錯誤。
4．硫元素的價類二維圖如圖所示。下列說法錯誤的是（ ）
A．a與c、d、e都有可能反應生成b
B．d溶液久置于空氣中會生成e
C．鹽g與鹽f之間也可能發生反應
D．銅與e的濃溶液共熱產生的氣體通入BaCl2溶液中，無明顯
現象
D
【解析】根據化合價以及物質的類別可知a為H2S、b為S、c為SO2、d為H2SO3、e為H2SO4、f為 亞硫酸鹽、g為硫酸鹽 。A．a為H2S，可以和SO2、H2SO3、H2SO4發生歸中反應生成硫單質，A正確；B．H2SO3具有較強的還原性，在空氣久置會被氧氣氧化成硫酸，B正確；C．g為硫酸鹽或酸式鹽，f為亞硫酸鹽，可能會發生反應生成二氧化硫，C正確；D．銅與濃硫酸共熱產生的氣體SO2，SO2通入 BaCl2 溶液中，SO2先與水反應生成亞硫酸，亞硫酸易被空氣中的氧氣氧化為硫酸，硫酸與BaCl2反應生成硫酸鋇白色沉淀，D錯誤；答案選D。
延時符
不同價態含硫物質的轉化
自然界中硫的存在：游離態（火山噴口附近或地殼的巖層里、煤）、化合態（礦石、含硫化合物）
自然界中硫及轉化：S+O2=SO2、SO3+H2O=H2SO4等
實驗探究不同價態含硫物質的轉化
轉化類型：直線型、交叉型、三角型
化學實驗設計原則
價態與性質：價類二維圖
第4課時 不同價態含硫物質的轉化

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