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(共37張PPT)
第一節　硫及其化合物
第3課時　不同價態含硫物質的轉化
【新知自主預習】
一、自然界中硫的存在和轉化
1.自然界中硫的存在
(1)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　　　　
中就含有硫。
(2)游離態的硫存在于　　　　附近或地殼的　 　 　中。
(3)在巖層深處和海底的無氧環境下,硫元素與鐵、銅等金屬元素形成的化合物通常以　　 　的形式存在,如黃鐵礦(FeS2)、黃銅礦(CuFeS2)等。
學習任務　不同價態含硫物質的轉化
新 課 探 究
蛋白質
火山口
巖層
硫化物
2.自然界中硫的轉化
火山口附近的硫單質被大氣中O2氧化成　　　　,進一步被氧化生成SO3,SO2和SO3遇水分別形成　 　　 　和　 　　 　。轉化關系如下:
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SO2
亞硫酸(H2SO3)
硫酸(H2SO4)
H2S
FeS2
CuFeS2
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
二、不同價態含硫物質的轉化
1.轉化原理
(1)硫元素常見價態及其轉化關系
(2)通過　　　　　　反應實現不同價態含硫物質的相互轉化。低價態的硫元素向高價態轉化時需加入　　　　劑,高價態的硫元素向低價態轉化時需要加入　　　　劑。
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氧化還原
氧化
還原
2.實驗設計
設計實驗實現不同價態含硫物質的轉化,遵循的原則是科學性、　　　　　　、安全性和綠色化。
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可行性
【實驗方案設計】
【實驗目的】 依據不同價態含硫物質的性質與轉化關系,選取含有硫元素的物質,實驗探究-2價、0價、+4價、+6價四種價態硫元素之間的相互轉化。
【實驗試劑】 硫粉、SO2水溶液、濃硫酸、氯水、Na2S溶液、銅片、品紅溶液、稀鹽酸、BaCl2溶液。
【實驗方案】 結合“不同價態含硫物質的性質及轉化”,選取合適試劑,設計實驗實現下表中的轉化目標。
新 課 探 究
新 課 探 究
序號 價態 變化 轉化前的 含硫物質 選擇試劑 轉化后的 含硫物質 預期現象
① -2→0 　
② 0→-2 　
③ 0→+4 　
④ +4→0 　
Na2S溶液
氯水
硫粉
銅片
硫粉
空氣
SO2
水溶液
Na2S
溶液
S
Cu2S
SO2
生成淡黃色固體
S
劇烈反應,生成黑色固體
硫粉燃燒,發出淡藍色火焰,產生有刺激性氣味的氣體
生成淡黃色固體
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序號 價態 變化 轉化前的 含硫物質 選擇試劑 轉化后的 含硫物質 預期現象
⑤ +4→+6 　
⑥ +6→+4 　
（續表）
SO2
水溶液
氯水
H2SO4
SO2
濃硫酸
銅片
向反應后的溶液中滴加稀鹽酸無明顯現象,再滴加BaCl2溶液,產生白色沉淀
加熱時,產生有刺激性氣味的氣體,該氣體能使品紅溶液褪色
實驗室中研究不同價態含硫物質的轉化
硫單質及其化合物之間的轉化規律
規律一：只靠攏，不交叉
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，即臺階式升降
-2
S
0
SO2
+4
+6
SO3、H2SO4
被氧化
被還原
H2S
①S和S發生氧化還原反應時，只能轉化為中間價態，不可能交叉
-2
+6
H2SO4(濃)
H2S＋
S↓＋ SO2↑ ＋H2O
升高2價
降低2價
實驗室中研究不同價態含硫物質的轉化
硫單質及其化合物之間的轉化規律
規律一：只靠攏，不交叉
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，即臺階式升降
-2
S
0
SO2
+4
+6
SO3、H2SO4
被氧化
被還原
H2S
②相鄰價態的兩物質間不發生氧化還原反應
③含硫物質典型的歸中反應
如：S和H2S、 S和SO2， SO2和H2SO4 之間均不發生氧化還原反應。
2H2S + SO2 3S+ 2H2O
2Na2S+Na2SO3+3H2SO4 3Na2SO4+ 3S↓+ 3H2O
實驗室中研究不同價態含硫物質的轉化
硫單質及其化合物之間的轉化規律
規律二：鄰位價態原則
① S處于硫元素的最低價態，只有還原性。它與氧化劑反應，一般會升至相鄰的價態。
0
