2024-2025學年新教材高中化學專題4硫與環(huán)境保護第2單元硫及其化合物的相互轉化教學案蘇教版必修第一冊

PAGE7-其次單元硫及其化合物的相互轉化發(fā)展目標體系構建1.能從氧化還原反應的視角探討物質的轉化，培育宏觀辨識與微觀探析的化學核心素養(yǎng)。2．相識同一元素不同化合物之間轉化的一般規(guī)律，培育改變觀念與平衡思想的化學核心素養(yǎng)。一、含硫物質之間的轉化1．硫及其化合物轉化原理(1)通過氧化還原反應可以實現含有不同價態(tài)硫元素的物質之間的轉化。(2)通過非氧化還原反應可以實現含有相同價態(tài)硫元素的不同物質之間的轉化。2．通過下表中試驗可完成不同價態(tài)硫元素物質之間的轉化，請?zhí)顚懴卤恚涸囼瀮热莠F象化學方程式價態(tài)改變汞與硫黃反應有黑色固體生成Hg＋S=HgSeq\o(S,\s\up6(0))→eq\o(S,\s\up6(－2))硫黃在氧氣中點燃硫黃在O2中燃燒，產生光明的藍紫色火焰S＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))SO2eq\o(S,\s\up6(0))→eq\o(S,\s\up6(＋4))Na2SO3被空氣中的氧氣氧化無明顯現象2Na2SO3＋O2=2Na2SO4eq\o(S,\s\up6(＋4))→eq\o(S,\s\up6(＋6))微點撥：硫單質的氧化性較弱，與鐵、銅等變價金屬反應時生成低價金屬的硫化物。3．下表中的試驗可完成相同價態(tài)硫元素物質之間的轉化，請?zhí)顚懴卤恚涸囼瀮热莠F象化學方程式價態(tài)改變Na2SO3與H2SO4反應制SO2產生有刺激性氣味的氣體Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋H2Oeq\o(S,\s\up6(＋4))→eq\o(S,\s\up6(＋4))，eq\o(S,\s\up6(＋6))→eq\o(S,\s\up6(＋6))過量NaOH溶液汲取SO2無明顯現象SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2Oeq\o(S,\s\up6(＋4))→eq\o(S,\s\up6(＋4))二、氧化還原反應方程式的配平1．氧化還原方程式配平的基本原則2．氧化還原反應方程式配平的步驟(1)標變價：寫出反應物、生成物的化學式。在化學方程式中標出化合價發(fā)生改變的元素的化合價。eq\o(C,\s\up6(0))＋H2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4(濃)——eq\o(C,\s\up6(＋4))O2＋eq\o(S,\s\up6(＋4))O2＋H2O(2)列得失：依據化合價的改變標出電子轉移的方向和數目。(4)配系數：依據質量守恒定律配平其他物質的化學計量數，并添加氣體符號，注明反應條件，將單線改為雙線。C＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O1．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”。)(1)含硫化合物間的轉化，既可以通過氧化還原反應實現，也可以通過非氧化還原反應實現。 (√)(2)向H2S溶液中通入空氣，溶液變渾濁，是因為發(fā)生了氧化還原反應。 (√)(3)濃硫酸具有強氧化性，SO2具有還原性，所以濃硫酸不能干燥SO2。 (×)(4)因為Cu(或Fe)與Cl2反應生成高價態(tài)的氯化物，而Cu(或Fe)與S反應生成低價態(tài)的硫化物，所以氧化性：Cl2>S。 (√)2．配平下列化學方程式(1)eq\x()NH3＋eq\x()O2=eq\x()NO＋eq\x()H2O(2)eq\x()MnOeq\o\al(－,4)＋eq\x()Cl－＋eq\x()H＋=eq\x()Mn2＋＋eq\x()Cl2↑＋eq\x()H2O[答案](1)4546(2)210162583．