人教版 (2019)必修 第二册实验活动5 不同价态含硫物质的转化学案设计

这是一份人教版 (2019)必修 第二册实验活动5 不同价态含硫物质的转化学案设计，共5页。

第3课时不同价态含硫物质的转化
1.认识硫元素在物质中的不同价态,不同价态含硫物质的相互转化可通过氧化还原反应实现。
2.能从物质类别和元素价态变化的角度,说明硫及其化合物的转化路径,能设计实验并进行初步验证、分析、解释有关实验现象。
一.自然界中硫的存在和转化
二.实验探究不同价态含硫物质的转化
1.不同价态硫元素的转化与性质
硫元素常见的化合价有-2、0、+4、+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为高价态；利用还原剂，可将硫元素从高价态转化为低价态。
2.不同价态含硫物质的转化
书写有关化学方程式：
①__2H2S＋O2eq \(═══,\s\up7(点燃))2S＋2H2O，SO2＋2H2S===3S＋2H2O__；②__H2＋Seq \(═══,\s\up7(△))H2S，Fe＋Seq \(═══,\s\up7(△))FeS或2Cu＋Seq \(═══,\s\up7(△))Cu2S__；③__2H2S＋3O2eq \(═══,\s\up7(点燃))2SO2＋2H2O__；④__S＋O2eq \(═══,\s\up7(点燃))SO2__；⑤__SO2＋2H2S===3S＋2H2O__；⑥__2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))2SO3，SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋2H2SO4__；⑦__Cu＋2H2SO4(浓)eq \(═══,\s\up7(△))CuSO4＋2H2O＋SO2↑__。
3.化学实验设计的原则
进行化学实验设计时,应遵循 科学性 、 可行性 、 安全性 和 绿色化 原则。
【总结】不同价态硫元素的转化,可通过氧化还原反应实现
(1)价态与性质
①－2价硫处于最低价态，只有还原性，可被O2、Cl2等氧化剂氧化为S；②0价、＋4价硫处于中间价态，既有氧化性又有还原性；③＋6价硫处于最高价态，只有氧化性。
(2)当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态(化合价只靠拢不交叉),即台阶式升降,可用下图表示:
相邻价态的同种元素的微粒间不发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
(3)不同价态硫元素间的转化,均属于氧化还原反应，需要选择合适的氧化剂或者还原剂。
证明硫单质、SO2具有还原性要选择氧化剂，如酸性KMnO4溶液、氯水等；证明浓硫酸具有氧化性要选择还原剂，如金属单质、硫单质、H2S等；证明SO2具有氧化性要选择还原剂，如H2S、Na2S等。
(4)含硫物质的连续氧化
H2SSO2SO3H2SO4
SSO2SO3H2SO4
1．判断下列说法是否正确(正确的打“√”，错的打“×”)
(1)硫在过量、纯净的O2中燃烧的产物是SO3。( )
(2)将SO2通入氢硫酸中，若出现淡黄色浑浊，则证明SO2具有氧化性。( )
(3)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( )
(4)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 ( )
(5)在反应H2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2↑＋2H2O中，氧化产物为SO2，还原产物为S。( )
【答案】✕√✕✕✕
2．下列转化不能一步实现的是( )
A．S→H2S B．S→SO3
C．H2SO4→SO2D．Na2SO3→SO2
【答案】B
【解析】H2＋Seq \(═══,\s\up7(△))H2S，A不选；S和O2反应只能生成SO2，选B；浓硫酸和还原性物质反应生成SO2，C不选；Na2SO3与浓H2SO4反应生成SO2，D不选。
3．硫在自然界中的循环过程如图所示。下列说法中,不正确的是 ( )
A.火山喷发、森林火灾会产生SO2
B.氢、氧两种元素没有参与硫的循环
C.工厂产生的烟气应经脱硫处理后再排放
D.硫在自然界的循环过程中涉及氧化还原反应
【答案】B
【解析】由题图可知,火山喷发、森林火灾都会产生SO2,故A正确;植物、动物和微生物残体的腐败会产生H2S,H2S燃烧产生SO2,所以氢、氧两种元素均参与了硫的循环,故B错误;工厂产生的烟气应经脱硫处理后再排放,可以减少二氧化硫生成,降低酸雨的形成,故C正确;由题图可知,H2SSO2,有元素化合价变化,属于氧化还原反应,所以硫在自然界的循环过程中涉及氧化还原反应,故D正确。
