第一節(jié)　第3課時　硫酸根離子的檢驗　不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化

1、高中同步學(xué)案優(yōu)化設(shè)計GAO ZHONG TONG BU XUE AN YOU HUA SHE JI第3課時硫酸根離子的檢驗 不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化第五章2022內(nèi)容索引0102課前篇 素養(yǎng)初探課堂篇 素養(yǎng)提升素養(yǎng)目標(biāo)1.通過對比實驗,掌握硫酸根離子的檢驗方法,以此為基礎(chǔ)能設(shè)計出粗鹽提純的方案和操作方法,提升學(xué)生宏觀辨識與微觀探析的學(xué)科核心素養(yǎng)。2.通過閱讀教材相關(guān)內(nèi)容,了解硫元素在自然界中的轉(zhuǎn)化、含硫元素的物質(zhì)在自然界中的存在以及含硫物質(zhì)的主要來源。3.通過實驗探究不同價態(tài)硫元素的相互轉(zhuǎn)化,掌握運用氧化還原反應(yīng)規(guī)律尋找合適的氧化劑和還原劑的方法,提升變化觀念等學(xué)科核心素養(yǎng)。課前篇 素養(yǎng)初探一、

2、硫酸根離子的檢驗 的檢驗方法【微思考1】若向某溶液中先滴加BaCl2溶液時有白色沉淀生成,再滴加稀鹽酸發(fā)現(xiàn)沉淀不溶解,則原溶液中是否一定含有 ?提示 不一定。若原溶液中含有Ag+也會有類似的實驗現(xiàn)象。二、不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化1.自然界中硫的存在與轉(zhuǎn)化(1)存在游離態(tài)的硫存在于火山口附近或地殼的巖層中?；蠎B(tài)a.主要以硫化物和硫酸鹽的形式存在。b.重要的化合物:名稱黃鐵礦黃銅礦石膏芒硝化學(xué)式FeS2CuFeS2CaSO42H2ONa2SO410H2O(2)轉(zhuǎn)化 2.不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化(1)通過氧化還原反應(yīng)可實現(xiàn)不同價態(tài)含硫物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化;(2)利用氧化劑,可將硫元素從低價態(tài)轉(zhuǎn)化到高價態(tài);(

3、3)利用還原劑,可將硫元素從高價態(tài)轉(zhuǎn)化到低價態(tài)。【微思考2】根據(jù)不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化推測單質(zhì)硫、SO2能否與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)?提示 S、SO2中硫元素的化合價分別為0價、+4價,而濃硫酸中硫元素的化合價為+6價,根據(jù)轉(zhuǎn)化規(guī)律,S與濃硫酸可以反應(yīng)生成SO2,SO2與濃硫酸不發(fā)生反應(yīng)?！咀晕覚z測】1.正誤判斷(正確的打“”,錯誤的打“”)(1)硫元素在自然界中的存在形態(tài)有游離態(tài)和化合態(tài)兩種。()(2)向某溶液中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,該溶液中一定含有 。()(3)硫單質(zhì)和SO2都既有氧化性又有還原性。()(4)將SO2通入氫硫酸中,若出現(xiàn)黃色渾濁,則證明SO2具有氧化性。()(

4、5)SO2、SO3都可與水直接化合生成相應(yīng)的含氧酸。()(6)SO2通入CaCl2溶液中可生成白色沉淀。()(7)-2價硫元素轉(zhuǎn)化為0價時,可加入H2O2、氯水等氧化性物質(zhì)。()(8)在反應(yīng)H2S+H2SO4(濃) = S+SO2+2H2O中,氧化產(chǎn)物為SO2,還原產(chǎn)物為S。() 課堂篇 素養(yǎng)提升任務(wù)一 的檢驗【問題探究】試管中分別盛有稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液,先滴加BaCl2溶液,然后分別加入少量稀鹽酸,振蕩,觀察現(xiàn)象。1.滴加BaCl2溶液后,三支試管中分別產(chǎn)生什么現(xiàn)象?分別寫出相關(guān)反應(yīng)的離子方程式。2.分別滴加少量稀鹽酸后,三支試管中分別產(chǎn)生什么現(xiàn)象?寫出相關(guān)反應(yīng)的離子

