高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第2节 硫的转化备课ppt课件

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1.通过不同价态硫元素之间的相互转化,认识硫单质、二氧化硫、浓硫酸的性质,培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。2.能通过实验探究和交流研讨,掌握硫酸的性质、典型实验现象,能书写主要的化学方程式和离子方程式。能主动进行交流,逐步提升科学探究与创新意识。3.从物质类别和元素价态两个视角研究物质性质的思路方法去认识知道含硫物质在生产、生活中的应用,知道酸雨及其防治方法,提升科学态度与社会责任。
1.硫元素常见化合价为-2价、0价、+4价、+6价,单质硫既有氧化性又有还原性。如反应S+O2 SO2中,S表现还原性;S+Fe FeS中,S表现氧化性;3S+6NaOH==Na2SO3+2Na2S+3H2O中,S既表现氧化性又表现还原性。2.SO2被氧化为SO3的化学方程式为2SO2+O2 2SO3,SO3与水反应得到硫酸SO3+H2O==H2SO4,硫酸具有酸的通性。
一、实验室里研究不同价态硫元素间的转化
二、硫酸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。浓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。(3)浓硫酸的强氧化性:与不活泼金属或非金属反应。Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O,C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。常温下,冷的浓硫酸能使Fe和Al的表面形成一层致密的氧化物保护膜,阻止了内部金属与H2SO4反应,这种现象叫钝化。
3.硫酸的工业生产,接触法制硫酸(1)原料:硫黄或黄铁矿(FeS2)、空气、98.3%的浓硫酸。(2)主要化学反应:S+O2 SO2或4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2、2SO2+O2 2SO3、SO3+H2O==H2SO4。
三、酸雨及防治1.酸雨的形成硫的氧化物是形成酸雨的主要物质。含硫燃料燃烧排放的SO2在氧气和水蒸气的共同作用下形成酸雾,随雨水降落就成为酸雨。这样所形成的酸雨也叫硫酸型酸雨。主要反应如下:
2SO2+O2 2SO3SO3+H2O==H2SO4SO2+H2O H2SO32H2SO3+O2==2H2SO4
2.酸雨的危害很大,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,还会加速建筑物、桥梁、工业设备等的腐蚀。3.酸雨的防治(1)严格规定污染物的排放标准。(2)开发清洁能源。
【微思考1】浓硫酸能使蓝色胆矾变为白色,该过程体现了浓硫酸的脱水性还是吸水性?提示 体现了吸水性,浓硫酸的吸水性是指浓硫酸吸收现成的水分子(如气体、液体中的水分子,吸收固体中的结晶水等);而脱水性是指浓硫酸可将有机物中的氢原子和氧原子按2∶1的比例脱出来,H和O原来不是以水分子的形式存在。
【微思考2】pH小于7的降水是酸雨吗?提示 不一定。正常雨水由于溶解了CO2,pH为5.6,把pH小于5.6的降水称酸雨,收集到的酸雨样品,放置一段时间后,酸性会增强,是因为有一部分H2SO3转变为H2SO4。
判断下列说法是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”。1.向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸,制备少量二氧化硫气体。(　　)
2.利用 ,根据①稀盐酸,②Na2SO3,③Ba(NO3)2溶液,证明SO2与可溶性钡盐均可生成白色沉淀。(　　)
3.FeS2 SO3→H2SO4,在给定条件下可实现上述转化。(　　)
4.在未知液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀,加稀硫酸,沉淀不溶解,说明该
5.向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸,有刺激性气味气体产生,溶液变浑浊。(　　)6.将浓硫酸滴入蔗糖固体中,将产生的气体通入溴水,溴水褪色,说明浓硫酸具有氧化性。(　　)7.NaCl与浓硫酸加热可制HCl,推测NaBr与浓硫酸加热可制HBr。(　　)
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?
