高中化学苏教版 (2019)必修 第一册第二单元 硫及其化合物的相互转化学案

第二单元　硫及其化合物的相互转化

一、含硫物质之间的转化

1．硫及其化合物转化原理

(1)通过氧化还原反应可以实现含有不同价态硫元素的物质之间的转化。

(2)通过非氧化还原反应可以实现含有相同价态硫元素的不同物质之间的转化。

2．通过下表中实验可完成不同价态硫元素物质之间的转化，请填写下表：

微点拨：硫单质的氧化性较弱，与铁、铜等变价金属反应时生成低价金属的硫化物。

3．下表中的实验可完成相同价态硫元素物质之间的转化，请填写下表：

二、氧化还原反应方程式的配平

1．氧化还原方程式配平的基本原则

2．氧化还原反应方程式配平的步骤

(1)标变价：写出反应物、生成物的化学式。在化学方程式中标出化合价发生变化的元素的化合价。

＋H2O4(浓)——O2＋O2＋H2O

(2)列得失：根据化合价的变化标出电子转移的方向和数目。

(4)配系数：根据质量守恒定律配平其他物质的化学计量数，并添加气体符号，注明反应条件，将单线改为双线。

C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”。)

(1)含硫化合物间的转化，既可以通过氧化还原反应实现，也可以通过非氧化还原反应实现。 (√)

(2)向H2S溶液中通入空气，溶液变浑浊，是因为发生了氧化还原反应。 (√)

(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)因为Cu(或Fe)与Cl2反应生成高价态的氯化物，而Cu(或Fe)与S反应生成低价态的硫化物，所以氧化性：Cl2>S。              (√)

2．配平下列化学方程式

(1)NH3＋O2===NO＋H2O

(2)MnO＋Cl－＋H＋===Mn2＋＋Cl2↑＋H2O

[答案]　(1)4　5　4　6　　(2)2　10　16　2　5　8

3．Na2SO3中有＋4价的硫，它既有氧化性又有还原性，现有试剂：溴水、Na2S溶液、Na2SO3溶液、H2SO4、NaOH溶液、氨水。

(1)要证明Na2SO3具有还原性，应选用的试剂有            ，看到的现象是          ，反应的离子方程式为                           。

(2)要证明Na2SO3具有氧化性，应选用的试剂有            ，看到的现象是   ，反应的离子方程式为                      。

(3)证明H2SO3的酸性小于H2SO4，选用的试剂有           ，反应的现象是          ，反应的离子方程式为               。

[解析]　(1)要证明Na2SO3具有还原性，应选用氧化性物质溴水。向Na2SO3溶液中滴加溴水，溴水褪色，说明Na2SO3具有还原性。

(2)要证明Na2SO3具有氧化性，应选用还原性物质Na2S溶液和H2SO4。先加入少量H2SO4，使反应在酸性环境中进行，为反应提供H＋，再向Na2SO3溶液中滴加Na2S溶液，若溶液中出现黄色浑浊，说明有单质硫生成，也说明Na2SO3具有氧化性。

(3)要证明H2SO3的酸性小于H2SO4，应选用的试剂为Na2SO3溶液和H2SO4，向Na2SO3溶液中滴加硫酸，若有气泡产生，说明H2SO3的酸性小于H2SO4。

[答案]　(1)Na2SO3溶液、溴水　溴水褪色　SO＋Br2＋H2O===SO＋2Br－＋2H＋　(2)Na2SO3溶液、Na2S溶液、H2SO4　有黄色浑浊出现　SO＋2S2－＋6H＋===3S↓＋3H2O　(3)Na2SO3溶液、H2SO4　有刺激性气味的气体产生　SO＋2H＋===SO2↑＋H2O

1831年，英国人菲利浦(P.Philips)把硫黄装入内部镶有铂催化剂的瓷管里加热，并通入足量的空气与其反应，再将生成的三氧化硫溶于水制得硫酸。这就是接触法制硫酸的雏形。后来，人们对这种方法进行了改进，如用钒代替铂做催化剂、用氧气代替空气等，使生产效率得到极大提高。现代工业上制备硫酸的过程如下所示：

[问题1]　利用含硫物质制备硫酸的过程就是含硫物质转化的过程。接触法制硫酸的三部分装置中发生的主要化学反应是什么？Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的反应都是氧化还原反应吗？

[提示]　Ⅰ中S＋O2SO2；Ⅱ中2SO2＋O22SO3；Ⅲ中SO3＋H2O===H2SO4。Ⅰ、Ⅱ中的反应是氧化还原反应，Ⅲ中的反应不是氧化还原反应。

[问题2]　将0.5 g硫粉和1 g铁粉均匀混合，放在石棉网上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端，当混合物呈红热状态时，移开玻璃棒。预测你能看到什么现象？最终可能生成什么物质？

