高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 硫及其化合物第3课时导学案

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 硫及其化合物第3课时导学案，共10页。学案主要包含了自然界中硫元素的存在和转化，硫及其化合物的“价—类二维图”，常考的四种含硫化合物等内容，欢迎下载使用。

第3课时　不同价态含硫物质的转化
核心微网络

新课程标准
1.认识硫及其化合物的多样性，了解不同价态含硫物质的转化关系；
2．通过实验探究，了解物质性质，实现物质转化。
素养新要求
1.能从物质类别、硫元素价态的角度，依据复分解反应和氧化还原反应原理，预测物质的化学性质和变化；
2．能结合不同价态含硫物质间的转化合理利用自然资源，并形成环境保护意识。

学业基础——自学·思记·尝试
一、自然界中硫元素的存在和转化
1．自然界中不同价态硫元素间的转化

2．不同价态硫的转化通过　　　　反应实现：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，可用图示表示

（1）H2SSSO2SO3
写出③④⑤的化学方程式：
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
④________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
⑤________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
（2）Na2SSNa2SO3Na2SO4
二、硫及其化合物的“价—类二维图”

①SO2＋2H2S===3S＋2H2O
②S＋O2SO2
③2SO2＋O22SO3
④SO3＋H2O===H2SO4
⑤SO2＋H2O===H2SO3
⑥H2SO3SO2↑＋H2O
⑦SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
⑧H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O
⑨H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O
⑩SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl
⑪Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O
⑫2Na＋SNa2S
⑬H2S＋2NaOH===Na2S＋2H2O

【学而思】
1.思考：不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的，相同价态硫的转化是如何实现的呢？

写出②、③、④反应的化学方程式：
②________________________________________________________________________
③________________________________________________________________________
④________________________________________________________________________
2．结论：相同价态硫的转化是通过加入　　　　　、　　　　反应实现的。


三、常考的四种含硫化合物
1．硫代硫酸钠（Na2S2O3）
（1）物理性质
Na2S2O3·5H2O俗名大苏打，它是无色透明的晶体，易溶于水。
（2）化学性质
①与酸反应生成单质硫，放出SO2气体：
S2＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O。
②中等强度的还原剂，能被I2、Cl2、KMnO4等氧化剂氧化：
2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI（用于定量测定碘）；
Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O===Na2SO4＋H2SO4＋8HCl（在纺织和造纸工业上作脱氯剂）；
5Na2S2O3＋8KMnO4＋7H2SO4===8MnSO4＋5Na2SO4＋4K2SO4＋7H2O。
（3）制备方法
①将Na2S和Na2CO3以2∶1的物质的量比配成溶液，然后通入SO2，制得Na2S2O3：
2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2。
将溶液蒸发浓缩后，冷却至293～303 K时即析出Na2S2O3·5H2O。
②在沸腾的状况下，使Na2SO3溶液同硫粉反应：
Na2SO3＋SNa2S2O3 。
2．过二硫酸钠（Na2S2O8）
（1）氧化性：过二硫酸钠中S为＋6价，含有1个过氧键（—O—O—），性质与过氧化氢相似。作为氧化剂参与反应时，过氧键断裂，过氧键中的氧元素由－1价变为－2价，硫元素化合价不变，如S2＋2I－2S＋I2、5S2＋2Mn2＋＋8H2O10S＋2Mn＋16H＋。
（2）不稳定性：Na2S2O8受热分解生成Na2SO4、SO3和O2。
3．连二亚硫酸钠（Na2S2O4）
（1）加热时分解，能溶于冷水，在热水中分解，不溶于乙醇。其水溶液性质不稳定，有极强的还原性，属于强还原剂，能将I2、Cu2＋、Ag＋还原。
（2）暴露于空气中易吸收氧气而被氧化，同时也易吸潮发热而变质，并能夺取空气中的氧结块并发出刺激性酸味。吸收空气中氧气的方程式：
2Na2S2O4＋O2＋2H2O===4NaHSO3或
Na2S2O4＋O2＋H2O===NaHSO3＋NaHSO4。
（3）在无氧条件下，将SO2通入锌粉的水悬浮液中生成ZnS2O4溶液，再加入NaOH溶液，可制得连二亚硫酸钠。
4．焦亚硫酸钠（Na2S2O5）
（1）重要性质
成品为白色或微黄结晶粉末，能溶于水、甘油，微溶于乙醇，露置空气中易氧化成硫酸钠，与强酸接触放出二氧化硫而生成相应的盐类，加热到150 ℃分解。
（2）制备方法
通常用NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得，其化学方程式为2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O。
[即学即练]
　