4．下列物质中,不能由单质直接化合生成的是( )
①CuS ②FeS ③SO3 ④H2S ⑤FeCl2
A.①③⑤ B.①②③⑤
C.①②④⑤ D.全部
【答案】A
【解析】Cu与S反应生成Cu2S,S与O2反应生成SO2,Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3。
5．硫在空气中燃烧生成气体A,把气体A溶于水得溶液B,向溶液B中滴加溴水,溴水褪色,B变成C,在溶液C中加入Na2S产生气体D,把气体D通入溶液B得黄色沉淀E。A、B、C、D、E都含同一种元素。则A、B、C、D、E分别是( )
A.SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S
B.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S
C.SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3
D.SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3
【答案】B
【解析】硫在空气中燃烧生成SO2,SO2溶于水得亚硫酸,向亚硫酸中滴加溴水,生成H2SO4和HBr,在硫酸中加入Na2S产生H2S,H2S与H2SO3反应产生黄色沉淀S,故B正确。
6．下列离子方程式或化学方程式正确的是( )
A．SO2通入少量NaClO溶液中：SO2＋ClO－＋H2O===SOeq \\al(2－,4)＋Cl－＋2H＋
B．足量的SO2通入Na2CO3溶液中：COeq \\al(2－,3)＋SO2===CO2＋SOeq \\al(2－,3)
C．铁与硫混合加热：2Fe＋3Seq \(═══,\s\up7(△))Fe2S3
D．浓硫酸与FeS混合：FeS＋H2SO4(浓)===FeSO4＋H2S↑
【答案】A
【解析】SO2通入少量NaClO溶液中，发生氧化还原反应，反应的离子方程式为：SO2＋ClO－＋H2O===SOeq \\al(2－,4)＋Cl－＋2H＋，A项正确；足量SO2通入Na2CO3溶液中，离子方程式为：COeq \\al(2－,3)＋H2O＋2SO2===CO2↑＋2HSOeq \\al(－,3)，B项错误；铁与硫混合加热生成FeS，C项错误；浓硫酸与FeS混合，二者发生氧化还原反应，正确的化学方程式为：2FeS＋10H2SO4(浓)===Fe2(SO4)3＋10H2O＋9SO2↑，D项错误。
7．在古代中国，稀硫酸被称为“绿矾油”。《黄帝九鼎神丹经诀》卷九中就记载着“炼石胆取精华法”，即干馏石胆(胆矾)而获得硫酸。绿矾油是一种无色黏稠液体，可用于除掉兵器上的铁锈。实验室模拟此过程：可以用FeSO4·7H2O加强热，用加冰水混合物的U形管冷凝即可，用NaOH吸收SO2理论可得29.5%的H2SO4。
(1)上述过程硫的化合价如何变化？你能预测生成的含铁化合物是什么吗？
(2)试写出反应的化学方程式。
【答案】(1)反应中有硫酸和SO2生成，故硫的化合价降低；由氧化还原反应的规律可知铁的化合价一定升高，故产物为Fe2O3。
(2)2FeSO4·7H2Oeq \(═══,\s\up7(高温))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O，SO3＋H2O===H2SO4。
8．大型节日时，人们经常会燃放烟花爆竹等。但这会带来很大的空气污染，近几年，越来越多的城市全年全区域禁止燃放烟花爆竹。
(1)燃放爆竹时的主要反应是S＋2KNO3＋3C===K2S＋3CO2↑＋N2↑，S发生了什么变化？表现什么性质？
(2)燃放爆竹时会闻到强烈的刺激性气味，你知道其中的原因吗？
【答案】(1)反应中S的化合价降低，发生还原反应，表现氧化性。
(2)燃放爆竹时S与空气中的氧气反应生成有刺激性气味的SO2气体 。序号
转化目标
转化前的含硫物质
选择试剂
转化后的含硫物质
①
－2→0
H2S
__O2(不足)__
S
__SO2__
②
0→－2
S
__H2__
H2S
__Fe或Cu__
FeS或Cu2S
③
－2→＋4
H2S
__O2(足量)__
SO2
④
0→＋4
S
__O2__
SO2
⑤
＋4→0
SO2
__H2S__
S
⑥
＋4→＋6
SO2
__O2__
SO3
__Cl2__
H2SO4
⑦
＋6→＋4
H2SO4
__Cu__
SO2