[提示]　条状混合物继续反应，从一端开始逐渐变红热，反应过程中有刺激性气味的气体产生，冷却后有黑色固体生成。该黑色物质可能是FeS。

1．硫及其化合物的转化关系

SO2、SO3是酸性氧化物，H2SO3、H2SO4是酸，物质的类别可以帮助我们理解它们的性质。相同价态的不同含硫化合物间是通过酸碱反应规律联系在一起的。如

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和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。

4．含硫物质的连续氧化

某化学小组欲探究不同价态硫元素间的转化，请回答下列问题：

(1)除胶头滴管、酒精灯外，你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器是          。

(2)请帮他们完成以下实验报告：

实验目的：探究三种价态(0、＋4、＋6)硫元素间的相互转化。

选用试剂：硫黄、浓硫酸、二氧化硫、氯水、硫化氢、铜片、氧气。

实验记录(画斜线部分不必填写)：

问题讨论：从三种价态(0、＋4、＋6)硫元素间的相互转化还可得到规律：当硫元素处于最低价时只有        性，处于最高价时只有        性，处于中间价时既有        性，又有        性。

(3)根据以上规律判断，下列物质中既有氧化性，又有还原性的有：        (填字母)。

A．Cl2　B．Na　C．Na＋　D．Cl－　E．SO2

[解析]　(1)该实验的进行还需一种试剂的反应容器，选试管最合适。(2)①硫黄在氧气中燃烧，产生蓝紫色火焰；②SO2具有弱氧化性，可氧化H2S中－2价的硫元素，SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O；③SO2具有较强还原性，可被Cl2氧化：SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl；④浓硫酸具有强氧化性，可被Cu还原而生成SO2。(3)Cl2中氯元素为0价，处于中间价态；SO2中硫元素为＋4价，处于中间价态，因而Cl2和SO2既有氧化性，又有还原性。

[答案]　(1)试管

(2)如表所示

还原　氧化　氧化(或还原)　还原(或氧化)　(3)AE

1．下列变化，需要加入还原剂才能实现的是(　　 )

A．H2SO4―→SO2　　　 B．H2S―→SO2

C．S―→SO2   D．SO―→SO2

A　[还原剂失去电子被氧化，即题目中所含元素化合价降低的过程需要加入还原剂。]

2．下列化合物中，不能由组成该化合物的两种元素的单质直接化合而成的是(　　 )

A．Cu2S   B．SO3

C．FeS   D．H2S

B　[由于S的氧化性相对O2和Cl2较弱，只能将变价金属氧化成较低价态，故S与Cu、Fe化合，分别生成Cu2S、FeS，S与O2直接化合只能生成SO2，S与H2化合生成H2S。]

3．对于反应O3＋I－＋H＋―→I2＋O2＋H2O(未配平)，下列说法正确的是(　　 )

A．O2和H2O是还原产物

B．该反应能说明O2的氧化性大于I2

C．氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶1

D．配平后的化学方程式为

2O3＋2I－＋4H＋===I2＋2O2＋H2O

C　[此反应中氧化剂是O3，还原剂是I－，氧化产物是I2，还原产物是H2O；由题意可知氧化性O3>I2，不能说明氧化性O2>I2；D中电荷不守恒，应为O3＋2I－＋2H＋===I2＋O2＋H2O。]

4．硫的氧化性不如氧气强，在下列叙述中不能说明这一事实的是(　　 )

A．S＋O2SO2，O2是氧化剂、S是还原剂

B．S是淡黄色固体，O2是无色气体

C．氢硫酸放置在空气中易变浑浊(2H2S＋O2===2S↓＋2H2O)

D．S和Cu反应只能生成Cu2S(硫化亚铜)，而O2与Cu反应生成CuO

B　[A项，S与O2化合时，O2作氧化剂，硫作还原剂，说明氧气的氧化性比硫强；B项，不同单质的氧化性强弱与单质的存在状态无必然联系；C项，氢硫酸放置在空气中易变浑浊，是氧气将硫置换出来，说明氧气的氧化性比硫强；D项，S可以将Cu氧化生成Cu2S(Cu的化合价为＋1)，而O2可以将Cu氧化为CuO(Cu的化合价为＋2)，说明氧气的氧化性比硫强。]

5．在通常状况下，A为固态单质。根据如图转化关系，回答：

(1)写出A、B、C的化学式：

A          ，B          ，C          。

(2)写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式：                                                                 

                                                   。

(3)已知B与C在常温下即可反应生成A，该反应的化学方程式为                                                                 

                                                   。

(4)已知C、D的相对分子质量之比为4∶5，则D的化学式是         ，D与水反应的化学方程式为                 。

[解析]　因A为固态单质，则B为其氢化物，C为其氧化物，故A为固态非金属单质。推断A为S，B为H2S，C为SO2，结合C、D的相对分子质量之比为4∶5，可知D为SO3，E为H2SO4。

[答案]　(1)S　H2S　SO2　(2)H2＋SH2S　(3)2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O　(4)SO3　SO3＋H2O===H2SO4