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完美版ppt课件

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完美版ppt课件，共49页。PPT课件主要包含了第一部分，常见含硫物质的转化，归纳小结，H2S，Na2S，O2不足，H2O2，生成淡黄色固体，产生臭鸡蛋气味气体，轻微的爆炸声等内容，欢迎下载使用。
1.通过旧知回顾、讨论交流，进一步认识含不同价态硫元素的物质可以相互转化，并能设计实验进行探究和验证，加深对硫及其化合物性质的认识和理解。 2.通过实验探究、归纳总结，应用氧化还原反应的原理实现不同价态含硫物质的转化，提升实验探究和实验设计能力，培养科学探究精神。
不同价态含硫物质的转化
任务一、相同和不同价态含硫物质的转化
学生活动1：根据氧化还原反应原理，结合元素价态规律及物质类别和性质，思考常见含硫化合物的转化有何特点和规律？
①不同价态含硫物质相互转化关系：
②相同价态含硫物质间的转化可表示为：
学生活动1：根据氧化还原反应原理，结合元素价态规律及物质类别和性质，思考常见含硫化合物的转化有何特点何规律？
③含硫物质的转化小结：
【温馨提示】①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。
②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：2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。
学生活动2：根据上述含硫化合物的转化关系，回答不同价态含硫物质的转化有何规律？
【规律1】只靠拢，不交叉：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。
②相邻价态的两物质间不发生氧化还原反应。
如：S和H2S、 S和SO2， SO2和H2SO4 之间均不发生氧化还原反应。
③含硫物质典型的归中反应：
【规律2】邻位价态原则
①S处于硫元素的最低价态，只有还原性。它与氧化剂反应，一般会升至相邻的价态。
②S能发生自身氧化还原反应(即歧化反应)，在反应时分别升至和降至与其相邻的价态。
【规律3】连续氧化规律
不同价态含硫物质转化规律
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，
相邻价态的粒子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。
【典例1】硫在自然界中的循环过程如下图所示，下列说法不正确 的是(　　) A.石油和煤等化石燃料中含有硫元素 B.大气中的二氧化硫只来源于火山喷发产生的气体 C.地壳中的硫元素常以硫化物和硫酸盐的形式存在 D.动植物遗体被微生物分解后，可产生SO42－和SO2
【解析】大气中的二氧化硫主要来源于化石燃料的燃烧、火山喷发和微生物的分解。
【典例2】有下列两种转化途径，某些反应条件和产物已省略。下 列有关说法不正确的是（ ） 途径① ；途径② A.途径①反应中体现了浓硝酸的强氧化性和酸性 B.途径②的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2浓度来降 低成本 C.由途径①和②分别制取1 ml H2SO4，理论上各消耗1 ml S， 各转移6 ml e- D.途径②与途径①相比更能体现“绿色化学”的理念是因为途径 ②比途径①污染相对小且原子利用率高
【解析】A．途径①反应中只体现了浓硝酸的强氧化性，A错误；B．途径②的第二步反应是可逆反应，在实际生产中可以通过增大廉价易得的O2浓度使化学平衡正向移动，来降低成本，B正确；C．根据电子转移数目相等，可知由途径①和②分别制取1 ml H2SO4，理论上各消耗1 ml S，各转移6 ml e-，C正确；D．途径②与途径①相比不产生大气污染物质，因此更能体现“绿色化学”的理念，是因为途径②比途径①污染相对小且原子利用率高，D正确。
任务二、设计实验探究不同价态含硫物质的转化
学生活动1：讨论交流如何设计实验验证不同价态含硫物质的转化？
②设计思路：分析价态（硫元素的化合价及价态差异）→转化目标（利用氧化还原反应原理预测物质的氧化性、还原性，明确转化目标）→选择试剂（利用氧化还原反应原理选择氧化剂或还原剂，实现转化）。
③设计原则：a.预测物质性质，选择试剂（两个角度—反应物的减少和产物的生成）；b.实验现象明显，易于观察；c.操作简单；d.安全、环保。