5、方程式。據(jù)此得出什么結(jié)論?提示 試管和中白色沉淀不溶解,試管中白色沉淀溶解;中反應(yīng)的離子方程式為BaCO3+2H+ = Ba2+CO2+H2O;向待測液中加入稀鹽酸,無明顯現(xiàn)象,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀產(chǎn)生,證明該溶液中含有 。【深化拓展】硫酸根離子的檢驗及注意事項1.檢驗原理Ba2+ = BaSO4,BaSO4是既難溶于水又難溶于酸的白色沉淀,有別于CaCO3、BaCO3等可溶于酸的白色沉淀。2.實驗操作 3.注意事項 【素能應(yīng)用】典例1(2021山東棗莊高一期末)有一瓶Na2SO3溶液,可能已部分被氧化,某學(xué)生進行如下實驗:取少量溶液,滴入Ba(NO3)2溶液產(chǎn)生白色沉淀,再加入過

6、量稀硝酸,充分振蕩后仍有白色沉淀,結(jié)論正確的是(提示 :稀硝酸具有強氧化性,可將 氧化成 )()A.Na2SO3溶液已部分被氧化B.加入Ba(NO3)2溶液后生成的沉淀中一定含有BaSO4C.加硝酸后仍存在的沉淀一定為BaSO4D.此實驗?zāi)艽_定Na2SO3溶液是否部分被氧化答案 C解析 稀硝酸具有強氧化性,可將BaSO3氧化成BaSO4,加硝酸后仍存在的沉淀一定為BaSO4,但加硝酸前的沉淀可能為BaSO3或BaSO4或二者的混合物,所以該實驗不能確定Na2SO3是否部分被氧化?！咀兪皆O(shè)問】你認(rèn)為該同學(xué)實驗操作中的關(guān)鍵錯誤是什么?如何改進實驗操作?提示 不能加入Ba(NO3)2溶液和過量稀硝酸

7、;應(yīng)將Ba(NO3)2溶液換成BaCl2溶液,將稀硝酸換成稀鹽酸,若最終產(chǎn)生白色沉淀,則證明有Na2SO3被氧化變質(zhì)。易錯警示 硫酸根離子檢驗的誤區(qū) 變式訓(xùn)練1(2021山東德州高一期末)下列關(guān)于物質(zhì)或離子檢驗的敘述正確的是()A.在溶液中滴加KSCN溶液,溶液顯紅色,證明原溶液中有Fe3+,無Fe2+B.在溶液中先加鹽酸無現(xiàn)象,再加BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,證明原溶液中含C.灼燒白色粉末,火焰呈黃色,證明原粉末中有Na+,無K+D.某氣體可使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍,證明該氣體是Cl2答案 B解析 向待測液中滴加KSCN溶液,溶液顯紅色,證明原溶液中有Fe3+,不能判斷是否含有Fe2+,A

8、錯誤;向待測液中滴加鹽酸無現(xiàn)象,則不含 、 及Ag+,再加BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,證明原溶液中含 ,B正確;灼燒白色粉末,火焰呈黃色,證明原粉末中有Na+,由于未透過藍色鈷玻璃觀察火焰顏色,不能確定是否含有K+,C錯誤;使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍的氣體具有較強的氧化性,可能是Cl2、Br2(g)、NO2等,不能證明該氣體一定是Cl2,D錯誤。任務(wù)二不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化【問題探究】1.大型節(jié)日時,人們經(jīng)常會燃放煙花爆竹等。但這會帶來很大的空氣污染,近幾年,越來越多的城市全年全區(qū)域禁止燃放煙花爆竹。(1)燃放爆竹時的主要反應(yīng)是S+2KNO3+3C K2S+3CO2+N2,S發(fā)生了什么反應(yīng)?表

