2018-2019版高中化學 專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 第一單元 含硫化合物的性質和應用 第3課時學案 蘇教版必修1.doc
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第3課時 硫和含硫化合物的相互轉化 [學習目標定位] 1.知道硫的存在及其化學性質，會寫有關的化學方程式。2.能夠從硫元素化合價的變化角度理解不同含硫物質之間的相互轉化，知道影響它們轉化的因素，會寫有關的化學方程式。 一、硫 1．閱讀教材，判斷下列關于硫的敘述是否正確？ (1)硫在自然界中既能以化合態(tài)存在，又能以游離態(tài)存在( ) (2)石油、煤等化石燃料中常含有硫元素( ) (3)硫是一種淡黃色的不溶于水的固體( ) (4)實驗室用二硫化碳除去附著在試管壁上的硫黃( ) 答案 (1)√ (2)√ (3)√ (4)√ 2．硫是較活潑的非金屬元素，能與許多金屬、非金屬發(fā)生反應。請寫出硫分別與①Fe、②Cu、③H2、④O2反應的化學方程式，并指明各反應的氧化劑和還原劑。 答案?、貴e＋SFeS，S是氧化劑，Fe是還原劑； ②2Cu＋SCu2S，S是氧化劑，Cu是還原劑； ③H2＋SH2S，S是氧化劑，H2是還原劑； ④S＋O2SO2，S是還原劑，O2是氧化劑。 硫的性質 注 (1)除去硫，可用CS2溶解。 (2)3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O S既表現氧化性，又表現還原性。用熱的NaOH溶液可除去單質硫。 【例1】 下列化合物中，不能由組成該化合物的兩種元素的單質直接化合而成的是( ) A．Cu2S B．SO3 C．FeS D．H2S 答案 B 解析 由于S的氧化性相對O2和Cl2較弱，只能將變價金屬氧化成較低價態(tài)，故S與Cu、Fe化合，分別生成Cu2S、FeS，S與O2直接化合只能生成SO2，S與H2化合生成H2S。 【例2】 硫的氧化性不如氧氣強，在下列敘述中不能說明這一事實的是( ) A．S＋O2SO2，O2是氧化劑、S是還原劑 B．S是淡黃色固體，O2是無色氣體 C．氫硫酸放置在空氣中易變渾濁(2H2S＋O2===2S↓＋2H2O) D．S和Cu反應只能生成Cu2S(硫化亞銅)，而O2與Cu反應生成CuO 答案 B 解析 A項，S與O2化合時，O2作氧化劑，硫作還原劑，說明氧氣的氧化性比硫強；B項，不同單質的氧化性強弱與單質的存在狀態(tài)無必然聯系；C項，氫硫酸放置在空氣中易變渾濁，是氧氣將硫置換出來，說明氧氣的氧化性比硫強；D項，S可以將Cu氧化生成Cu2S(Cu的化合價為＋1)，而O2可以將Cu氧化為CuO(Cu的化合價為＋2)，說明氧氣的氧化性比硫強。 二、硫和含硫化合物相互轉化 1．常見不同價態(tài)硫的化合物 (1)－2價：H2S、Na2S、FeS等。 (2)＋4價：SO2、H2SO3、Na2SO3等。 (3)＋6價：SO3、H2SO4、Na2SO4等。 2．通過下表中實驗可完成不同價態(tài)硫元素物質之間的轉化，請?zhí)顚懴卤恚? 實驗內容 現象 化學方程式 價態(tài)變化 汞與硫黃反應 有黑色固體生成 Hg＋S===HgS ―→ 硫黃在氧氣中點燃 硫黃在O2中燃燒，產生明亮的藍紫色火焰 S＋O2SO2 ―→ Na2SO3被空氣中的氧氣氧化 無明顯現象 2Na2SO3＋O2===2Na2SO4 ―→ 將Cu片放入濃硫酸中加熱 溶液加入水變藍色，有刺激性氣味的氣體生成 2H2SO4(濃)＋CuCuSO4＋SO2↑＋2H2O ―→ 3.下表中的實驗可完成相同價態(tài)硫元素物質之間的轉化，請?zhí)顚懴卤恚? 實驗內容 現象 化學方程式 價態(tài)變化 Na2SO3與 H2SO4反應制SO2 產生有刺激性氣味的氣體 Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O ―→， ―→ H2SO4溶液中滴加BaCl2溶液 產生白色沉淀 BaCl2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HCl ―→ 過量NaOH溶液吸收SO2 無明顯現象 SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O ―→ H2SO4溶液中滴加NaOH溶液 無明顯現象 H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O ―→ 硫及含硫化合物的轉化 (1)不同價態(tài)的含硫化合物間通過氧化還原反應規(guī)律來轉化 H2 O2O3 (2)相同價態(tài)的含硫化合物間通過非氧化還原反應(酸堿鹽間的反應)規(guī)律來轉化 H2SNaHSNa2S SO2H2SO3NaHSO3Na2SO3Na2SO4 (3)相鄰價態(tài)的微粒不發(fā)生氧化還原反應 如S和H2S、S和SO2、SO2和濃硫酸之間不發(fā)生氧化還原反應。 (4)含硫物質的連續(xù)氧化 硫元素 【例3】 Na2SO3中有＋4價的硫，它既有氧化性又有還原性，現有試劑：溴水、Na2S溶液、Na2SO3溶液、H2SO4、NaOH溶液、氨水。 (1)要證明Na2SO3具有還原性，應選用的試劑有________________________，看到的現象是________________，反應的離子方程式為_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)要證明Na2SO3具有氧化性，應選用的試劑有________________________，看到的現象是________________，反應的離子方程式為___________________________________________。 (3)證明H2SO3的酸性小于H2SO4，選用的試劑有________________________，反應的現象是______________，反應的離子方程式為___________________________________________ ________________________________________________________________________。 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 有黃色渾濁出現 SO＋2S2－＋6H＋===3S↓＋3H2O (3)Na2SO3溶液、H2SO4 有刺激性氣味的氣體產生 SO＋2H＋===SO2↑＋H2O 解析 (1)要證明Na2SO3具有還原性，應選用氧化性物質溴水。向Na2SO3溶液中滴加溴水，溴水褪色，說明Na2SO3具有還原性。 (2)要證明Na2SO3具有氧化性，應選用還原性物質Na2S溶液和H2SO4。先加入少量H2SO4，使反應在酸性環(huán)境中進行，為反應提供H＋，再向Na2SO3溶液中滴加Na2S溶液，若溶液中出現黃色渾濁，說明有單質硫生成，也說明Na2SO3具有氧化性。 (3)要證明H2SO3的酸性小于H2SO4，應選用的試劑為Na2SO3溶液和H2SO4，向Na2SO3溶液中滴加硫酸，若有氣泡產生，說明H2SO3的酸性小于H2SO4。 【例4】 下圖表示物質A～F之間的轉化關系，其中A為淡黃色固體物質，B、C為無色溶液，D為氣體，E、F為白色沉淀。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝? (1)寫出各物質的化學式： A__________，B___________，C_____________， D__________，E___________，F_____________。 (2)寫出下列反應的化學方程式： B―→A：________________________________________________________________。 B―→C：_________________________________________________________________。 (3)寫出C―→F的離子方程式：_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)在A～F六種物質中，既有氧化性又有還原性的是________(填字母代號)。 答案 (1)S H2SO3 H2SO4 SO2 BaSO3 BaSO4 (2)H2SO3＋2H2S===3S↓＋3H2O H2SO3＋Cl2＋H2O===H2SO4＋2HCl (3)SO＋Ba2＋===BaSO4↓ (4)ABDE 解析 中學階段學過的淡黃色固體物質有S、Na2O2和AgBr，其中能與O2反應的是硫，則D為SO2，B為H2SO3，E為BaSO3，C為H2SO4，F為BaSO4。硫元素的最高正價為＋6價，最低負價為－2價。含處于中間價態(tài)硫元素的物質，既具有氧化性又具有還原性。 1．硫及其化合物之間轉化關系如下： 2．硫及其化合物轉化原理 (1)通過氧化還原反應可以實現含有不同價態(tài)硫元素的物質之間的轉化。 (2)通過非氧化還原反應可以實現含有相同價態(tài)硫元素的不同物質之間的轉化。 1．正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“” (1)硫的非金屬性較強，所以只以化合態(tài)存在于自然界中( ) (2)分離黑火藥中的硝酸鉀、木炭、硫黃要用到二硫化碳、水及過濾操作( ) (3)硫與金屬或非金屬反應時均作氧化劑( ) (4)不能由單質直接化合而制得CuS、CuCl2、Fe2S3、FeCl2( ) (5)含硫化合物間的轉化，既可以通過氧化還原反應實現，也可以通過非氧化還原反應實現( ) (6)因為SO2具有還原性，所以不能用濃H2SO4干燥SO2( ) (7)3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，在該反應中，硫既作氧化劑，又作還原劑?？梢杂脽岬腘aOH溶液洗滌沾有硫的試管( ) (8)因為Cu(或Fe)與Cl2反應生成高價態(tài)的氯化物，而Cu(或Fe)與S反應生成低價態(tài)的硫化物，所以氧化性：Cl2>S( ) 答案 (1) (2)√ (3) (4) (5)√ (6) (7)√ (8)√ 2．下列關于硫的說法不正確的是( ) A．試管內壁附著的硫可用二硫化碳溶解除去 B．