Na2SO3中有＋4價的硫，它既有氧化性又有還原性，現有試劑：溴水、Na2S溶液、Na2SO3溶液、H2SO4、NaOH溶液、氨水。(1)要證明Na2SO3具有還原性，應選用的試劑有，看到的現象是，反應的離子方程式為。(2)要證明Na2SO3具有氧化性，應選用的試劑有，看到的現象是，反應的離子方程式為。(3)證明H2SO3的酸性小于H2SO4，選用的試劑有，反應的現象是，反應的離子方程式為。[解析](1)要證明Na2SO3具有還原性，應選用氧化性物質溴水。向Na2SO3溶液中滴加溴水，溴水褪色，說明Na2SO3具有還原性。(2)要證明Na2SO3具有氧化性，應選用還原性物質Na2S溶液和H2SO4。先加入少量H2SO4，使反應在酸性環(huán)境中進行，為反應供應H＋，再向Na2SO3溶液中滴加Na2S溶液，若溶液中出現黃色渾濁，說明有單質硫生成，也說明Na2SO3具有氧化性。(3)要證明H2SO3的酸性小于H2SO4，應選用的試劑為Na2SO3溶液和H2SO4，向Na2SO3溶液中滴加硫酸，若有氣泡產生，說明H2SO3的酸性小于H2SO4。[答案](1)Na2SO3溶液、溴水溴水褪色SOeq\o\al(2－,3)＋Br2＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2Br－＋2H＋(2)Na2SO3溶液、Na2S溶液、H2SO4有黃色渾濁出現SOeq\o\al(2－,3)＋2S2－＋6H＋=3S↓＋3H2O(3)Na2SO3溶液、H2SO4有刺激性氣味的氣體產生SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=SO2↑＋H2O含硫物質之間的轉化(素養(yǎng)養(yǎng)成——科學探究與創(chuàng)新意識)1831年，英國人菲利浦(P.Philips)把硫黃裝入內部鑲有鉑催化劑的瓷管里加熱，并通入足量的空氣與其反應，再將生成的三氧化硫溶于水制得硫酸。這就是接觸法制硫酸的雛形。后來，人們對這種方法進行了改進，如用釩代替鉑做催化劑、用氧氣代替空氣等，使生產效率得到極大提高?，F代工業(yè)上制備硫酸的過程如下所示：[問題1]利用含硫物質制備硫酸的過程就是含硫物質轉化的過程。接觸法制硫酸的三部分裝置中發(fā)生的主要化學反應是什么？Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的反應都是氧化還原反應嗎？[提示]Ⅰ中S＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))SO2；Ⅱ中2SO2＋O22SO3；Ⅲ中SO3＋H2O=H2SO4。Ⅰ、Ⅱ中的反應是氧化還原反應，Ⅲ中的反應不是氧化還原反應。[問題2]將0.5g硫粉和1g鐵粉勻稱混合，放在石棉網上堆成條狀。用灼熱的玻璃棒觸及混合粉末的一端，當混合物呈紅熱狀態(tài)時，移開玻璃棒。預料你能看到什么現象？最終可能生成什么物質？[提示]條狀混合物接著反應，從一端起先漸漸變紅熱，反應過程中有刺激性氣味的氣體產生，冷卻后有黑色固體生成。該黑色物質可能是FeS。1．硫及其化合物的轉化關系SO2、SO3是酸性氧化物，H2SO3、H2SO4是酸，物質的類別可以幫助我們理解它們的性質。相同價態(tài)的不同含硫化合物間是通過酸堿反應規(guī)律聯系在一起的。如2．當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。3．相鄰價態(tài)的微粒不發(fā)生氧化還原反應如S和H2S、S和SO2、SO2和濃硫酸之間不發(fā)生氧化還原反應。4．含硫物質的連續(xù)氧化某化學小組欲探究不同價態(tài)硫元素間的轉化，請回答下列問題：(1)除膠頭滴管、酒精燈外，你認為本試驗必不行少的一種玻璃儀器是。(2)請幫他們完成以下試驗報告：試驗目的：探究三種價態(tài)(0、＋4、＋6)硫元素間的相互轉化。選用試劑：硫黃、濃硫酸、二氧化硫、氯水、硫化氫、銅片、氧氣。