人教版 (2019)必修 第二册第一节 硫及其化合物第3课时导学案

第3课时　不同价态含硫物质的转化

一、自然界中硫的存在和转化

1．硫的存在

(1)在自然界中硫元素主要以化合态形式存在，如组成生命体的蛋白质中含有硫。在岩层深处和海底的无氧环境下，通常以硫化物的形式存在，如黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)。在地表附近，硫化物转化为硫酸盐，如石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等。

(2)游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层中。

2．硫的转化

火山口附近的硫单质会被大气中的氧气氧化成二氧化硫，二氧化硫可被进一步氧化成三氧化硫。

二、常见硫的价态及转化

1．硫元素常见的化合价有－2、0、＋4和＋6，可以通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化。利用氧化剂，可将硫元素从低价态转化到高价态；利用还原剂，可将硫元素从高价态转化到低价态。

2．硫的不同价态所对应的常见化合物

(1)含有－2价硫的物质有酸：H2S，盐：Na2S、NaHS等。

(2)含有＋4价硫的物质有氧化物：SO2 ，酸：H2SO3，盐：Na2SO3、NaHSO3等。

(3)含有＋6价硫的物质有氧化物：SO3，酸：H2SO4，盐：Na2SO4、NaHSO4等。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)向H2S溶液中通入空气，溶液变浑浊，是因为发生了氧化还原反应。 (　　)

(2)浓硫酸具有强氧化性，SO2具有还原性，所以浓硫酸不能干燥SO2。 (　　)

(3)锌粒放入稀硫酸中有气体放出，体现了＋6价硫元素的氧化性。 (　　)

(4)SO2转化为Na2SO3的反应不是氧化还原反应。 (　　)

[答案]　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√

2．下列说法不正确的是(　　)

A.硫是一种淡黄色的难溶于水的晶体

B.硫的化合物常在火山喷出的气体中和矿泉里

C.硫易燃烧，燃烧产物是大气污染物之一

D.硫是活泼的非金属，在自然界中只有化合态的硫

[答案]　D

3．写出下列转化的化学方程式

SSO2Na2SO3Na2SO4

①______________________________________________________________

________________________________________________________________，

②______________________________________________________________

________________________________________________________________，

③______________________________________________________________

________________________________________________________________。

[答案]　①S＋O2SO2

②SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O

③2Na2SO3＋O2===2Na2SO4

含硫物质之间的转化

1．下图是人们总结的不同价态硫元素的转化关系，请分析各种元素在氧化还原反应中表现氧化性还是还原性，并举例说明。

提示：只表现还原性，只表现氧化性，、既表现氧化性又表现还原性。举例略。

2．以硫元素为基础原料，合成硫酸，请设计合成路线。

提示：SSO2SO3H2SO4或

SSO2H2SO3H2SO4。

1．不同价态硫元素之间的相互转化

不同价态硫元素之间的相互转化主要通过氧化还原反应实现。上述转化中，从左到右，硫元素化合价升高，需加入氧化剂。从右到左，硫元素化合价降低，需加入还原剂。

2．相同价态硫元素之间的转化

以上两种转化关系均属于相同价态硫元素之间的转化，从左到右的转化，加入碱可以实现；从右到左的转化，加入酸可以实现。

1．硫黄在空气中燃烧生成气体甲；将甲溶于水得溶液乙；向溶液乙中滴加溴水时溴水褪色，乙变为丙；在丙中加入硫化钠又生成气体丁；把丁通入溶液乙中得沉淀戊。物质甲、乙、丙、丁、戊中均含有硫元素，它们依次是(　　)

A.SO3、H2SO4、H2SO3、H2S、S

B.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S

C.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、SO3

D.SO2、H2SO3、H2S、H2SO4、Na2S2O3

B　[题干中描述的关系依次为S＋O2SO2，SO2＋H2OH2SO3，H2O＋H2SO3＋Br2===2HBr＋H2SO4，Na2S＋H2SO4===Na2SO4＋H2S↑，2H2S＋H2SO3===3S↓＋3H2O，则甲、乙、丙、丁、戊依次为SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S。]

2．已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物已略去，则下列有关说法正确的是(　　)

A.X能使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性

B.若A为铁，则足量A与X在室温下即可完全反应

C.若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水中，一定可以观察到有白色沉淀产生

D.工业上，B转化为D的反应条件为高温、常压、催化剂

D　[X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑，则X是浓硫酸，D和水反应生成硫酸，则D是三氧化硫，B和氧气反应生成三氧化硫，则B是二氧化硫。浓硫酸使蔗糖变黑的现象主要体现了浓硫酸的脱水性，A错误；若A是铁，室温下，铁遇浓硫酸发生钝化，所以不能完全反应，B错误；若A是碳，浓硫酸和碳反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，足量的二氧化碳可与氢氧化钙反应生成可溶性的碳酸氢钙，C错误；工业上，二氧化硫转化为三氧化硫的反应条件为高温、常压、催化剂，D正确。]

3．有关下列三个反应的叙述正确的是(　　)

