資源簡介

(共19張PPT)
第五章 化工生產中的重要非金屬元素
第一節　硫及其化合物
（第3課時 不同價態含硫物質的轉化）
一.導入
二.從物質類別的視角
三.從物質的價態視角
四.實驗探究
五.總結
目錄
視頻
知識目標：
1.了解含硫物質在自然界中的轉化與存在，熟悉自然界中常見的含硫物質的類別及硫元素的化合價。
2.根據硫元素化合價會分析含硫物質的性質，并能涉及實驗實現不同價態含硫物質的相互轉化。
素養目標：
1.宏觀辨識與微觀探析：能從物質類別和元素化合物的角度，預測不同價態含硫物質的轉化；
2.科學探究與創新意識：能在與同學討論的基礎上選擇不同價態含硫物質轉化的試劑，基于現象和數據進行分析并得出結論；
3.科學態度與社會責任：能主動關心與保護環境，結合不同價態含硫物質間的轉化，合理利用自然資源。
H2S
SO3
SO2
H2SO3
H2SO4
自然界中硫元素的存在示意圖
S
石膏(CaSO4·2H2O)
黃鐵礦(FeS2)
芒硝(Na2SO4·10H2O)
黃銅礦(CuFeS2)
一.導入
自然界中硫的存在和轉化
硫在自然界以游離態(硫單質)和化合態(硫化物、硫酸鹽)的形式存在
(1)巖層深處和海底：無氧環境下硫單質轉化成硫化物，發生還原反應。
(2)地表附近：硫化物轉化為硫酸鹽，發生氧化反應。
(3)火山口附近：硫單質轉化成二氧化硫，二氧化硫又轉化成三氧化硫，均為氧化反應。
自然界中硫的存在和轉化
單質
S
氫化物
H2S
H2+S H2S
點燃
氧化物
SO2
S+O2 SO2
點燃
含氧酸
H2SO3
SO2 +H2O H2SO3
鹽
Na2SO3
H2SO3 +2NaOH Na2SO3+H2O
相同價態的不同含硫化合物間是通過酸堿反應規律聯系在一起的。如：
從左到右的轉化，加入堿可以實現；
從右到左的轉化，加入酸可以實現
二.從物質類別的視角
Na2SO4
S
H2SO4
SO3
SO2
Na2SO3
1.《神農本草經》記載，硫酸鈉具有清火消腫 ，瀉熱通便，軟堅潤燥等藥效。某地盛產硫磺，若以此制備硫酸鈉，請你設計盡可能多的生產路線。
解決問題一
H2SO3
2.完成下列含硫物質相互轉化的化學方程式
1. 實驗室用亞硫酸鈉與濃硫酸反應制備二氧化硫氣體
2. 實驗室用稀硫酸與硫化鐵反應，制備硫化氫氣體
3. 實驗室用氫氧化鈉對硫化氫進行尾氣處理
Na2SO3 + H2SO4(濃)＝ Na2SO4 + SO2↑+ H2O
FeS + H2SO4(稀)＝ FeSO4 + H2S↑
2NaOH + H2S ＝ Na2S +2H2O
寫出③④⑤的化學方程式：③____________________；
④_______________；⑤_______________________。
SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
寫出①②⑤的化學方程式:①________________________________；
②_________________________________；⑤_______________________。
2Na2S＋O2＋2H2O===4NaOH＋2S↓
2Na2SO3＋O2===2Na2SO4
3.
