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第五章 化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素
第一節(jié) 硫及其化合物
第3 課時(shí) 硫酸根離子的檢驗(yàn)和不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.掌握硫酸根離子的檢驗(yàn)方法，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證硫酸根離子；
2.了解硫元素之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其重要化合物的制備方法,掌握其主
要性質(zhì)及其應(yīng)用；
3.能利用氧化還原反應(yīng)原理設(shè)計(jì)不同價(jià)態(tài)物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化。
硫酸鹽在我們生活中有著廣泛的用途，你知道我們的生活中哪些物質(zhì)的主要成份中含有硫酸鹽嗎？
【情境引入】
CaSO4·2H2O（石膏）
2CaSO4·H2O（熟石膏）
BaSO4（重晶石）
鋇餐
CuSO4
KAl(SO4)2·12H2O（明礬）
凈水劑
FeSO4·7H2O（綠礬）
補(bǔ)血?jiǎng)?br/>ZnSO4·7H2O（皓礬）
防腐劑、顏料
三、硫酸根離子的檢驗(yàn)
【實(shí)驗(yàn)5-4】在三支試管中分別加入少量稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液，然后各滴入幾滴BaCl2溶液，觀察現(xiàn)象。再分別加入少量稀鹽酸，振蕩，觀察現(xiàn)象。從這個(gè)實(shí)驗(yàn)中你能夠得出什么結(jié)論？寫(xiě)出相關(guān)反應(yīng)的離子方程式。
實(shí)驗(yàn)裝置
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
先生成白色沉淀，加入鹽酸后沉淀不溶解
先生成白色沉淀，加入鹽酸后沉淀不溶解
先生成白色沉淀，加入鹽酸后沉淀溶解且有氣泡產(chǎn)生
SO42-與Ba2+反應(yīng)生成不溶于鹽酸的白色沉淀
CO32-與Ba2+反應(yīng)生成的白色沉淀可溶于鹽酸
1、SO42-離子的檢驗(yàn)的試劑：
BaCl2溶液，稀鹽酸
檢驗(yàn)SO42-的正確操作規(guī)范描述：
　 取少量待測(cè)液于試管中，加入過(guò)量稀鹽酸酸化，無(wú)明顯現(xiàn)象，再加入氯化鋇溶液，若有白色沉淀生成，則含有SO42-
先加稀鹽酸的目的是：可排除Ag+、CO32-、SO32-離子的干擾
現(xiàn)在我們炒菜用的精鹽又細(xì)又白，你知道精鹽是由粗鹽經(jīng)過(guò)什么樣的程序制得的嗎？粗鹽經(jīng)溶解、過(guò)濾和蒸發(fā)后還含有硫酸鹽及CaCl2、MgCl2等雜質(zhì)。如何進(jìn)行粗鹽提純嗎？
粗鹽
精鹽
2、粗鹽提純
雜質(zhì) 加入的試劑 離子方程式
硫酸鹽
CaCl2
MgCl2
BaCl2
Na2CO3
NaOH
Mg2+＋2OH-===Mg(OH)2↓
(1) 如果按照下表所示順序除去它們，應(yīng)加入什么試劑？
(2)加入你選擇的試劑除去雜質(zhì)后，有沒(méi)有引入其他離子？用什么方法
除去這些離子？
引入了Ba2+、CO32-、OH-
可以調(diào)整試劑的加入順序
(3)設(shè)計(jì)除去雜質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，除了要考慮所加試劑的種類，還要考慮
哪些問(wèn)題？
除雜試劑須過(guò)量，過(guò)量試劑須除去
SO42- +Ba2+===BaSO4↓
CO32- +Ca2+===CaCO3↓
①BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→鹽酸
②NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→鹽酸
③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→鹽酸
粗鹽提純的操作步驟：
①Na2CO3必須在BaCl2之后加入
②稀鹽酸在過(guò)濾之后加入
自然界中的含硫物質(zhì)在一定條件下能相互轉(zhuǎn)化。