①2H2S＋SO2===3S＋2H2O

②S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O

③3S＋6KOH2K2S＋K2SO3＋3H2O

A.反应①说明SO2能与酸反应，具有碱性氧化物的性质

B.反应②改用稀H2SO4，则能放出氢气

C.反应②和③说明S具有两性元素的性质

D.反应③中被氧化的硫元素与被还原的硫元素的质量之比为1∶2

D　[反应①中SO2作氧化剂，说明二氧化硫具有氧化性，不能从氧化还原反应的发生来判断其是酸性还是碱性氧化物，A错误；反应②体现浓H2SO4的强氧化性和S的还原性，S与稀H2SO4不反应，B错误；单质硫只能与氧化性酸反应，不能与非氧化性酸反应，故不属于两性元素，C错误；反应③中化合价升高的硫原子与化合价降低的硫原子的个数之比为1∶2，即被氧化的硫元素与被还原的硫元素的质量之比为1∶2，D正确。]

4．SO2的排放是造成酸雨的主要因素。形成酸雨的原理之一可简单表示如下：

请回答下列问题：

(1)酸雨的pH________(填“＞”“＜”或“＝”)5.6。

(2)反应b的化学方程式为_______________________________。

(3)在一段时间内连续不断测定溶液D的pH，发现pH变小，表示该变化的化学方程式是___________________________________。

(4)若用足量的氢氧化钠溶液吸收含二氧化硫的工业废气，写出该反应的离子方程式：________________________________________。

[解析]　(1)酸雨的pH＜5.6。(2)根据流程图，反应b是二氧化硫的催化氧化反应，反应的化学方程式为2SO2＋O22SO3。(3)亚硫酸能够被空气中的氧气氧化生成硫酸，弱酸转化为强酸，pH变小。(4)用足量的氢氧化钠溶液吸收含二氧化硫的工业废气，该反应的化学方程式为SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O，离子方程式为2OH－＋SO2===SO＋H2O。

[答案]　(1)＜　(2)2SO2＋O22SO3

(3)2H2SO3＋O2===2H2SO4

(4)2OH－＋SO2===SO＋H2O

1．下列转化不能一步实现的是(　　)

A.S―→H2S　 B．S―→SO3

C.H2S―→SO2     D．SO2―→H2SO4

[答案]　B

2．根据硫元素的化合价判断下列物质中的硫元素不能表现还原性的是(　　)

A.Na2S　　　　 B．S 

C．SO2　　　 D．H2SO4

D　[H2SO4中硫元素处于最高价态，没有还原性。]

3．能正确表示下列反应的离子方程式的是(　　)

A.向澄清石灰水中通入少量SO2气体：Ca2＋＋SO2===CaSO3↓

B.过量SO2气体通入氢氧化钠溶液中：SO2＋OH－===HSO

C.SO2气体通入溴水中：SO2＋Br2＋H2O===2H＋＋2Br－＋SO

D.氢硫酸中通入氯气：S2－＋Cl2===S↓＋2Cl－

B　[A项，离子方程式应为Ca2＋＋2OH－＋SO2===CaSO3↓＋H2O，错误；C项，SO2被Br2氧化为SO，错误；D项，H2S为弱酸，不可拆写为S2－和H＋，错误。]

4．将足量的SO2通入BaCl2溶液中，无明显现象，当加入(或通入)某试剂(或气体)X后有沉淀生成。此试剂(或气体)X可能是(　　)

①NaOH溶液　②NaCl溶液　③氨水　④新制氯水　⑤H2S　⑥CO2

A.①②④     B．①③④⑤

C.②③⑤⑥     D．④⑤⑥

B　[将SO2通入BaCl2溶液中无明显现象，当加入NaOH溶液或氨水时，可生成Na2SO3或(NH4)2SO3，进而生成BaSO3沉淀；新制氯水可将SO2氧化为SO，进而生成BaSO4沉淀；H4S能与SO2反应生成单质硫(黄色沉淀)和水。NaCl、CO2都不能与SO2、BaCl2溶液反应，故选B。]

5．(素养题)已知X气体是一种无色、有刺激性气味的酸性氧化物，有关X、Y、Z、W的转化关系如图所示，反应①～④均为化合反应，回答下列问题：

(1)Y的化学式为________，Z的化学式为________；X直接排入空气中易造成的环境问题是________________________。

(2)反应①～⑤中属于氧化还原反应的是___________________。

(3)写出反应⑤的化学方程式：___________________________。

(4)写出铜与W浓溶液反应的化学方程式：__________________________

________________________________________________________________。

[解析]　X气体是一种无色、有刺激性气味的酸性氧化物，能与氧气或氯水反应，X为SO2，由转化关系可知Y为SO3，Z为H2SO3，W为H2SO4。(1)SO2直接排入空气中易形成酸雨。(2)反应②为二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的反应，为氧化还原反应，反应④为亚硫酸与氧气生成硫酸的反应，为氧化还原反应，反应⑤为氯水和二氧化硫的反应，为氧化还原反应，所以属于氧化还原反应的是②④⑤。(3)反应⑤的化学方程式为Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4。(4)Cu和浓硫酸加热反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。

[答案]　(1)SO3　H2SO3　形成酸雨　(2)②④⑤

(3)Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4

(4)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O