2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第1節(jié)第3課時不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化學(xué)案新人教版必修2

PAGE1-第3課時不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)1．相識硫元素在物質(zhì)中具有不同價態(tài)，可通過氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)含有不同價態(tài)硫元素的物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化。2．通過試驗探究，了解不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系。宏觀辨識與微觀探析：能從物質(zhì)類別和元素化合價的角度，預(yù)料不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化科學(xué)看法與社會責(zé)任：能主動關(guān)切與愛護(hù)環(huán)境，結(jié)合不同價態(tài)含硫物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化，合理利用自然資源新課情景呈現(xiàn)通過化學(xué)反應(yīng)在化工廠里也可以實現(xiàn)硫及其化合物的轉(zhuǎn)化，讓我們走進(jìn)教材，學(xué)習(xí)不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。課前素能奠基新知預(yù)習(xí)自然界中硫的存在和轉(zhuǎn)化1．自然界中不同價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化2．硫元素不同化合價之間的相互轉(zhuǎn)化(1)硫的化合價與性質(zhì)的關(guān)系低價態(tài)eq\o(,\s\up7(發(fā)生__氧化__反應(yīng)),\s\do5(發(fā)生__還原__反應(yīng)))高價態(tài)(2)設(shè)計試驗實現(xiàn)不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化序號轉(zhuǎn)化目標(biāo)轉(zhuǎn)化前的含硫物質(zhì)選擇試劑轉(zhuǎn)化后的含硫物質(zhì)①－2→0H2S__O2(不足)__S__SO2__②0→－2S__H2__H2S__Fe或Cu__FeS或Cu2S③－2→＋4H2S__O2(足量)__SO2④0→＋4S__O2__SO2⑤＋4→0SO2__H2S__S⑥＋4→＋6SO2__O2__SO3__Cl2__H2SO4⑦＋6→＋4H2SO4__Cu__SO2書寫有關(guān)化學(xué)方程式：①__2H2S＋O2eq\o(═══,\s\up7(點(diǎn)燃))2S＋2H2O，SO2＋2H2S=3S＋2H2O__；②__H2＋Seq\o(═══,\s\up7(△))H2S，F(xiàn)e＋Seq\o(═══,\s\up7(△))FeS或2Cu＋Seq\o(═══,\s\up7(△))Cu2S__；③__2H2S＋3O2eq\o(═══,\s\up7(點(diǎn)燃))2SO2＋2H2O__；④__S＋O2eq\o(═══,\s\up7(點(diǎn)燃))SO2__；⑤__SO2＋2H2S=3S＋2H2O__；⑥__2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3，SO2＋Cl2＋2H2O=2HCl＋2H2SO4__；⑦_(dá)_Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(═══,\s\up7(△))CuSO4＋2H2O＋SO2↑__。預(yù)習(xí)自測1．推斷下列說法是否正確(正確的打“√”，錯的打“×”)(1)硫在過量、純凈的O2中燃燒的產(chǎn)物是SO3。(×)(2)將SO2通入氫硫酸中，若出現(xiàn)淡黃色渾濁，則證明SO2具有氧化性。(√)(3)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。(×)解析：(1)硫與O2反應(yīng)的產(chǎn)物是SO2而不是SO3。(2)將SO2通入氫硫酸中，發(fā)生反應(yīng)SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O，SO2表現(xiàn)氧化性。