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化学必修1第3章 自然界中的元素第3节 硫的转化教学演示ppt课件
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这是一份化学必修1第3章 自然界中的元素第3节 硫的转化教学演示ppt课件，共36页。PPT课件主要包含了自主阅读，自主检测，问题探究，知识点拨，典例引领，探究一，探究二，答案C，探究提示等内容，欢迎下载使用。
一、实验室里研究不同价态硫元素之间的转化
二、硫酸(H2SO4)1.物理性质纯硫酸是无色、黏稠、油状液体,沸点高、难挥发。常用的浓硫酸质量分数是98.3%,密度比水的大。硫酸溶于水时放出大量的热。2.浓硫酸的特性浓硫酸有三大特性:吸水性、脱水性和强氧化性。(1)浓硫酸的吸水性:浓硫酸的吸水性是指把物质本身中游离的H2O分子或结晶水吸收。例如用浓硫酸作干燥剂,就体现了其吸水性。(2)浓硫酸的脱水性:浓硫酸能从一些有机物中将氢、氧两元素按H2O的组成(氢原子∶氧原子=2∶1)脱去。例如浓硫酸能使火柴棒、纸张变黑,就体现了其脱水性。
三、酸雨及其防治1.酸雨的形成形成酸雨的主要物质:二氧化硫和氮氧化物。(1)空气中二氧化硫的主要来源:煤和石油等化石燃料的燃烧。(2)二氧化硫形成酸雨的主要反应:
2.酸雨的危害能直接破坏森林、草原和农作物,使土壤酸性增强,使湖泊酸化,使土壤变得贫瘠,会加速建筑物、桥梁等的腐蚀。3.酸雨的防治(1)从实际情况出发,控制酸性物质排放。(2)从根本上解决问题,改变能源结构,开发利用氢能、风能、太阳能等清洁能源。
1.下列关于浓硫酸的叙述正确的是( )A.浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖碳化B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体C.浓硫酸是一种干燥剂,能干燥氨气、氢气等气体D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属“钝化”解析：浓硫酸使蔗糖碳化显示的是脱水性,A项错误;常温下铜片和浓硫酸不能发生反应,B项错误;浓硫酸能与NH3反应,因此不能干燥NH3,C项错误。答案：D
2.黄铁矿的主要成分为FeS2,它是工业生产硫酸的主要原料,在生产硫酸过程中发生的主要化学反应如下:在用黄铁矿生产硫酸的过程中,容易产生的环境问题是( )A.光化学烟雾B.酸雨C.水体富营养化D.臭氧层破坏解析：由化学方程式可知,在用黄铁矿生产硫酸的过程中,产生的主要污染物有二氧化硫、废渣和酸性废水等。答案：B
3.实验证明铜在低温下不能与O2发生反应,也不能与稀硫酸共热发生反应,但工业上却是将废铜屑倒入热的稀硫酸中并不断通入空气来制取CuSO4溶液的,铜屑在此状态下发生的一系列化学反应为 , ,利用铜和浓硫酸在加热条件下反应也能制备CuSO4溶液,该反应的化学方程式为 ,以上方法第一种好还是第二种好?原因是什么? 。 解析：第一种方法在热的稀硫酸中,Cu与O2反应后的生成物CuO迅速溶解在热的稀硫酸中生成CuSO4;第二种方法,铜与浓硫酸在加热条件下反应也产生CuSO4,但同时产生SO2会污染环境,且H2SO4的利用率降低,还会消耗较多能量。
第一种方法好。原因:①这种方法节约原料(硫酸)。②清洁、无污染,后一种反应有SO2气体生成,污染环境。③节约能源,第一种加热温度比第二种方法低
4.现有雨水样品1份,每隔一段时间测定该雨水样品的pH,所得数据如下表:
分析数据,回答下列问题:(1)雨水样品的pH变化的原因是(用化学方程式表示): 。(2)如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合,pH将变 ,原因是(用化学方程式表示): 。
解析：分析表中数据可知随着时间的延长,雨水的pH逐渐变小,可从酸雨形成的原因入手分析,可知这是H2SO3(弱酸)被氧化成H2SO4(强酸)所致。自来水中含有Cl2,Cl2会将H2SO3氧化成H2SO4。
浓硫酸的强氧化性和 的检验
浓硫酸与足量铜在加热条件下反应时,被还原的硫酸与硫酸的总物质的量有什么关系?