H2S+2FeCl3 2HCl+2FeCl2+S↓
0
-2
3S+6KOH 2K2S+K2SO3+3H2O
0
-2
+4
②S能發生自身氧化還原反應(即歧化反應)，在反應時分別升至和降至與其相鄰的價態。
0
實驗室中研究不同價態含硫物質的轉化
硫單質及其化合物之間的轉化規律
規律二：鄰位價態原則
③S和S處于中間價態，既有氧化性又有還原性。與弱氧化劑作用時，被氧化成相鄰的高價態；與弱還原劑作用時，被還原成相鄰的低價態。
0
+4
S
SO2
SO3
H2S
O2 (不足)
H2S
O2
O2
H2( )
或NO2
0
+4
+6
-2
④S 處于硫元素的最高價態，只有氧化性。遇到還原劑時，一般降至相鄰的價態。
+6
Cu＋2H2SO4(濃)
CuSO4＋SO2↑＋2H2O
+6
+4
實驗室中研究不同價態含硫物質的轉化
硫單質及其化合物之間的轉化規律
規律三：含硫物質的連續氧化規律
硫
元素
H2S
SO2
SO3
H2SO4
足量O2
O2
H2O
S
SO2
SO3
H2SO4
O2
O2
H2O
【核心知識講解】
1.利用“價—類”二維圖構建含硫物質的轉化關系
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2.含硫物質轉化的思路與方法
(1)探究不同價態含硫物質之間相互轉化的思路
首先,要選擇含有不同價態的硫元素的物質,如含+4價硫元素的物質可以選擇二氧化硫或亞硫酸鈉。
其次,實現不同價態硫元素之間的相互轉化,依據的是氧化還原理論,需要尋找合適的氧化劑或還原劑。
第三,提供表明相應轉化實際發生的證據。
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(2)含硫物質轉化的方法與規律
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【知識遷移應用】
例1 [2023·廣東東莞期末] 下列實驗中,能實現不同價態含硫物質的轉化的是 (　)
A.向含足量NaOH的Na2S溶液中加入Na2SO3
B.常溫下,向試管中加入1 mL濃硫酸和一小塊銅片
C.將0.5 g硫粉和1.0 g鐵粉均勻混合,在陶土網上堆成條狀,用紅熱玻璃棒觸及粉末一端至粉末紅熱
D.向Na2SO3固體中加入70%的濃硫酸制備SO2
C　　　
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[解析] 酸性條件下S2-和S反應能生成S,但堿性條件下不發生反應,A錯誤;
濃硫酸和銅在常溫下不反應,需要加熱,B錯誤;
Fe和S能反應生成FeS,S元素實現0價→-2價的轉化,C正確;
Na2SO3固體中加入70%的濃硫酸制備SO2,發生的反應是復分解反應,沒有化合價的變化,D錯誤。
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例2 [2022·福建漳州期末] 硫元素的“價—類”二維圖如圖所示。下列說法錯誤的是 (　)
A.d溶液久置于空氣中pH減小 B.a與c、a與e都有可能反應生成b
C.c通入BaCl2溶液中,產生白色沉淀 D.g與f之間可能發生反應
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C　　　
[解析] 題圖中d是+4價硫元素的含氧酸,應為H2SO3,其溶液久置于空氣中被O2氧化生成H2SO4,溶液的酸性增強,pH減小,A正確;
a是H2S,b是S,c是SO2,e是H2SO4,H2S和SO2反應生成S和H2O,H2S被濃硫酸氧化可能生成S,B正確;
c是SO2,通入BaCl2溶液中,不發生反應,不能產生沉淀,C錯誤;
g是+6價硫元素的鹽,f是+4價硫元素的鹽,若g是NaHSO4,f是Na2SO3,則二者可發生反應生成Na2SO4、SO2和H2O,D正確。
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[歸納總結] 硫及其化合物的轉化規律
(1)相同價態硫元素的轉化是通過非氧化還原反應實現的
如:
(2)不同價態硫元素的轉化是通過氧化還原反應實現的
如:H2S S SO2 SO3
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1. [2022·黑龍江哈爾濱師大附中期末] 下列關于自然界中硫循環的說法不正確的是 (　)
A.火山噴發、化石燃料燃燒都能使大氣中SO2的含量升高
B.為減少化石能源中煤燃燒產生的SO2,可向其中加入生石灰
C.從火山爆發到形成土壤或水體中S的過程中,硫元素均被還原
D.有機硫化物存在于石油和動植物體內,說明含硫有機物和含硫無機物可以相互轉化