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
（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，若出现黄色浑浊，则证明SO2具有氧化性。 （　　）
（3）在反应H2S＋H2SO4（浓）===S↓＋SO2↑＋2H2O中，氧化产物为SO2，还原产物为S。 （　　）
2．（双选）能实现下列物质间直接转化的元素是（　　）
单质氧化物酸或碱盐
A．碳 B．硫
C．铜 D．钠
3．如图是硫在自然界的循环，相关说法不正确的是（　　）

A．大气中的硫可能以酸雨的形式进入土壤
B．煤和石油中的硫燃烧生成三氧化硫进入大气
C．化石燃料中的硫来自形成化石燃料的生物体
D．煤和石油燃烧产生的颗粒物可能是导致雾霾的成因之一
4．（双选）在下列反应中硫元素既表现氧化性又表现还原性的是（　　）
A．2Al＋3SAl2S3
B．S＋2H2SO4（浓）2H2O＋3SO2↑
C．H2SH2＋S
D．3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O
5．（双选）部分含硫物质的类别与相应的化合价关系如图，下列推断不合理的是（　　）

A．b可与f反应生成a
B．b能将滴有酚酞的NaOH溶液变为无色，表现其漂白性
C．酸雨包括e→d的转化
D．d的浓溶液与Cu反应可生成c

　核心素养——合作·探究·分享
目标不同价态含硫物质的转化
例.人们认识和应用物质常从两方面入手，一是从物质的类别认识该物质可能跟哪些物质发生反应；二是从物质所含元素的化合价分析该物质是否具有氧化性或还原性。如下图所示是硫元素的各个价态与物质类别的对应关系：

（1）写出指定物质的化学式：A　　　　，B　　　　。
（2）D转化为硫酸是酸雨形成的重要过程之一，写出其反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）若C是铜盐，试写出由H2SO4→C的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）为进一步减少SO2的污染并变废为宝，我国正在探索在一定条件下用CO还原SO2得到单质硫的方法来除去SO2。写出该反应的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。



状元随笔　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与酸或碱反应联系在一起的。如：
SO2H2SO3NaHSO3Na2SO3



[提升]　如图是硫元素在自然界中的循环示意图，下列说法不正确的是（　　）

A．硫在自然界只有游离态
B．煤中含有硫元素，燃煤中加入生石灰可脱硫
C．硫具有弱氧化性，和变价金属反应，通常将金属氧化成低价态
D．氢硫酸是弱酸，能与碱、碱性氧化物反应

关键能力
硫及其化合物间的转化规律
（1）在硫元素的不同价态中，是硫元素的最低价态，只有还原性；是硫元素的最高价态，只有氧化性；、是硫元素的中间价态，既有氧化性又有还原性。
（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。
（3）当遇到强氧化剂或强还原剂时，硫元素的化合价可能发生“跳位”变化。例如：
H2S＋3H2SO4（浓）4SO2↑＋4H2O，
8HI＋H2SO4（浓）===H2S↑＋4I2＋4H2O。
（4）硫元素的相邻价态之间一般不会发生氧化还原反应，如S和H2S、S和SO2、SO2和H2SO4，所以可用浓硫酸干燥SO2气体。
（5）连续氧化关系：SSO2SO3。
（6）通过非氧化还原反应实现含相同价态硫元素的物质之间的转化：