三.從物質的價態視角
S
S
S
S
-2
0
+4
+6
(1)盡可能多地列舉每種價態的硫元素所對應的物質，并根據硫元素化合價的變化，分析各種物質在反應中表現的是氧化性還是還原性。
H2S
Na2S
HgS
S
SO2
H2SO3
Na2SO3
SO3
H2SO4
Na2SO4
強還原性
既有氧化性又有還原性
只有氧化性
四.實驗探究
選擇合適的試劑，設計轉化路徑，并預測產物。
已知：常用的氧化劑有濃硫酸、O2、 Cl2、酸性高錳酸鉀溶液、FeCl3溶液、H2O2等，還原劑有金屬單質、H2、 H2S、 Na2S、Na2SO3等。
轉化目標 轉化前的含硫物質 選擇試劑 預測轉化后的含硫物質 實驗現象
-2→0
……
(2)從上述轉化關系中設計實驗實現其轉化。
思考討論及成果
已知：常用的氧化劑有濃硫酸、O2、 氯水、酸性高錳酸鉀溶液、FeCl3溶液、H2O2等，還原劑有金屬單質、H2、 H2S、 Na2S、SO2、Na2SO3。
轉化目標 轉化前的含硫物質 選擇試劑 預測轉化后的含硫物質 實驗操作和現象
S
S
0
+4
S
+
-2
S
S粉中加入NaOH溶液，加熱。硫粉逐漸消失
NaOH溶液
Na2SO3和Na2S
S
S
0
+4
S
+
-2
SO2和H2S
S
H2SO4、水
Na2SO3和Na2S
Na2S溶液中滴入Na2SO3 溶液，再滴加稀H2SO4。溶液出現渾濁。
S
S
+4
+6
S
+
0
S和濃H2SO4
S粉中滴入濃H2SO4 并加熱。硫粉溶解；同時有刺激性氣體產生。
生成淡黃色固體
S
SO2
常見含硫物質的轉化實驗
實驗探究
同種元素氧化還原規律
(1)鄰位價態原則
當硫元素的化合價升高或降低時，一般升高或降低到其相鄰的價態。
(2)同種元素相鄰價態粒子不反應
如S和H2S、S和SO2、SO2和濃硫酸之間不發生氧化還原反應，即使兩者氧化性、還原性區分明顯。
(3)歸中律
當硫元素的高價態粒子與低價態粒子反應時，一般生成中間價態產物，如-2價S的化合物與+4價S的化合物在酸性環境中生成S單質，S單質與濃硫酸反應生成SO2。
(4)歧化律
單質S和濃的強堿溶液共熱，S單質既作氧化劑又作還原劑。
不同價態含硫化合物間通過氧化還原反應轉化
同價態含硫化合物間通過非氧化還原反應轉化
元素觀
類別性質觀
同類別物質具有相應的通性
但要注意同中有異，異中求同的思辨性
思維模型
資料 1：在古代中國，以綠礬(FeSO4·7H2O)為原料進行干餾(隔絕空氣加熱)，然后將生成的氣體導出冷凝至室溫，得到一種無色液體，稱之為“綠礬油”，同時干餾釜內得到紅棕色固體。
問題 1：大家猜想下，紅棕色固體、無色液體分別是什么物質？
問題 2：從元素守恒和價態變化角度分析，可能還有什么產物？請寫出干餾過程可能的化學方程式。
解決問題 二
問題 3：通過什么現象可以說明有 SO2生成？
問題 4：通入一段時間后，發現 A 瓶中無白色沉淀出現，為什么呢？品紅褪色并不是十分明顯？如何解釋？
【實驗探究1】取用 FeSO4·7H2O加強熱，受熱產生的氣體按圖示裝置進行實驗，請大家觀察實驗現象。
BaCl2溶液 品紅溶液 NaOH溶液
.焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是葡萄酒中常用的抗氧化劑。一種以硫黃為原料制取Na2S2O5的生產工藝如下:
已知:結晶脫水發生的反應為
2NaHSO3 Na2S2O5+H2O。
回答下列問題:
(1)Na2S2O5中硫元素的化合價為　　　　。
(2)焚燒爐中反應的化學方程式為。
(3)反應器中發生反應的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　。
(4)葡萄酒釀造過程中添加Na2S2O5會放出一種有刺激性氣味的氣體,該氣體是一種食品添加劑。實驗室中檢驗該氣體的常用試劑是　　　　　　。
(5)廢水中的硫單質(S8)能與堿反應,化學方程式為3S8+48KOH 16K2S+8K2SO3+24H2O,反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為　　　　。
　　　　　　　　　　　　　　
答案：（1）+4 （2） S+ O2 SO2 (3)2H2SO3+CO32- 2HSO3-+CO2↑+H2O　(4)品紅溶液　(5)2∶1
SO2
物質類別
化合價
單質
氧化物
鹽
含氧酸
－2
+4
SO3
氫化物
硫元素的價類圖
0
H2S
S
H2SO3
H2SO4
SO32－
SO42－
FeS
NaOH
Cl2、H2O2、O2
Cu、C、HI、H2S
Cl2、H2O2、O2
O2、濃硫酸
H2S
H2
KMnO4、HNO3、Fe3+
H2O
△
Cl2、O2、SO2、Fe3+、 HNO3 、 KMnO4
O2
NaOH
稀硫酸
+6
Fe
H2O
△
加氧化劑
加還原劑
非氧化還原反應
氧化還原反應
五.總結

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