(3)依據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律分析反應(yīng)H2S＋H2SO4(濃)=S失2e－↓＋S得2e－O2↑＋2H2O，氧化產(chǎn)物為S，還原產(chǎn)物為SO2。2．下列轉(zhuǎn)化不能一步實現(xiàn)的是(B)A．S→H2S B．S→SO3C．H2SO4→SO2 D．Na2SO3→SO2解析：H2＋Seq\o(═══,\s\up7(△))H2S，A不選；S和O2反應(yīng)只能生成SO2，選B；濃硫酸和還原性物質(zhì)反應(yīng)生成SO2，C不選；Na2SO3與濃H2SO4反應(yīng)生成SO2，D不選。3．下列離子方程式或化學(xué)方程式正確的是(A)A．SO2通入少量NaClO溶液中：SO2＋ClO－＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋Cl－＋2H＋B．足量的SO2通入Na2CO3溶液中：COeq\o\al(2－,3)＋SO2=CO2＋SOeq\o\al(2－,3)C．鐵與硫混合加熱：2Fe＋3Seq\o(═══,\s\up7(△))Fe2S3D．濃硫酸與FeS混合：FeS＋H2SO4(濃)=FeSO4＋H2S↑解析：SO2通入少量NaClO溶液中，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：SO2＋ClO－＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋Cl－＋2H＋，A項正確；足量SO2通入Na2CO3溶液中，離子方程式為：COeq\o\al(2－,3)＋H2O＋2SO2=CO2↑＋2HSOeq\o\al(－,3)，B項錯誤；鐵與硫混合加熱生成FeS，C項錯誤；濃硫酸與FeS混合，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，正確的化學(xué)方程式為：2FeS＋10H2SO4(濃)=Fe2(SO4)3＋10H2O＋9SO2↑，D項錯誤。4．在古代中國，稀硫酸被稱為“綠礬油”。《黃帝九鼎神丹經(jīng)訣》卷九中就記載著“煉石膽取精華法”，即干餾石膽(膽礬)而獲得硫酸。綠礬油是一種無色黏稠液體，可用于除掉兵器上的鐵銹。試驗室模擬此過程：可以用FeSO4·7H2O加強(qiáng)熱，用加冰水混合物的U形管冷凝即可，用NaOH汲取SO2理論可得29.5%的H2SO4。(1)上述過程硫的化合價如何改變？你能預(yù)料生成的含鐵化合物是什么嗎？__反應(yīng)中有硫酸和SO2生成，故硫的化合價降低；由氧化還原反應(yīng)的規(guī)律可知鐵的化合價肯定上升，故產(chǎn)物為Fe2O3。__(2)試寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。__2FeSO4·7H2Oeq\o(═══,\s\up7(高溫))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O，SO3＋H2O=H2SO4。__5．大型節(jié)日時，人們常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)生了什么改變？表現(xiàn)什么性質(zhì)？__反應(yīng)中S的化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，表現(xiàn)氧化性。__(2)燃放爆竹時會聞到劇烈的刺激性氣味，你知道其中的緣由嗎？__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。__課堂素能探究不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化,學(xué)問點(diǎn)問題探究把SO2氣體通入BaCl2溶液中，產(chǎn)生了白色沉淀，該沉淀的成分是什么？請說明緣由。提示：白色沉淀為BaSO4。SO2氣體通入BaCl2溶液中，不會干脆與BaCl2反應(yīng)，SO2與水反應(yīng)生成H2SO3，H2SO3被氧氣氧化為H2SO4，H2SO4與BaCl2反應(yīng)生成BaSO4沉淀。學(xué)問歸納總結(jié)1．常見含硫的物質(zhì)的轉(zhuǎn)化2．不同價態(tài)硫的化合物的轉(zhuǎn)化(1)價態(tài)與性質(zhì)①－2價硫處于最低價態(tài)，只有還原性，可被O2、Cl2等氧化劑氧化為S；②0價、＋4價硫處于中間價態(tài)，既有氧化性又有還原性；③＋6價硫處于最高價態(tài)，只有氧化性。留意濃硫酸在肯定條件下與金屬或還原性鹽反應(yīng)時既體現(xiàn)強(qiáng)氧化性又體現(xiàn)酸性，如Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(═══,\s\up7(△))CuSO4＋2H2O＋SO2↑。