【思考】在實(shí)驗(yàn)室里，如何實(shí)現(xiàn)不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化？
(1)下圖是人們總結(jié)的不同價(jià)態(tài)硫元素的轉(zhuǎn)化關(guān)系，盡可能多地列舉每種價(jià)
態(tài)的硫元素所對(duì)應(yīng)的物質(zhì)，并根據(jù)硫元素化合價(jià)的變化，分析各種物質(zhì)
在反應(yīng)中表現(xiàn)的是氧化性還是還原性。
S
S
S
S
-2
0
+4
+6
H2S
Na2S
NaHS
FeS
CuS
S
SO2
H2SO3
Na2SO3
NaHSO3
CaSO3
HgS
SO3
H2SO4
Na2SO4
NaHSO4
CaSO4
BaSO4
強(qiáng)還原性
既有氧化性又有還原性
只有氧化性
(2)從上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中選擇你感興趣的一種獲幾種，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)化，
并填寫(xiě)下表。
已知：常用的氧化劑有濃硫酸、O2、 Cl2、KMnO4、FeCl3溶液、H2O2等，
還原劑有金屬單質(zhì)、H2、 H2S、 Na2S、Na2SO3等。
轉(zhuǎn)化目標(biāo) 轉(zhuǎn)化前的含硫物質(zhì) 選擇試劑 預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)化后的含硫物質(zhì) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
-2→0
H2S
Na2S
O2(不足)
H2O2
氯水
S
生成淡黃色固體
溶液黃綠色褪去，有淡黃色沉淀產(chǎn)生
0→-2
S
H2
H2S
產(chǎn)生臭雞蛋氣味氣體
Na
Na2S
輕微的爆炸聲
S
0→+4
O2
SO2
硫燃燒，發(fā)出淡藍(lán)色火焰，產(chǎn)生有刺激氣味的氣體
＋4→＋6
＋4→0
SO2
Na2SO3
氯水
酸性KMnO4溶液
H2SO4
Na2SO4
溶液黃綠色褪去
溶液紫色褪去
濃H2SO4
Cu
SO2
紅色固體逐漸溶解，有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生溶液紫色褪去
SO2
H2S
S
生成淡黃色固體
＋6→＋4
【思維建?！?br/>不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化,均屬于氧化還原反應(yīng)，需要選擇合適的氧化劑或者還原劑。
①當(dāng)硫元素的化合價(jià)升高或降低時(shí),一般升高或降低到其相鄰的價(jià)態(tài)(化合價(jià)只靠攏不交叉),即臺(tái)階式升降,可用下圖表示:
硫單質(zhì)及其化合物之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律
(1)鄰位價(jià)態(tài)原則
②相鄰價(jià)態(tài)的同種元素的微粒間不發(fā)生氧化還原反應(yīng),如S和H2S、S和
SO2、SO2和濃硫酸之間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
(2)歸中規(guī)律:當(dāng)硫元素的高價(jià)態(tài)粒子與低價(jià)態(tài)粒子反應(yīng)時(shí),一般生成中間價(jià)態(tài)。
如：2H2S＋SO2===3S＋2H2O，
2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。
(4)含硫物質(zhì)的連續(xù)氧化規(guī)律
(3)歧化反應(yīng):單質(zhì)S和濃的強(qiáng)堿溶液共熱，S單質(zhì)既作氧化劑又作還原劑。
H2S
SO2
SO3
H2SO4
S
SO2
SO3
H2SO4
硫元素價(jià)類二維圖
單質(zhì)
氫化物
氧化物
含氧酸
物質(zhì)的類別
-2
0
+4
+6
化合價(jià)
鹽
SO2
SO3
H2S
S
H2SO3
H2SO4
SO32－
SO42－
Na2S
濃NaOH，△
Cl2、H2O2
Cu、C、HI、H2S
Cl2、H2O2、KMnO4、O2
O2、濃硫酸
H2S
H2
H2O
△
Cl2、O2、SO2、Fe3+、
O2
NaOH
稀硫酸
Na或濃NaOH，△
H2O
△
NaOH
稀硫酸
NaOH
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