9、現(xiàn)了什么性質(zhì)?提示 反應(yīng)中硫元素的化合價降低,發(fā)生還原反應(yīng),S表現(xiàn)氧化性。(2)燃放爆竹時會聞到強烈的刺激性氣味,你知道其中的原因嗎?提示 燃放爆竹時S與空氣中的氧氣反應(yīng)生成有刺激性氣味的SO2氣體。2.黃鐵礦在過量的純氧中充分反應(yīng),能否直接生成SO3?提示 不能,黃鐵礦與氧氣反應(yīng)時只能得到SO2。3.將硫化氫氣體通入濃硫酸中可得到硫單質(zhì),若將該氣體通入稀硫酸中能否也得到硫單質(zhì)?提示 不能,因濃硫酸具有強氧化性(+6價硫),而稀硫酸不具有強氧化性(其具有的弱氧化性是由于含H+)。4.試列舉生成SO2氣體的反應(yīng)。提示 (1)氧化反應(yīng):如硫黃的燃燒、硫化氫氣體的燃燒、硫鐵礦(FeS2)在空氣中加熱

10、等;(2)還原反應(yīng):如濃硫酸與Cu或C的反應(yīng)等;(3)非氧化還原反應(yīng):如Na2SO3固體與濃硫酸的反應(yīng)Na2SO3+H2SO4(濃) = Na2SO4+H2O+SO2、亞硫酸的分解等?！旧罨卣埂?.硫及其化合物間的轉(zhuǎn)化2.含硫物質(zhì)化合價的變化當(dāng)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(tài),即臺階式升降。如3.相鄰價態(tài)的含硫物質(zhì)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)。4.含硫物質(zhì)的連續(xù)氧化【素能應(yīng)用】典例2人們認(rèn)識和應(yīng)用物質(zhì)常從兩方面入手,一是從物質(zhì)的類別認(rèn)識該物質(zhì)可能跟哪些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng);二是從物質(zhì)所含元素的化合價分析該物質(zhì)是否具有氧化性或

11、還原性。下圖所示是硫元素價態(tài)與物質(zhì)類別的對應(yīng)關(guān)系:(1)寫出指定物質(zhì)的化學(xué)式:A,B。(2)D轉(zhuǎn)化為硫酸是酸雨形成的重要過程之一,寫出其反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。(3)若C是銅鹽,試寫出由H2SO4C的化學(xué)方程式:。(4)為進一步減少SO2的污染并變廢為寶,我國正在探索在一定條件下用CO還原SO2得到單質(zhì)硫的方法來除去SO2。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:。解析 A中硫元素的化合價為+6價,且既可以轉(zhuǎn)化為硫酸,又可以和二氧化硫互相轉(zhuǎn)化,因此A為三氧化硫;B中的硫元素的化合價為-2價,且為氣態(tài)氫化物,因此B為硫化氫;C為銅鹽,且可由硫酸經(jīng)反應(yīng)得到,因此C為硫酸銅;由于D是由二氧化硫轉(zhuǎn)化得到的,且D轉(zhuǎn)化為硫

12、酸是形成酸雨的重要過程之一,因此D為亞硫酸,E為亞硫酸鹽。變式訓(xùn)練2(2021山東濰坊高一期末)如圖是硫元素價態(tài)與含硫元素物質(zhì)類別的二維坐標(biāo)圖,其中b、c、d、e分子中只含有一個硫原子。下列說法錯誤的是()A.物質(zhì)j和物質(zhì)e反應(yīng)生成物質(zhì)aB.物質(zhì)b既有氧化性又有還原性C.物質(zhì)d的濃溶液具有脫水性D.物質(zhì)f一定能與物質(zhì)q發(fā)生氧化還原反應(yīng)答案 D解析 物質(zhì)j和e分別是H2S、H2SO3,二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成S(a),A正確;物質(zhì)b是SO2,硫元素顯+4價,處于中間價態(tài),既有氧化性又有還原性,B正確;物質(zhì)d是H2SO4,濃硫酸具有脫水性,能使蔗糖等有機物脫水炭化,C正確;物質(zhì)f和q分別是硫酸鹽、