探究提示浓硫酸与铜反应时,由化学方程式2H2SO4(浓)+Cu CuSO4+SO2↑+2H2O可得,被还原的硫酸占反应的硫酸的二分之一,但铜足量时,随着反应的进行,硫酸浓度变小,稀硫酸不能再与铜反应,所以,被还原的硫酸比硫酸的总物质的量的一半要少。
1.浓硫酸的强氧化性(1)Fe、Al的钝化。常温下,Fe、Al遇到浓硫酸会反应生成一层致密的氧化膜而出现“钝化”现象。(2)金属与浓硫酸反应过程的分析。①如果是活泼金属,比如锌等,与浓硫酸反应起始时生成二氧化硫,随着反应的进行,硫酸的浓度降低,锌与稀硫酸继续反应生成氢气。②如果是不活泼金属,比如铜等,与浓硫酸反应起始时生成二氧化硫,随着反应的进行,硫酸的浓度降低,铜与稀硫酸不反应,反应停止。
(3)原子个数守恒、电荷守恒及电子得失守恒的应用。浓硫酸和浓硝酸均具有强氧化性,在某些反应中所起的作用是相同的,计算题的题型和解题方法也基本相同,要灵活应用三个守恒进行解题。
【例题1】将一定量的锌与100 mL 18.4 ml·L-1浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体A 33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L,测得溶液的c(H+)=0.1 ml·L-1,则下列叙述中错误的是( )A.气体A为SO2和H2的混合物B.反应中共消耗Zn 97.5 gC.气体A中SO2和H2的体积比为4∶1D.反应中共转移3 ml电子
跟踪训练1下列反应中,浓硫酸既表现强氧化性,又表现酸性的是( )A.浓硫酸与氧化亚铁反应B.浓硫酸与木炭粉反应C.浓硫酸与氧化铜反应D.浓硫酸与氯化钠固体解析:FeO和H2SO4(浓)反应生成Fe2(SO4)3、SO2和水,硫元素的化合价降低,浓硫酸表现为氧化性,生成Fe2(SO4)3,又表现为酸性,故A项正确;C和浓硫酸反应生成SO2、CO2和水,浓硫酸表现为氧化性,故B项错误;CuO和H2SO4(浓)反应生成CuSO4和水,只表现为酸性,故C项错误;NaCl和浓硫酸只发生复分解反应,没有表现出氧化性,故D项错误。答案:A
不同价态硫元素间的转化
向培养皿中Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸,立即用另一表面皿扣在上面。
会有什么现象发生?为什么?
不同价态硫元素间的转化1.