[解析] SO2是酸性氧化物,可與CaO反應生成CaSO3,故燃煤過程加入生石灰,可減少SO2的排放,B正確;
SO2隨降水進入土壤或水體中生成S,該過程中S元素被氧化,C錯誤。
C　 　　
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2. [2023·陜西延安期末] 下列關于不同價態含硫物質的轉化實驗,合理的是 (　)
A.圖Ⅰ:0價→+2價 B.圖Ⅱ:0價→+6價
C.圖Ⅲ:+4價→+6價 D.圖Ⅳ:+6價→+4價
[解析] 鐵與硫加熱生成硫化亞鐵,硫元素從
0價變為-2價,A錯誤;
硫與氧氣反應生成二氧化硫,硫元素從0價變
為+4價,B錯誤;
Fe3+和SO2、H2O反應生成Fe2+和S,硫元素
從+4價變為+6價,C正確;
加熱CuSO4·5H2O,分解生成CuSO4和H2O,硫元素的化合價不變,D錯誤。
C　　
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3. [2022·廣東十五校聯盟聯考] 硫元素常見化合價及其物質類別的關系如圖所示,下列說法錯誤的是 (　)
A.X是H2S
B.Y既有氧化性又有還原性
C.將X與Y混合,不能生成硫
D.工業上制Z的主要原料是黃鐵礦或硫黃
[解析] 由圖示可知,X對應氫化物,硫元素的化合價為-2價,故X為H2S,A正確;
Y為氧化物,硫元素的化合價為+4價,Y為SO2,硫元素的化合價在反應中既可以升高又可以降低,故SO2既有氧化性又有還原性,B正確;
C　
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3. [2022·廣東十五校聯盟聯考] 硫元素常見化合價及其物質類別的關系如圖所示,下列說法錯誤的是 (　)
A.X是H2S
B.Y既有氧化性又有還原性
C.將X與Y混合,不能生成硫
D.工業上制Z的主要原料是黃鐵礦或硫黃
H2S與SO2反應生成硫單質和水,C錯誤;
Z是酸,硫元素化合價是+6價,Z為H2SO4,工業上制硫酸的主要原料是黃鐵礦或硫黃,D正確。
C　
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4. [2023·上海楊浦復旦附中期末] 硫及其化合物的“價—類”二維圖體現了化學變化之美。完成下列填空:
(1)不同價態的硫元素可以相互轉化,
請寫出符合以下要求的方程式:
①反應前后存在3種價態的硫元素,
寫出反應的化學方程式:
。
[解析]由硫及其化合物的“價—類”二維圖可知,X是SO2,Y是SO3,Z是H2SO4,M是硫酸鹽。反應前后存在3種價態的硫元素,符合要求的化學方程式為SO2+2H2S 3S+2H2O。
SO2+2H2S 3S+2H2O
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②反應前后存在4種價態的硫元素,寫出反應的化學方程式:　 。
[解析]反應前后存在4種價態的硫元素,符合要求的化學方程式為H2S+H2SO4(濃) S↓+SO2↑+2H2O。
H2S+H2SO4(濃) S↓+SO2↑+2H2O
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(2)結合二維圖,在一定條件下存在以下轉化:
Z M,H2S N,M是下列物質中的　 。
A.Na2SO4　 B.CuSO4　
C.FeSO4　 D.K2SO4
H2S生成N的離子方程式為　 ;
相應的Q可以是　 (寫出2類物質)。
[解析] Z是H2SO4,如果有反應:Z M,H2S N,M是硫酸鹽,N是硫化鹽,Na2SO4、FeSO4和K2SO4不與H2S反應,CuSO4與H2S反應生成CuS沉淀和H2SO4,其離子方程式為H2S+Cu2+ CuS↓+2H+;Q可以是Cu、CuO、CuCO3、Cu(OH)2等。
B　
H2S+Cu2+ CuS↓+2H+
Cu、CuO、CuCO3、Cu(OH)2等
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5.實驗室里研究不同價態硫元素之間的轉化。
(1)寫出A中發生反應的化學方程式:
　 。
[解析] 裝置A中Cu與濃硫酸加熱生成CuSO4、
SO2和H2O,SO2氣體通過導管進入B中品紅溶
液,由于SO2具有漂白性,可使品紅溶液褪色。
(2)B中的現象是　　　　　　　　 　。
Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O
品紅溶液褪色
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(3)C中的現象是　 ,