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)与氢之前的活泼金属反应。Zn+2H2SO4(浓) ==ZnSO4+SO2↑+2H2O。规律:①浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性;②浓硫酸变稀之后发生反应Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑。
(3)与氢之后的不活泼金属(除Au、Pt外)反应。Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。规律:①反应需加热,否则不反应;②氧化产物是硫酸盐,金属显高价,还原产物为SO2;③浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性;④随反应进行,硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应就会停止。
(4)与非金属反应。C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。规律:①反应需要加热,否则不反应;②氧化产物是含氧酸或非金属氧化物,还原产物为SO2;③浓硫酸只表现氧化性;④随反应进行,硫酸浓度变小变为稀硫酸后反应就停止;⑤不能氧化H2、N2、O2、Si、Cl2、F2、Br2等。
(2)杂质离子的干扰。①Ag+干扰:盐酸酸化能防止Ag+干扰,因为Ag++Cl-==AgCl↓。
例1某化学兴趣小组为探究浓硫酸的氧化性,用下图所示装置进行有关实验。
(1)装置A中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　,反应中体现了浓硫酸的性质有　　　　。 (2)装置D中试管口放置的棉花应用一种液体浸泡一下,这种液体是　　　　,其作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显的现象时,关闭弹簧夹K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,此时B中现象是　　　　　　　　　　　。B中应放置的液体是　　　　(填字母)。 a.水 b.酸性KMnO4溶液c.浓溴水d.饱和NaHSO3溶液
(4)实验中,取一定质量的铜片和一定体积18 ml·L-1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应完毕,发现烧瓶中还有铜片剩余,该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,你认为原因是　。 ②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中有余酸的是　　　　(填字母)。 a.铁粉b.BaCl2溶液c.银粉d.Na2CO3溶液
答案 (1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O　强氧化性、酸性(2)强碱溶液(合理即可)　吸收多余的SO2,防止污染空气(3)试剂瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升　d(4)①反应过程中H2SO4被消耗,浓硫酸逐渐变稀,而铜不与稀硫酸反应　②ad
解析 铜与浓硫酸反应会产生SO2,产生的SO2用向上排空气法收集,并用品红溶液验满。为防止多余的SO2污染空气,可用碱溶液浸湿的棉花吸收逸出的SO2。装置B的作用是贮存多余的SO2而不是吸收多余的SO2,因此所选试剂不能与SO2发生反应,且应使SO2在其中的溶解度较小,故最佳试剂为饱和NaHSO3溶液。反应结束后,浓硫酸变为稀硫酸,故检验余酸时所选试剂应该是能与硫酸中的H+反应产生明显现象的一组。
易错警示(1)在常温下,浓硫酸和金属活动顺序中H后面的金属不反应,加热时才有可能反应,一般生成相应的硫酸盐和SO2。随着反应的进行,浓硫酸变成稀硫酸时,反应自行停止。如Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O,当浓硫酸足量时,每2 ml硫酸反应能得到1 ml SO2,而当Cu足量时,2 ml硫酸不能完全反应,得到SO2的物质的量小于1 ml。(2)在常温下,浓硫酸和金属活动顺序中H前的金属(Al、Fe除外)发生反应。当作为浓硫酸时,H2SO4的还原产物是SO2,当浓硫酸变成稀硫酸时,H2SO4的还原产物是H2。如Zn在常温下和浓硫酸反应的化学方程式依次为Zn+2H2SO4(浓) ==ZnSO4+SO2↑+2H2O、Zn+H2SO4==H2SO4+H2↑。
变式训练1用下面的方案进行某些离子的检验,其中方案设计最合理的是(　　)
向培养皿中Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸,立即用另一培养皿扣在上面。
各有什么现象发生,为什么?