①实验探究：设计实验方案→讨论实验方案可行性→实施实验方案→归纳整理得出结论。
学生活动2：结合硫元素的化合价，思考依据氧化还原反应原理，如何通过实验验证不同价态含硫物质转化的发生？并填写表格内容。
溶液黄绿色褪去，有淡黄色沉淀产生
红色固体逐渐溶解，有刺激性气味的气体产生，溶液紫色褪去
硫燃烧，发出淡蓝色火焰，产生有刺激气味的气体
【典例1】实验室需要制备少量SO2并验证其性质，下列实验装置不 能达到相应实验目的的是（ ） A．A B．B C．C D．D
【解析】A．亚硫酸钠和硫酸反应生成硫酸钠和二氧化硫气体，A正确；B．二氧化硫使碘的淀粉溶液褪色是因为反应：SO2+I2+2H2O==4H++2I-+SO42－，反应中二氧化硫发生氧化反应，为还原剂，体现的是二氧化硫的还原性，B正确；C．二氧化硫密度大于空气的，应用向上排空气法收集，图中装置二氧化硫短进长出，C正确；D．二氧化硫不溶于饱和亚硫酸氢钠、应用氢氧化钠溶液吸收尾气减少污染，D错误；故选D。
【典例2】硫磺在空气中燃烧生成气体甲，甲溶于水得溶液乙，向 乙溶液中滴加溴水，乙溶液褪色变成丙。甲、乙、丙均含有硫元 素，则它们正确的顺序是（ ） A．SO3 、H2SO4、H2SO3 B．SO2、H2SO3、H2SO4 C．SO3、H2SO3、H2SO4 D．SO2、H2SO4、H2SO3
【解析】硫磺在空气中燃烧生成气体甲SO2，甲SO2溶于水得溶液乙H2SO3，向乙H2SO3溶液中滴加溴水，乙溶液褪色变成丙H2SO4，则甲、乙、丙分别为SO2、H2SO3、H2SO4，答案B。
实验探究不同价态含硫物质的转化
【实验仪器】 试管、托盘天平、量筒、酒精灯、铁架台、试管架、橡胶塞、乳胶管、胶头滴管、玻璃导管、石棉网（或陶土网）、玻璃棒、钥匙、棉花、镊子、火柴 【实验药品】 浓硫酸、铜片、硫粉、铁粉、Na2S溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、H2SO3溶液、品红溶液。
任务一、实验探究不同价态含硫物质的转化
学生活动1：利用提供的实验用品，结合教材P30页【实验步骤】，完成下表中的三个实验，并填写表格内容。
紫红色褪去，试管中产生淡黄色沉淀
硫在空气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰，在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性性气味的气体，放热
铜片表面有气泡产生；品红溶液褪色，试管底部有白色固体生成
混合物保持红热，冷却后得到黑色固体
学生活动2：设计实验探究不同价态含硫物质的转化应遵循的原则和一般思路分别是什么？
设计实验探究不同价态含硫物质的转化
遵循科学性、可行性、安全性和绿色化。一般以实验设计方案的形式呈现，通常包括实验课题、目的、原理、仪器与试剂、实验步骤及注意事项、实验数据及处理、实验结论与讨论等。
预测（分析元素化合价，预测物质的氧化性、还原性）→设计（依据氧化还原反应原理选择合适的试剂并预测产物）→验证（根据反应物和产物的特点设计验证实验）→结论（综合分析，得出实验结论）。
【典例1】造纸工业常用SO2作漂白剂；食品中添加适量SO2可以起到 漂白、防腐和抗氧化的作用，但国家对使用范围和用量作了规定，例 如SO2用于葡萄酒的最大使用量是0.25 g/L。硫酸是重要的化工原料， 工业上以硫黄或黄铁矿(主要成分FeS2，烧渣主要成分为Fe2O3)为主要 原料生产硫酸。实验室进行SO2相关实验时，SO2可由Cu与浓硫酸反应 制得。下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是（ ） A．SO2具有还原性，可用作葡萄酒抗氧化剂 B．SO2具有氧化性，可用作纸浆漂白剂 C．SO2是酸性氧化物，可用氢氧化钠溶液吸收 D．浓硫酸有吸水性，可作气体干燥剂
【解析】A．由题干信息可知，食品中添加适量SO2起到抗氧化的作用，说明SO2具有还原性，可以用作葡萄酒的抗氧化剂，A不符合题意；B．SO2能与有色物质反应生成无色物质为体现漂白性，所以SO2能使纸浆漂白而体现漂白性，并不是SO2具有氧化性，B符合题意；C．SO2是酸性氧化物，能与碱反应，因此可用氢氧化钠溶液吸收，C不符合题意；D．具有吸水性的物质能作为干燥剂，浓硫酸有吸水性，可作气体干燥剂，D不符合题意；故答案为：B。