13、硫化物,二者不一定能發(fā)生氧化還原反應(yīng),D錯誤。 隨堂檢測1.(2021河北五校高一聯(lián)考)自然界中硫元素的循環(huán)如圖所示,下列說法不合理的是()A.煤、石油中的硫元素燃燒時能生成SO2B.動物尸體腐敗過程產(chǎn)生的H2S氣體會進入大氣C.循環(huán)過程中硫元素既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)D.大氣中的硫元素會全部轉(zhuǎn)化成H2SO4隨雨水降到土壤里答案 D解析 煤、石油中的硫元素燃燒時能生成SO2,A正確;動物尸體腐敗過程產(chǎn)生的H2S氣體會進入大氣,B正確;循環(huán)過程中,煤、石油中硫元素轉(zhuǎn)化為SO2進入大氣,發(fā)生氧化反應(yīng),再轉(zhuǎn)化為煤、石油中的硫時必定發(fā)生還原反應(yīng),C正確;大氣中的硫元素部分轉(zhuǎn)化成亞硫酸,進一步轉(zhuǎn)化為

14、H2SO4隨雨水降到土壤里,D錯誤。2.(原創(chuàng)題)某粗鹽水a(chǎn)中含有Mg2+、 雜質(zhì),可用下列方法去除(部分產(chǎn)物、步驟略去):下列說法不正確的是()A.鹽泥的主要成分是Mg(OH)2C.粗鹽水b中還可能含有ClO-D.上述除雜過程涉及的反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)答案 D解析 根據(jù)流程圖知,粗鹽水a(chǎn)中含有Mg2+,加入NaOH調(diào)節(jié)溶液pH=11時,Mg2+結(jié)合OH-生成Mg(OH)2沉淀,則鹽泥的主要成分是Mg(OH)2,A正確;根據(jù)流程圖分析,通入氯氣時反應(yīng)生成氮氣,在堿性條件下反應(yīng)為3Cl2+2 +8OH- = N2+6Cl-+8H2O,B正確;過量的氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水,所以

15、粗鹽水b中還可能含有ClO-,C正確;在除雜過程中,生成Mg(OH)2沉淀的反應(yīng)是非氧化還原反應(yīng),D錯誤。3.硫元素的幾種化合物存在下列轉(zhuǎn)化關(guān)系:下列判斷不正確的是()A.反應(yīng)中濃硫酸是氧化劑B.反應(yīng)表明SO2有酸性氧化物的性質(zhì)C.反應(yīng)中硫元素既被氧化又被還原D.反應(yīng)稀硫酸是還原劑答案 D解析 Cu與濃硫酸反應(yīng)時,Cu單質(zhì)被氧化為硫酸銅,濃硫酸表現(xiàn)了氧化性,是氧化劑,A正確;SO2與NaOH反應(yīng)產(chǎn)生亞硫酸鈉和水,表明SO2有酸性氧化物的性質(zhì),B正確;反應(yīng)中硫元素由0價和+4價變?yōu)?2價,則硫元素既被氧化又被還原,C正確;Na2S2O3與稀硫酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),產(chǎn)生硫代硫酸和硫酸鈉,硫代硫酸不穩(wěn)定,分解產(chǎn)生硫單質(zhì)、二氧化硫和水,所以硫酸起酸的作用,不是還原劑,D錯誤。4.在下列反應(yīng)中硫元素只表現(xiàn)氧化性的是() 答案 A解析 A項,該反應(yīng)中S的化合價由0價變?yōu)?2價,所以S只體現(xiàn)氧化性,正確;B項,該反應(yīng)中S的化合價分別由0價、+6價變?yōu)?4價,所以S體現(xiàn)氧化性和還原性,錯誤;C項,該反應(yīng)中S的化合價由-2價變?yōu)?價,所以S只體現(xiàn)還原性,錯誤;D項,該反應(yīng)中S的化合價由0價分別變?yōu)?2價、+4價,所以S體現(xiàn)氧化性和還原性,錯誤。5.(2021北京昌平區(qū)高一期末)為除去粗鹽水中含有的雜質(zhì) 、Ca2+和