1.不同价态硫元素间的转化
2.硫及其化合物之间的转化规律(1)邻位价态原则。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,如
(2)含同种元素相邻价态的粒子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)归中规律。当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如2H2S+SO2==3S↓+2H2O、2Na2S+Na2SO3+3H2SO4==3Na2SO4+3S↓+3H2O。(4)含硫物质的连续氧化规律。
例2利用元素的化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段。如图是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系。
(1)从硫元素化合价的角度分析,图中既有氧化性又有还原性的化合物有　　　　　　　　　(填化学式)。 (2)将X与Y混合,可生成淡黄色固体,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)Na2S2O3是重要的化工原料,从氧化还原反应的角度分析,下列制备Na2S2O3的方案理论上可行的是　　　(填字母)。 a.Na2S+Sb.Na2SO3+Sc.SO2+Na2SO4d.Na2SO3+Na2SO4
答案 (1)SO2、H2SO3、Na2SO3(2)SO2+2H2S==3S↓+2H2O　(3)b
解析 (1)具有中间价态的元素既有还原性又有氧化性,S元素的化合价有-2价、0价、+4价、+6价,所以含0价和+4价S的物质既有还原性又有氧化性,其中化合物有SO2、H2SO3、Na2SO3。(2)将H2S与SO2混合,可生成淡黄色固体,该反应的化学方程式为2H2S+SO2==3S↓+2H2O。(3)Na2S2O3中S为+2价,从氧化还原的角度分析,反应物中S元素化合价必须分别大于2和小于2,a中S的化合价都小于2,c、d中S的化合价都大于2,b符合题意。
变式训练2在通常状况下,A为固态单质。根据如图转化关系,填写下列空白:
(1)写出A~E的化学式:A　　　　;B　　　　;C　　　　;D　　　　;E　　　　。 
(2)写出下列反应的化学方程式:①E→C:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; ②C转化为D:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; ③B和C反应:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(3)将C溶于水得到5 mL 0.10 ml·L-1的溶液,将该溶液与5 mL 0.10 ml·L-1的NaOH溶液混合,反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案 (1)S　H2S　SO2　SO3　H2SO4(2)①Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O②2SO2+O2 2SO3　③2H2S+SO2==3S↓+2H2O　(3)H2SO3+OH-==HS +H2O
解析 固体单质A能和氧气反应,也能和氢气反应,说明是非金属单质。根据其氧化产物可继续和氧气反应判断,A是S,硫与氢气反应生成硫化氢,硫化氢燃烧生成SO2。硫和氧气反应生成SO2,SO2和氧气反应生成三氧化硫,三氧化硫溶于水生成硫酸。浓硫酸在加热的条件下和铜发生氧化还原反应,生成硫酸铜、SO2和水。硫化氢中硫元素的化合价是-2价,处于最低价,具有还原性,而浓硫酸具有强氧化性,二者发生氧化还原反应,生成硫单质、SO2和水。
1.(双选)下列有关酸雨的说法正确的是(　　)A.酸雨就是指pH<5.6的雨水B.酸雨是因为雨水中含有CO2C.工业上大量燃烧含硫燃料和以含硫矿石为原料冶炼金属产生的SO2是形成硫酸型酸雨的主要原因D.酸雨没有危害,所以不必担心,也不必想办法治理答案 AC解析 一般把pH<5.6的雨水称为酸雨;工业生产中产生的SO2是形成酸雨的主要原因。
2.下列对浓硫酸的叙述正确的是(　　)A.常温下,浓硫酸与铁、铝不反应B.浓硫酸具有吸水性,故能使蔗糖炭化C.浓硫酸可作H2、NH3等气体的干燥剂,表现脱水性D.浓硫酸和铜片加热时发生反应,表现酸性和氧化性
答案 D解析 常温下浓硫酸与铁、铝发生钝化,是浓硫酸的强氧化性使铁、铝表面形成一薄层致密的氧化膜而阻止反应进行,A项错误;浓硫酸使蔗糖炭化体现其脱水性,B项错误;浓硫酸不能干燥NH3,浓硫酸可作H2的干燥剂,体现其吸水性,C项错误;浓硫酸和铜片加热时发生反应生成硫酸铜表现酸性,生成二氧化硫表现氧化性,D项正确。
3.在如图所示的实验装置中,实验开始一段时间后,对看到的现象叙述不正确的是(　　)
A.①中苹果块会干瘪B.②中胆矾晶体表面有“白斑”C.③中小试管内有晶体析出D.④中pH试纸变红
答案 D解析 浓硫酸具有吸水性,故苹果块的水分和胆矾晶体的结晶水以及饱和硝酸钾溶液中的水会被吸收,A、B、C项均正确;pH试纸在浓硫酸中会被脱水炭化,应变黑,D项错误。
4.(2021山东德州高一期末)(双选)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。下列关于硫化氢的说法错误的是(　　)
A.H2S是一种强电解质B.可用石灰乳吸收H2S气体C.根据如图可知FeCl3、CuCl2均能氧化H2SD.H2S在空气中燃烧可以生成SO2
答案 AC解析 H2S在溶液中不能完全电离,是一种弱电解质,所以A项错误;硫化氢具有酸性,可与石灰乳反应,可用石灰乳吸收H2S气体,所以B项正确;根据图示可知FeCl3能氧化H2S,CuCl2与H2S反应生成CuS,没有发生氧化还原反应,所以C项错误;H2S具有还原性,在空气中完全燃烧可以生成SO2,如氧气不足,可生成S,所以D项正确。