【典例2】有一瓶可能部分被氧化的Na2SO3溶液，某同学取少量此溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振荡后，仍有白色沉淀。下述有关此实验的结论正确的是（ ） A．Na2SO3已部分被空气中的氧气氧化 B．加入 Ba(NO3)2溶液后，生成的沉淀中一定含有BaSO4 C．加足量硝酸后的白色沉淀一定是BaSO4 D．此实验能确定Na2SO3是否部分被氧化
【解析】A. 取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振荡后，仍有白色沉淀，硝酸根离子在酸溶液中具有氧化性，原溶液中可以是硫酸根离子或亚硫酸根离子，故A错误；B. 原溶液中可以是硫酸根离子或亚硫酸根离子，加入Ba(NO3)2溶液后，生成的沉淀中不一定含有BaSO4，可能是BaSO3，故B错误；C. 取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振荡后，仍有白色沉淀，硝酸根离子在酸溶液中具有氧化性，生成的BaSO3也会被氧化为BaSO4，所以加硝酸后生成沉淀一定是BaSO4，故C正确；D. 硝酸根离子在酸溶液中具有氧化性，原溶液中可以是硫酸根离子或亚硫酸根离子，此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化，故D错误；
学生活动1：问题探究1—在上述实验中，含硫物质中硫元素的价态发生了怎样的变化？
学生活动1：问题探究2—实验1中用浸有NaOH溶液的棉花团塞住试管口的作用是什么？
NaOH溶液可以与H2S、SO2反应，故浸NaOH溶液的棉团的作用是吸收尾气(H2S、SO2)，防止污染空气。
学生活动1：问题探究3—铁粉与硫粉在空气中混合燃烧时，可能发生哪些反应？设计实验实现硫元素的价态＋4→＋6的变化的实验方案，写出反应原理及必要的实验操作、现象。
原理：SO2+Br2+2H2O=SO42-＋2Br－＋4H＋(或5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42－＋2Mn2＋＋4H＋)；操作：向盛有溴水(或酸性高锰酸钾溶液)的试管中通入SO2气体；现象：溶液的颜色褪去。
学生活动2：应用探究—某化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分。该小组成员将气体通入澄清石灰水中，发现澄清石灰水变浑浊，持续通入，发现浑浊又变澄清，由此该小组成员对该气体的成分提出猜想。
【提出猜想】 猜想1：____________________________________________； 猜想2：____________________________________________； 猜想3：____________________________________________。 为了验证猜想，该小组设计实验加以探究。
气体为CO2和SO2的混合气体
【实验探究】 该小组同学按下图所示装置，将气体从a端通入，则：
(1)B中应该装________(填字母)。 A．NaCl溶液 B．酸性KMnO4溶液 C．盐酸 D．澄清石灰水
(2)A中品红溶液的作用是_______________________________。 (3)D中澄清石灰水的作用是____________________________。 通过该实验，该小组同学观察到以下三个实验现象： ①A中品红溶液褪色　 ②C中品红溶液不褪色 ③D中澄清石灰水变浑浊 【得出结论】 (4)由上述现象，该小组同学确认该气体为_______________________。
检验该气体中是否含有SO2
检验该气体中是否含有CO2
CO2和SO2的混合气体
【典例1】根据SO2通入不同溶液中实验现象，所得结论不正确的 是（ ） A．A B．B C．C D．D
【解析】A．氯水和SO2反应黄绿色溶液褪色，Cl2被SO2还原为Cl-，说明SO2有还原性，A项正确；B．H2S溶液和SO2反应产生黄色沉淀，生成S单质，H2S被氧化，说明SO2有氧化性，B项正确；C．SO2具有还原性，和酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应使紫色溶液褪色，不能说明SO2有漂白性，C项错误；D．Na2SiO3溶液和SO2反应生成H2SiO3胶状沉淀，根据强酸制弱酸可知，酸性：H2SO3>H2SiO3，D项正确；答案选C。
【典例2】如图是足量的铜与浓硫酸反应的实验装置。已知浓硫酸 (浓度为18 ml·L－1)为50 mL。下列有关判断正确的是(　　)A.品红溶液可检验生成的SO2，碱性棉球的作用是吸收空气中的酸性气体B.装置C为安全瓶，防止装置D中的液体倒吸入装置B中C.装置B中盛装的是浓硫酸，作用是干燥SO2D.充分反应后，被还原的硫酸少于0.45 ml