Na2S在反應中作　　　　劑。
[解析] SO2通入Na2S溶液,發生氧化還原
反應生成單質硫,產生淡黃色固體。
(4)D中氯水褪色,此反應中硫元素的
化合價由　　　　轉化為　　　　;甲認為可以補充一個實驗進一步證明硫元素的價態轉化,實驗方案和現象為____________________________
____________________________________________________________。
[解析] SO2通入氯水中,發生氧化還原反應SO2+Cl2+2H2O H2SO4+2HCl,氯水褪色。
有淡黃色沉淀生成
還原
+4價
+6價
取少量D中褪色后的溶液于試管中,向其中加入BaCl2溶液(可以不加鹽酸酸化),有白色沉淀生成
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(5)E的作用是　 ,
離子方程式為　 。
[解析]裝置E中NaOH溶液用于吸收SO2尾氣,防止污染環境。
(6)上述實驗體現的SO2的性質有_________________________________
______________________(任填2項即可)。
吸收SO2尾氣,防止污染環境
SO2+2OH- S+H2O
漂白性、氧化性、還原性、
酸性氧化物通性
1. 在給定條件下,下列選項所示的物質間轉化不能一步實現的是 (　　)　A.Na2S H2S S B.H2SO4(濃) SO2 SO3
C.S SO3 H2SO4 D.NaHSO3 Na2SO3 Na2SO4
[解析] Na2S+H2SO4 Na2SO4+H2S↑、2H2S+O2 2H2O+2S,故Na2S H2S S能夠實現,A不符合題意;
Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O、2SO2+O2 2SO3,故H2SO4(濃)
SO2 SO3能夠實現,B不符合題意;
S+O2 SO2,不能生成SO3,SO3+H2O H2SO4,故S SO3不能一步實現,C符合題意;
NaHSO3+NaOH Na2SO3+H2O、Na2SO3+H2O2 Na2SO4+H2O,故 NaHSO3 Na2SO3 Na2SO4能夠實現,D不符合題意。
C　 　　
備 用 習 題
2. [2022·山東青島萊西一中月考] “價—類”二維圖是學習元素化合物知識的重要方法,某同學繪制某常見元素的“價—類”二維圖如圖所示。下列推斷合理的是 (　　)
A.f與e的水溶液混合后溶液變渾濁
B.圖中按箭頭所示的轉化均可一步實現
C.標準狀況下,1 mol b和c的混合物體積
為22.4 L
D.可用鹽酸酸化的氯化鋇檢驗e是否變質
D　 　　
備 用 習 題
[解析] 根據“價—類”二維圖,該元素應為硫元素,
a為硫單質,b為SO2,c為SO3,d為Na2SO4或NaHSO4,
e為Na2SO3或NaHSO3,f為Na2S或NaHS。若f為Na2S,
e為Na2SO3,兩種溶液混合后不發生反應,酸化后會
發生歸中反應,生成硫單質,故A錯誤;
硫單質不能直接一步轉化成SO3,故B錯誤;
標準狀況下,SO3不是氣體,不能用22.4 L·mol-1進行計算,故C錯誤;
e為Na2SO3或NaHSO3,變質后生成Na2SO4或NaHSO4,可先加足量鹽酸,然后滴加氯化鋇溶液,若有白色沉淀生成,說明e變質,故D正確。
備 用 習 題
3.如圖所示是一系列含硫化合物的轉化關系(部分反應產物已略去)。下列說法正確的是 (　　)
A.反應①說明SO2具有漂白性,反應②
說明SO2具有酸性
B.若反應②中生成物n(Na2SO3)∶
n(NaHSO3)=1∶1,則反應物n(SO2)∶
n(NaOH)=1∶2
C.反應③④⑤均屬于氧化還原反應
D.工業上可利用反應②和反應④回收SO2
D　 　　
備 用 習 題
[解析] 反應①中溶液先變藍后褪色的原
因是KIO3被還原先得到I2,最終得到I-,體
現了SO2的還原性,反應②是酸性氧化物
和堿的反應,體現了SO2具有酸性氧化物
的性質,故A錯誤;
根據原子守恒,當n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)=1∶1時,n(SO2)∶n(NaOH)=2∶3,故B錯誤;
反應④中沒有元素化合價的變化,所以反應④是非氧化還原反應,故C錯誤;
反應②吸收了二氧化硫,SO2與NaOH反應生成NaHSO3,NaHSO3分解又得到SO2,所以工業上可利用反應②和反應④回收SO2,故D正確。
備 用 習 題

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