③SO3H2SO4―→Na2SO4NaHSO4―→BaSO4。



状元随笔　认识不同价态含硫物质的性质及转化关系
1．根据硫元素的化合价，判断S表现氧化性还是还原性。含有－2价硫的物质通常只具有还原性；含有0价、＋4价硫的物质既有氧化性又有还原性；含有＋6价硫的物质只有氧化性。
2．利用氧化剂可将硫元素从低价态转化为高价态，该过程S发生氧化反应；利用还原剂可将硫元素从高价态转化为低价态，该过程S发生还原反应。

　
学考评价——夯实·测控·演练
1．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===S＋Cl－＋2H＋
B．足量的SO2通入Na2CO3溶液中：
C＋SO2===CO2＋S
C．铁与硫混合加热：2Fe＋3SFe2S3
D．浓硫酸与FeS混合：
FeS＋H2SO4（浓）===FeSO4＋H2S↑
2．据我国古代第一部药物学专著《神农本草经》记载：“石硫黄……能化金银钢铁，奇物”，所得产物不可能是 （　　）
A．Au2S B．Ag2S
C．CuS D．FeS
3．（双选）分别将足量下列气体通入稀Na2S溶液中，可以使溶液变浑浊的是 （　　）
A．CO B．SO2
C．Cl2 D．CO2
4．如图为硫及其部分化合物的“价—类二维图”，下列说法错误的是 （　　）

A．S与O2在点燃时经一步反应生成Y
B．Z作氧化剂时，理论上可被还原为S单质
C．X、Y、Z中只有Y属于非电解质
D．X的水溶液在空气中放置，易被氧化
5．物质类别与元素化合价是研究物质性质的两个视角，下列是硫元素及其化合物的“价—类二维图”。根据要求回答下列问题：

（1）写出图中A的化学式：　　　　。
（2）SO2属于　　　　氧化物，因此可与NaOH、　　　　　　（写出与NaOH不同类别的一个具体物质）等反应。当SO2与NaOH按照物质的量之比为1∶1完全反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　，生成的盐类物质的化学式为　　　　　　　　。
（3）小艾同学预测SO2具有还原性，其理论依据是　　　　　　　　　　　　　　　　，将SO2通入FeCl3溶液中，下列实验事实能够证实SO2具有还原性的是　　　　。
①反应后溶液由黄色变为浅绿色；
②取反应后的溶液少许，加入BaCl2溶液，产生白色沉淀；
③取反应后的溶液少许，加入Ba（OH）2溶液，产生沉淀，加入少量盐酸后沉淀部分溶解。
（4）SO2与酸性高锰酸钾反应时，后者的产物是Mn2＋，试写出该反应的离子方程式　　　　　　　　　　　，其中SO2是　　　　（填“氧化剂”或“还原剂”）。
6．物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。请根据如图所示，回答下列问题：

（1）X的化学式为　　　　　　　，Y的化学式为　　　　　　　。
（2）W的浓溶液与铜单质在加热条件下可以发生化学反应，反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。
（3）欲制备Na2S2O3，从氧化还原角度分析，合理的是　　　　（填字母）。
A．Na2S＋S
B．Na2SO3＋S
C．Na2SO3＋Na2SO4
D．SO2＋Na2SO4
（4）将X与SO2混合，可生成淡黄色固体，该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为　　　　。