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,即台阶式升降3.相邻价态的微粒不发生氧化还原反应。如S与H2S、S与SO2、SO2与浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
【例题2】 如图A为单质,B为一种具有还原性的二元含氧酸,C为溶液,且溶液中仅有一种溶质,D为气体,E、F为白色沉淀。物质间转化过程中需要加入的试剂未完全写出。回答下列问题:(1)在空格处写出相应物质的化学式:A为 ;D为 ;E为 。 (2)③中所加的试剂应该具有 (填“氧化”或“还原”)性,可能为 或 。 (3)写出B→E的离子方程式 。写出C→F的离子方程式 。
答案：(1)S SO2 BaSO3(2)氧化 O2 H2O2(其他合理答案也可)
规律方法点拨以氧化还原反应理论为依据,紧抓硫元素的价态变化这一主线,使零碎的知识规律化、系统化、网络化,有利于掌握硫元素的常见价态及其代表物间的转化关系。
跟踪训练2在下列生成二氧化硫的反应中,反应物中的含硫物质被氧化的是( )A.硫在空气中燃烧B.铜片与浓硫酸共热C.红热的木炭与浓硫酸反应D.亚硫酸钠与稀硫酸反应解析:A项中反应后硫元素的化合价升高,含硫物质被氧化;B、C项中浓硫酸中的硫元素化合价降低被还原;D项中硫元素的价态不变。答案:A
1.浓硫酸和2 ml·L-1的稀硫酸均在实验室中敞口放置。它们的质量和放置天数的关系如图。分析a、b曲线变化的原因是( )
A.a升华、b冷凝B.a挥发、b吸水C.a蒸发、b潮解D.a冷凝、b吸水解析：浓硫酸在空气中会吸水,溶液质量增加;而稀硫酸在空气中水分会挥发,溶液质量减小。答案：B
2.下列叙述正确的是( ) A.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氢气、氧气、氨气等气体,但不能干燥有较强还原性的HI、H2S等气体B.浓硫酸与单质硫反应的化学方程式为S+2H2SO4(浓) 3SO2↑+2H2O,在此反应中,浓硫酸既表现了其强氧化性又表现了其酸性C.把足量铜粉投入到含2 ml H2SO4的浓硫酸中,得到的气体体积在标准状况下为22.4 LD.常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸,是因为浓硫酸的强氧化性使其钝化
解析：A项浓硫酸具有吸水性,但由于其具有强氧化性和酸性,故不能用来干燥具有还原性和碱性的气体(NH3)。B项,参与反应的浓硫酸全部被还原为SO2,只表示强氧化性。C项,Cu与浓硫酸反应时,浓硫酸浓度降低到一定程度时,变为稀硫酸,Cu与稀硫酸不反应,故产生的SO2不足22.4 L。D项正确。答案：D
3.环境污染已成为人类面临的重大威胁之一。下列名词与环境污染无关的是( )①白色垃圾 ②潮汐 ③酸雨 ④光化学烟雾 ⑤臭氧空洞 ⑥可吸入颗粒物 ⑦赤潮 ⑧绿色化学A.①③⑦B.②⑤⑥C.②⑧D.④⑦⑧解析：①白色垃圾主要是难降解的塑料,会造成土壤污染;②潮汐是自然现象;③酸雨是氮的氧化物和硫的氧化物溶于水形成的;④光化学烟雾是氮氧化物等的排放造成的;⑤臭氧空洞是由氟氯代烃等物质的排放造成的;⑦赤潮是水体的富营养化造成的,其危害是造成水中的溶解氧减少,导致水中生物死亡。答案：C
4.对于下列事实的解释错误的是( )A.在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有脱水性B.胆矾受热后变色,说明胆矾受热不稳定C.常温下,浓硫酸可以用铝罐贮存,说明铝与浓硫酸不反应D.反应FeS+H2SO4==FeSO4+H2S↑能进行,说明H2S比H2SO4酸性弱解析:浓硫酸能按水中的原子组成比脱去蔗糖中的氢、氧元素,从而使蔗糖出现发黑现象,此现象证明浓硫酸具有脱水性,故A项正确;胆矾受热后变色,失去了其中的结晶水,说明胆矾受热不稳定,故B项正确;铝与浓硫酸反应生成一层致密的氧化物薄膜,阻止了进一步的反应,故C项错误;根据强酸制弱酸的原理,反应FeS+H2SO4==FeSO4+H2S↑能进行,说明H2S比H2SO4酸性弱,故D项正确。答案:C