(2)價態(tài)改變規(guī)律當(dāng)硫元素的化合價上升或降低時，一般上升或降低到其相鄰的價態(tài)，即臺階式升降，如：H2eq\o(S,\s\up6(－2))eq\o(,\s\up7(O2不足),\s\do5(H2、△))eq\o(S,\s\up6(0))eq\o(,\s\up7(O2),\s\do5(H2S))eq\o(S,\s\up6(＋4))O2eq\o(——→,\s\up7(O2))eq\o(S,\s\up6(＋6))O3(3)含硫物質(zhì)的連續(xù)氧化硫元素eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(H2S\o(——→,\s\up7(足量O2))SO2\o(——→,\s\up7(O2))SO3\o(——→,\s\up7(H2O))H2SO4,S\o(——→,\s\up7(O2))SO2\o(——→,\s\up7(O2))SO3\o(——→,\s\up7(H2O))H2SO4))┃┃典例剖析__■典例亞硫酸鈉中＋4價的硫既有氧化性又有還原性。現(xiàn)有試劑：氯水、硫化鈉溶液、亞硫酸鈉溶液、稀硫酸、氫氧化鈉溶液。(1)要證明亞硫酸溶液具有還原性，應(yīng)選用什么試劑？會視察到什么現(xiàn)象？寫出反應(yīng)的離子方程式。__氯水氯水褪色H2SO3＋Cl2＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2Cl－＋4H＋__(2)要證明亞硫酸鈉溶液具有氧化性，應(yīng)選用什么試劑？會視察到什么現(xiàn)象？寫出反應(yīng)的離子方程式。__硫化鈉溶液、稀硫酸有淡黃色沉淀生成6H＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋2S2－=3S↓＋3H2O__(3)如何通過試驗證明亞硫酸鈉已被氧化？試驗操作步驟試驗操作和試驗現(xiàn)象①__取少量亞硫酸鈉溶液于試管中，加足量鹽酸酸化，未見白色沉淀產(chǎn)生__②__再加少量BaCl2溶液，假如出現(xiàn)白色沉淀，則亞硫酸鈉已被氧化__解析：依據(jù)氧化還原反應(yīng)的特點(diǎn)，要證明Na2SO3有氧化性，則應(yīng)加入還原性試劑，反之，要加入氧化性試劑。Na2SO3與Na2S在酸性條件下反應(yīng)生成單質(zhì)S，堿性條件下不反應(yīng)。通過驗證亞硫酸鈉溶液中是否含有SOeq\o\al(2－,4)，即可確定其是否被氧化。┃┃變式訓(xùn)練__■已知X為一種常見酸的濃溶液，能使蔗糖粉末變黑。A與X反應(yīng)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，其中反應(yīng)條件及部分產(chǎn)物均已略去，則下列有關(guān)說法正確的是(D)A．X使蔗糖變黑的現(xiàn)象主要體現(xiàn)了X的強(qiáng)氧化性B．若A為鐵，則足量A與X在室溫下即可完全反應(yīng)C．若A為碳單質(zhì)，則將C通入少量的澄清石灰水中，肯定可以視察到有白色沉淀產(chǎn)生D．工業(yè)上，B轉(zhuǎn)化為D的反應(yīng)條件為高溫、常壓、運(yùn)用催化劑解析：X使蔗糖變黑的現(xiàn)象主要體現(xiàn)了X的脫水性，A項錯誤；若A是鐵，常溫下，鐵與濃硫酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象，所以鐵不能完全溶解，B項錯誤；若A是碳，濃硫酸和碳反應(yīng)生成CO2、SO2和H2O，CO2和少量澄清石灰水可能生成易溶于水的Ca(HCO3)2，而視察不到白色沉淀C項錯誤；工業(yè)上，SO2轉(zhuǎn)化成SO3的反應(yīng)條件為高溫、常壓、運(yùn)用催化劑，D項正確。名師博客呈現(xiàn)巧用轉(zhuǎn)化關(guān)系模型圖進(jìn)行物質(zhì)之間連續(xù)轉(zhuǎn)化的推斷1．直線型轉(zhuǎn)化關(guān)系S(固體)eq\o(——→,\s\up7(O2))SO2eq\o(——→,\s\up7(O2))SO3eq\o(——→,\s\up7(H2O))H2SO4或H2Seq\o(——→,\s\up7(O2))S(固體)eq\o(——→,\s\up7(O2))SO2eq\o(——→,\s\up7(O2))SO3eq\o(——→,\s\up7(H2O))H2SO42．交叉型轉(zhuǎn)化關(guān)系圖3．三角型轉(zhuǎn)化關(guān)系〔即時訓(xùn)練〕在下列反應(yīng)中硫元素只表現(xiàn)氧化性的是(A)A．2Al＋3Seq\o(═══,\s\up7(△))Al2S3B．S＋2H2SO4(濃)eq\o(═══,\s\up7(△))2H2O＋3SO2↑C．H2S