第3课时　不同价态含硫物质的转化
学业基础
一、
1．SO2　SO3　S　FeS2　CuFeS2　CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
2．氧化还原　2SO2＋O22SO3　S＋H2H2S　SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
【学而思】
1．②H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O
③Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑
④SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3
2．酸　碱
[即学即练]
1．(1)提示：×。硫与O2反应的产物是SO2而不是SO3。
(2)提示：√。将SO2通入氢硫酸中，发生反应SO2＋2H2S===3S＋2H2O，SO2表现氧化性。
(3)提示：×。根据氧化还原反应规律分析反应氧化产物为S，还原产物为SO2。
2．解析：碳与少量O2反应生成CO，CO不溶于水，A项错误；S与O2生成SO2，SO2再与H2O生成H2SO3，H2SO3可以与NaOH生成Na2SO3，B项正确；CuO不溶于水，C项错误；Na与O2生成Na2O，Na2O与水反应生成NaOH，NaOH可与HCl反应生成NaCl，D项正确。
答案：BD
3．答案：B
4．答案：BD
5．解析：根据常见含硫物质的类别与相应化合价关系图可以推知，a为S，b为SO2，c为SO3，d为H2SO4，e为H2SO3，f为H2S；b为SO2，f为H2S，两者可发生归中反应生成S，故A正确；b为SO2，能将滴有酚酞的氢氧化钠溶液变为无色，表现其酸性氧化物的性质，B错误；硫酸型酸雨的形成过程之一：SO2溶于水生成H2SO3，H2SO3再被氧气氧化为H2SO4，包括e→d的转化，故C正确；浓H2SO4与Cu在加热条件下反应生成SO2，不能得到SO3，故D错误。
答案：BD
核心素养
[例]　解析：A中S的化合价为＋6价且为氧化物，因此A为三氧化硫；B中S的化合价为－2价且为气态氢化物，因此B为硫化氢；C为铜盐且由硫酸反应得到，因此C为硫酸铜；由硫元素的价态及对应物质的类别可知，D为亚硫酸，E为亚硫酸盐。
答案：(1)SO3　H2S
(2)2H2SO3＋O2===2H2SO4
(3)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O(其他合理答案也可)
(4)2CO＋SO2S＋2CO2
[提升]　解析：硫在自然界中主要以化合态形式存在，在火山喷口附近或地壳的岩层里有游离态的硫存在，A错误；煤中含有硫元素，燃煤时生成SO2，加入生石灰后，SO2与CaO反应生成CaSO3，CaSO3再被O2氧化生成CaSO4，减少SO2的排放，起到脱硫的作用，B正确；硫具有弱氧化性，与变价金属(如Fe、Cu等)反应生成低价态金属硫化物，C正确；氢硫酸是弱酸，具有酸的通性，可与碱、碱性氧化物反应，D正确。
答案：A
学考评价
1．答案：A
2．答案：C
3．答案：BC
4．解析：硫单质与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化硫，故A错误；Z为＋4价的硫，如Na2SO3，作氧化剂时，化合价降低，如与硫化氢溶液反应生成单质硫，Na2SO3被还原，故B正确；H2S、亚硫酸盐属于电解质，三氧化硫本身不能电离产生自由移动的离子，是非电解质，故C正确；硫化氢易被空气中的氧气氧化，反应为2H2S＋O2===2S↓＋2H2O，故D正确。
答案：A
5．答案：(1)H2SO3
(2)酸性　Na2CO3(Na2O或H2O)　SO2＋NaOH===NaHSO3　NaHSO3
(3)SO2中S元素化合价为＋4价，化合价能升高，会被氧化为＋6价，说明具有还原性　①②
(4)5SO2＋2Mn＋2H2O===5S＋2Mn2＋＋4H＋　还原剂
6．解析：(1)由图可知X为H2S，Y为SO2。(2)W的浓溶液是浓硫酸，与铜单质在加热条件下发生反应Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(3)Na2S2O3中S元素化合价是＋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元素化合价都小于2，C、D中S元素的化合价都大于2，B符合题意。(4)X为H2S，与SO2混合可生成淡黄色固体，2H2S＋SO2===3S＋2H2O，反应中硫元素化合价由－2价变化为0价，H2S作还原剂，＋4价变化为0价，二氧化硫作氧化剂，则该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，所以该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为2∶1。
答案：(1)H2S　SO2
(2)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
(3)B　(4)2∶1