5.硫酸在下列用途或反应中各表现的性质是:A.酸性 B.吸水性 C.脱水性 D.强氧化性(1)实验室制取氢气 ; (2)可用做H2、SO2、Cl2等气体的干燥剂 ; (3)铝制容器可盛放浓硫酸 ; (4)浓硫酸能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,后来又变黑 ; (5)浓硫酸与金属铜加热反应 ; (6)将浓硫酸加到浓盐酸中产生白雾 。
一、实验室里研究不同价态硫元素之间的转化
二、硫酸(H2SO4)1.物理性质纯硫酸是无色、黏稠、油状液体,沸点高、难挥发。常用的浓硫酸质量分数是98.3%,密度比水的大。硫酸溶于水时放出大量的热。2.浓硫酸的特性浓硫酸有三大特性:吸水性、脱水性和强氧化性。(1)浓硫酸的吸水性:浓硫酸的吸水性是指把物质本身中游离的H2O分子或结晶水吸收。例如用浓硫酸作干燥剂,就体现了其吸水性。(2)浓硫酸的脱水性:浓硫酸能从一些有机物中将氢、氧两元素按H2O的组成(氢原子∶氧原子=2∶1)脱去。例如浓硫酸能使火柴棒、纸张变黑,就体现了其脱水性。
三、酸雨及其防治1.酸雨的形成形成酸雨的主要物质:二氧化硫和氮氧化物。(1)空气中二氧化硫的主要来源:煤和石油等化石燃料的燃烧。(2)二氧化硫形成酸雨的主要反应:
2.酸雨的危害能直接破坏森林、草原和农作物,使土壤酸性增强,使湖泊酸化,使土壤变得贫瘠,会加速建筑物、桥梁等的腐蚀。3.酸雨的防治(1)从实际情况出发,控制酸性物质排放。(2)从根本上解决问题,改变能源结构,开发利用氢能、风能、太阳能等清洁能源。
1.下列关于浓硫酸的叙述正确的是( )A.浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖碳化B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体C.浓硫酸是一种干燥剂,能干燥氨气、氢气等气体D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属“钝化”解析：浓硫酸使蔗糖碳化显示的是脱水性,A项错误;常温下铜片和浓硫酸不能发生反应,B项错误;浓硫酸能与NH3反应,因此不能干燥NH3,C项错误。答案：D
2.黄铁矿的主要成分为FeS2,它是工业生产硫酸的主要原料,在生产硫酸过程中发生的主要化学反应如下:在用黄铁矿生产硫酸的过程中,容易产生的环境问题是( )A.光化学烟雾B.酸雨C.水体富营养化D.臭氧层破坏解析：由化学方程式可知,在用黄铁矿生产硫酸的过程中,产生的主要污染物有二氧化硫、废渣和酸性废水等。答案：B
3.实验证明铜在低温下不能与O2发生反应,也不能与稀硫酸共热发生反应,但工业上却是将废铜屑倒入热的稀硫酸中并不断通入空气来制取CuSO4溶液的,铜屑在此状态下发生的一系列化学反应为 , ,利用铜和浓硫酸在加热条件下反应也能制备CuSO4溶液,该反应的化学方程式为 ,以上方法第一种好还是第二种好?原因是什么? 。 解析：第一种方法在热的稀硫酸中,Cu与O2反应后的生成物CuO迅速溶解在热的稀硫酸中生成CuSO4;第二种方法,铜与浓硫酸在加热条件下反应也产生CuSO4,但同时产生SO2会污染环境,且H2SO4的利用率降低,还会消耗较多能量。
第一种方法好。原因:①这种方法节约原料(硫酸)。②清洁、无污染,后一种反应有SO2气体生成,污染环境。③节约能源,第一种加热温度比第二种方法低
4.现有雨水样品1份,每隔一段时间测定该雨水样品的pH,所得数据如下表:
分析数据,回答下列问题:(1)雨水样品的pH变化的原因是(用化学方程式表示): 。(2)如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合,pH将变 ,原因是(用化学方程式表示): 。
解析：分析表中数据可知随着时间的延长,雨水的pH逐渐变小,可从酸雨形成的原因入手分析,可知这是H2SO3(弱酸)被氧化成H2SO4(强酸)所致。自来水中含有Cl2,Cl2会将H2SO3氧化成H2SO4。
浓硫酸的强氧化性和 的检验
浓硫酸与足量铜在加热条件下反应时,被还原的硫酸与硫酸的总物质的量有什么关系?