1．硫元素在自然界中的循环如图所示，下列说法错误的是（ ）A.硫是组成某些蛋白质的生命元素B.地壳中化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在C.硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3D.化石燃料的燃烧以及含硫矿物的冶炼是大气SO2污染的主要来源
【解析】A．蛋白质的组成元素主要有C、H、O、N，某些蛋白质还含有P、S等元素，A正确；B．大多数硫化物和硫酸盐比较稳定，地壳中化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在，B正确；C．硫粉在过量的纯氧中燃烧生成SO2，不能直接得到SO3，SO2进一步氧化得到SO3，C错误；D．化石燃料、含硫矿物均含有硫元素，高温下与空气反应生成SO2，是大气SO2污染的主要来源，D正确；故选C。
2．盛有氯化钡稀溶液的甲、乙两试管分别通入SO2至饱和，若向甲试管中加入足量双氧水，乙试管中加入足量氢氧化钠溶液，则下列叙述正确的是( ) A．甲、乙两试管都有白色沉淀生成 B．甲、乙两试管都没有白色沉淀生成 C．甲试管没有白色沉淀生成而乙试管有 D．甲试管有白色沉淀生成而乙试管没有
【解析】二氧化硫与双氧水反应生成硫酸根，与氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀；二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸根离子，与氯化钡反应生成亚硫酸钡白色沉淀；所以甲中加入足量双氧水时，SO2被氧化为H2SO4，与BaCl2反应则得到BaSO4沉淀；当乙中加入足量NaOH溶液时，发生反应：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O，与BaCl2反应则得到BaSO3沉淀。
3．在实验室进行铁粉和硫粉混合加热的实验，产物又进行了系列实验，流程如下。下列说法正确的是（ ）A.气体A和D含有同一物质，且均为氧化产物B.硫元素一共参加了2个氧化还原反应C.沉淀F为黄色单质D.若固体B中加浓硫酸，发生反应时被氧化的和被还原的均为同一 种元素
【解析】首先铁粉和硫粉反应生成FeS，S和O2反应生成SO2，FeS与稀硫酸反应生成FeSO4和H2S，H2S和(H2SO4浓)反应生成S、SO2和H2O。A．由以上分析可知，气体A中SO2是氧化产物，气体D中SO2是还原产物，A错误；B．由以上分析可知，铁粉和硫粉反应生成FeS，S和O2反应生成SO2，H2S和H2SO4(浓)反应生成S、SO2和H2O，反应中S元素化合价都发生改变，故硫元素一共参加了3个氧化还原反应，B错误；C．沉淀F是S，是黄色沉淀，C正确；D．固体B为FeS，FeS和浓硫酸反应生成Fe2(SO4)3、S、SO2和H2O，其中被氧化的元素为Fe和S，被还原的元素为S，故发生反应时被氧化的和被还原的均不为同一种元素，D错误；故选C。
4．部分含硫物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是（ ）A．a可与O2反应直接生成cB．b既可被氧化，也可被还原C．可向H2O2中加入b制得dD．可存在b→c→d→b的转化关系
【解析】根据元素的化合价及物质类型，可知a是S单质，b是SO2，c是SO3，d是H2SO4，e是H2SO3，然后结合物质的性质分析解答。A．a是S单质，c是SO3。S与O2在点燃时发生反应产生SO2，不能产生SO3，A错误；B．b是SO2，S元素化合价为+4价，介于S元素的最高+6价和最低-2价之间，因此SO2既有氧化性，又有还原性，也就是说该物质既可被氧化，也可被还原，B正确；C．H2O2具有氧化性，b是SO2，该物质具有还原性，向H2O2中加入SO2，二者发生氧化还原反应产生H2SO4，C正确；D．SO2与O2在催化剂存在条件下被氧化为SO3，SO3与H2O反应产生H2SO4，H2SO4与Na2SO3在溶液中发生反应产生SO2气体，故存在b→c→d→b的转化关系，D正确；故合理选项是A。
互不交叉规律、邻位价态规律、互不反应规律、连续氧化规律
科学性、可行性、安全性和绿色化
设计实验探究不同价态含硫物质的转化
实验探究不同价态含硫物质的转化
设计实验方案→讨论实验方案可行性→实施实验方案→归纳整理得出结论