試驗記錄(畫斜線部分不必填寫)：試驗編號預期的轉化選擇的試劑試驗現象結論(用化學方程式表示)①S→SO2硫黃、氧氣②SO2→S二氧化硫、硫化氫③SO2→H2SO4二氧化硫、氯水氯水褪色④濃硫酸→SO2問題探討：從三種價態(tài)(0、＋4、＋6)硫元素間的相互轉化還可得到規(guī)律：當硫元素處于最低價時只有性，處于最高價時只有性，處于中間價時既有性，又有性。(3)依據以上規(guī)律推斷，下列物質中既有氧化性，又有還原性的有：(填字母)。A．Cl2B．NaC．Na＋D．Cl－E．SO2[解析](1)該試驗的進行還需一種試劑的反應容器，選試管最合適。(2)①硫黃在氧氣中燃燒，產生藍紫色火焰；②SO2具有弱氧化性，可氧化H2S中－2價的硫元素，SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O；③SO2具有較強還原性，可被Cl2氧化：SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl；④濃硫酸具有強氧化性，可被Cu還原而生成SO2。(3)Cl2中氯元素為0價，處于中間價態(tài)；SO2中硫元素為＋4價，處于中間價態(tài)，因而Cl2和SO2既有氧化性，又有還原性。[答案](1)試管(2)如表所示①藍紫色火焰②SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O③SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl④銅片、濃硫酸Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O還原氧化氧化(或還原)還原(或氧化)(3)AE1．下列改變，須要加入還原劑才能實現的是()A．H2SO4→SO2 B．H2S→SO2C．S→SO2 D．SOeq\o\al(2－,3)→SO2A[還原劑失去電子被氧化，即題目中所含元素化合價降低的過程須要加入還原劑。]2．下列化合物中，不能由組成該化合物的兩種元素的單質干脆化合而成的是()A．Cu2S B．SO3C．FeS D．H2SB[由于S的氧化性相對O2和Cl2較弱，只能將變價金屬氧化成較低價態(tài)，故S與Cu、Fe化合，分別生成Cu2S、FeS，S與O2干脆化合只能生成SO2，S與H2化合生成H2S。]3．對于反應O3＋I－＋H＋→I2＋O2＋H2O(未配平)，下列說法正確的是()A．O2和H2O是還原產物B．該反應能說明O2的氧化性大于I2C．氧化產物和還原產物的物質的量之比為1∶1D．配平后的化學方程式為2O3＋2I－＋4H＋=I2＋2O2＋H2OC[此反應中氧化劑是O3，還原劑是I－，氧化產物是I2，還原產物是H2O；由題意可知氧化性O3>I2，不能說明氧化性O2>I2；D中電荷不守恒，應為O3＋2I－＋2H＋=I2＋O2＋H2O。]4．硫的氧化性不如氧氣強，在下列敘述中不能說明這一事實的是()A．S＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))SO2，O2是氧化劑、S是還原劑B．S是淡黃色固體，O2是無色氣體C．氫硫酸放置在空氣中易變渾濁(2H2S＋O2=2S↓＋2H2O)D．S和Cu反應只能生成Cu2S(硫化亞銅)，而O2與Cu反應生成CuOB[A項，S與O2化合時，O2作氧化劑，硫作還原劑，說明氧氣的氧化性比硫強；B項，不同單質的氧化性強弱與單質的存在狀態(tài)無必定聯系；C項，氫硫酸放置在空氣中易變渾濁，是氧氣將硫置換出來，說明氧氣的氧化性比硫強；D項，S可以將Cu氧化生成Cu2S(Cu的化合價為＋1)，而O2可以將Cu氧化為CuO(Cu的化合價為＋2)，說明氧氣的氧化性比硫強。]5．在通常狀況下，A為固態(tài)單質。依據如圖轉化關系，回答：(1)寫出A、B、C的化學式：A，B，C。(2)寫出A在加熱條件下與H2反應的化學方程式：。(3)已知B與C在常溫下即可反應生成A，該反應的化學方程式為