探究提示浓硫酸与铜反应时,由化学方程式2H2SO4(浓)+Cu CuSO4+SO2↑+2H2O可得,被还原的硫酸占反应的硫酸的二分之一,但铜足量时,随着反应的进行,硫酸浓度变小,稀硫酸不能再与铜反应,所以,被还原的硫酸比硫酸的总物质的量的一半要少。
1.浓硫酸的强氧化性(1)Fe、Al的钝化。常温下,Fe、Al遇到浓硫酸会反应生成一层致密的氧化膜而出现“钝化”现象。(2)金属与浓硫酸反应过程的分析。①如果是活泼金属,比如锌等,与浓硫酸反应起始时生成二氧化硫,随着反应的进行,硫酸的浓度降低,锌与稀硫酸继续反应生成氢气。②如果是不活泼金属,比如铜等,与浓硫酸反应起始时生成二氧化硫,随着反应的进行,硫酸的浓度降低,铜与稀硫酸不反应,反应停止。
(3)原子个数守恒、电荷守恒及电子得失守恒的应用。浓硫酸和浓硝酸均具有强氧化性,在某些反应中所起的作用是相同的,计算题的题型和解题方法也基本相同,要灵活应用三个守恒进行解题。
【例题1】将一定量的锌与100 mL 18.4 ml·L-1浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体A 33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L,测得溶液的c(H+)=0.1 ml·L-1,则下列叙述中错误的是( )A.气体A为SO2和H2的混合物B.反应中共消耗Zn 97.5 gC.气体A中SO2和H2的体积比为4∶1D.反应中共转移3 ml电子
跟踪训练1下列反应中,浓硫酸既表现强氧化性,又表现酸性的是( )A.浓硫酸与氧化亚铁反应B.浓硫酸与木炭粉反应C.浓硫酸与氧化铜反应D.浓硫酸与氯化钠固体解析:FeO和H2SO4(浓)反应生成Fe2(SO4)3、SO2和水,硫元素的化合价降低,浓硫酸表现为氧化性,生成Fe2(SO4)3,又表现为酸性,故A项正确;C和浓硫酸反应生成SO2、CO2和水,浓硫酸表现为氧化性,故B项错误;CuO和H2SO4(浓)反应生成CuSO4和水,只表现为酸性,故C项错误;NaCl和浓硫酸只发生复分解反应,没有表现出氧化性,故D项错误。答案:A
不同价态硫元素间的转化
向培养皿中Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸,立即用另一表面皿扣在上面。
会有什么现象发生?为什么?
不同价态硫元素间的转化1.
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,即台阶式升降3.相邻价态的微粒不发生氧化还原反应。如S与H2S、S与SO2、SO2与浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
【例题2】 如图A为单质,B为一种具有还原性的二元含氧酸,C为溶液,且溶液中仅有一种溶质,D为气体,E、F为白色沉淀。物质间转化过程中需要加入的试剂未完全写出。回答下列问题:(1)在空格处写出相应物质的化学式:A为 ;D为 ;E为 。 (2)③中所加的试剂应该具有 (填“氧化”或“还原”)性,可能为 或 。 (3)写出B→E的离子方程式 。写出C→F的离子方程式 。
答案：(1)S SO2 BaSO3(2)氧化 O2 H2O2(其他合理答案也可)
规律方法点拨以氧化还原反应理论为依据,紧抓硫元素的价态变化这一主线,使零碎的知识规律化、系统化、网络化,有利于掌握硫元素的常见价态及其代表物间的转化关系。
跟踪训练2在下列生成二氧化硫的反应中,反应物中的含硫物质被氧化的是( )A.硫在空气中燃烧B.铜片与浓硫酸共热C.红热的木炭与浓硫酸反应D.亚硫酸钠与稀硫酸反应解析:A项中反应后硫元素的化合价升高,含硫物质被氧化;B、C项中浓硫酸中的硫元素化合价降低被还原;D项中硫元素的价态不变。答案:A
1.浓硫酸和2 ml·L-1的稀硫酸均在实验室中敞口放置。它们的质量和放置天数的关系如图。分析a、b曲线变化的原因是( )
A.a升华、b冷凝B.a挥发、b吸水C.a蒸发、b潮解D.a冷凝、b吸水解析：浓硫酸在空气中会吸水,溶液质量增加;而稀硫酸在空气中水分会挥发,溶液质量减小。答案：B
2.下列叙述正确的是( ) A.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氢气、氧气、氨气等气体,但不能干燥有较强还原性的HI、H2S等气体B.浓硫酸与单质硫反应的化学方程式为S+2H2SO4(浓) 3SO2↑+2H2O,在此反应中,浓硫酸既表现了其强氧化性又表现了其酸性C.把足量铜粉投入到含2 ml H2SO4的浓硫酸中,得到的气体体积在标准状况下为22.4 LD.常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸,是因为浓硫酸的强氧化性使其钝化
解析：A项浓硫酸具有吸水性,但由于其具有强氧化性和酸性,故不能用来干燥具有还原性和碱性的气体(NH3)。B项,参与反应的浓硫酸全部被还原为SO2,只表示强氧化性。C项,Cu与浓硫酸反应时,浓硫酸浓度降低到一定程度时,变为稀硫酸,Cu与稀硫酸不反应,故产生的SO2不足22.4 L。D项正确。答案：D
3.环境污染已成为人类面临的重大威胁之一。下列名词与环境污染无关的是( )①白色垃圾 ②潮汐 ③酸雨 ④光化学烟雾 ⑤臭氧空洞 ⑥可吸入颗粒物 ⑦赤潮 ⑧绿色化学A.①③⑦B.②⑤⑥C.②⑧D.④⑦⑧解析：①白色垃圾主要是难降解的塑料,会造成土壤污染;②潮汐是自然现象;③酸雨是氮的氧化物和硫的氧化物溶于水形成的;④光化学烟雾是氮氧化物等的排放造成的;⑤臭氧空洞是由氟氯代烃等物质的排放造成的;⑦赤潮是水体的富营养化造成的,其危害是造成水中的溶解氧减少,导致水中生物死亡。答案：C
4.对于下列事实的解释错误的是( )A.在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有脱水性B.胆矾受热后变色,说明胆矾受热不稳定C.常温下,浓硫酸可以用铝罐贮存,说明铝与浓硫酸不反应D.反应FeS+H2SO4==FeSO4+H2S↑能进行,说明H2S比H2SO4酸性弱解析:浓硫酸能按水中的原子组成比脱去蔗糖中的氢、氧元素,从而使蔗糖出现发黑现象,此现象证明浓硫酸具有脱水性,故A项正确;胆矾受热后变色,失去了其中的结晶水,说明胆矾受热不稳定,故B项正确;铝与浓硫酸反应生成一层致密的氧化物薄膜,阻止了进一步的反应,故C项错误;根据强酸制弱酸的原理,反应FeS+H2SO4==FeSO4+H2S↑能进行,说明H2S比H2SO4酸性弱,故D项正确。答案:C
5.硫酸在下列用途或反应中各表现的性质是:A.酸性 B.吸水性 C.脱水性 D.强氧化性(1)实验室制取氢气 ; (2)可用做H2、SO2、Cl2等气体的干燥剂 ; (3)铝制容器可盛放浓硫酸 ; (4)浓硫酸能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,后来又变黑 ; (5)浓硫酸与金属铜加热反应 ; (6)将浓硫酸加到浓盐酸中产生白雾 。
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