游離態(tài)的硫存在于火山噴口附近或地殼的巖層里 C．單質硫既有氧化性，又有還原性 D．硫在過量純氧中的燃燒產物是三氧化硫 答案 D 解析 硫燃燒時只能生成SO2，SO3可由SO2催化氧化制取，D項錯誤。 3．能實現下列物質間直接轉化的元素是( ) 單質氧化物酸或堿鹽 A．硅 B．硫 C．銅 D．鐵 答案 B 解析 SiO2與水不能反應，A錯誤；銅和鐵對應的氧化銅、氧化鐵不能直接和水反應，C、D錯誤；SSO2H2SO3Na2SO3，B正確。 4．下列變化，需要加入還原劑才能實現的是( ) A．H2SO4―→SO2 B．H2S―→SO2 C．S―→SO2 D．SO―→SO2 答案 A 5．在通常情況下，A為固體單質，能發(fā)生如下轉化關系，其中化合物B在常溫常壓下為氣體，B和C的相對分子質量之比為4∶5，化合物D是重要的工業(yè)原料。請回答： (1)寫出A→E的化學式： A____________，B______________，C______________， D________________，E________________。 (2)寫出下列轉化的化學方程式： B→C：________________________________________________________________________； D→B：________________________________________________________________________； B→E：________________________________________________________________________。 答案 (1)S SO2 SO3 H2SO4 H2SO3 (2)2SO2＋O22SO3 C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O[或Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O等] SO2＋H2OH2SO3 解析 該題的突破口在固態(tài)單質A跟空氣反應生成的B為氣體，符合這種轉化的只有非金屬單質C、S，在空氣中燃燒生成CO、CO2、SO2氣體，但CO、CO2不能實現圖中的轉化，所以A是S，B是SO2，C是SO3，D是H2SO4，E是H2SO3。最后驗證B和C的相對分子質量之比確為4∶5。 [對點訓練] 題組一 硫的性質及其應用 1．下列說法中正確的是 ( ) A．硫是一種不溶于水的淡黃色固體 B．硫與金屬反應時作氧化劑，與非金屬反應時作還原劑 C．硫與鐵反應時生成硫化鐵 D．硫在自然界中僅以化合態(tài)存在 答案 A 解析 硫與H2反應時作氧化劑；與鐵反應生成硫化亞鐵；硫在自然界中既有化合態(tài)又有游離態(tài)。 2．0.05 mol某單質與0.8 g硫在一定條件下完全反應，該單質可能是( ) A．H2 B．O2 C．K D．Zn 答案 C 3．常溫下單質硫主要以S8形式存在。加熱時，S8會轉化為S6、S4、S2等。當溫度達到750 ℃時，硫蒸氣主要以S2形式存在(占92%)。下列說法中正確的是( ) A．S8轉化為S6、S4、S2屬于物理變化 B．不論哪種硫分子，完全燃燒時都生成SO2 C．S2、S4、S6、S8物理性質相同 D．把硫單質在空氣中加熱到750 ℃即得S2 答案 B 解析 硫單質之間的轉化為化學變化，完全燃燒的產物為SO2，硫單質在空氣中加熱會燃燒生成SO2，不可能轉化成S2。 題組二 含硫化合物的性質及其應用 4．已知①Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑、②Zn＋2H2SO4(濃)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O。下列說法不正確的是 ( ) A．濃硫酸和稀硫酸均有氧化性，所以硫酸是氧化性酸 B．過量的Zn在濃硫酸中反應可得SO2和H2 C．Zn與稀硫酸反應的氧化產物是ZnSO4 D．不管是濃硫酸還是稀硫酸，若反應過程中被還原的H2SO4物質的量相等，則生成氣體的物質的量相等 答案 A 解析 從反應方程式知濃硫酸和稀硫酸均有氧化性，但稀硫酸不是氧化性酸，A錯；過量的Zn在濃H2SO4中反應先生成SO2，硫酸變稀后生成H2，B、C正確；Zn分別與濃硫酸和稀硫酸的反應中，有1 mol H2SO4被還原時分別生成1 mol SO2和1 mol H2，D正確。 5．已知下列氧化劑均能氧化＋4價的硫元素，為了除去稀硫酸中混有的亞硫酸，應選用最合理的氧化劑是( ) A．KMnO4 B．Ca(ClO)2 C．H2O2 D．Cl2 答案 C 6．下列關于氫硫酸、亞硫酸、硫酸的敘述正確的是( ) A．它們都是酸，因此彼此不發(fā)生反應 B．只有亞硫酸可以露置在空氣中，其他酸不行 C．鑒別三種酸溶液時，只要分別滴加BaCl2溶液即可 D．它們都是二元酸，酸性：H2S＜H2SO3＜H2SO4 答案 D 解析 氫硫酸能與亞硫酸、濃硫酸反應，在空氣中能被氧氣氧化。亞硫酸與氫硫酸、O2反應，不與濃硫酸反應，不能露置在空氣中。濃硫酸具有吸水性，不能露置于空氣中。向三種酸中加BaCl2溶液，只有H2SO4能反應。 7．把SO2通入NaOH溶液中，當SO2和NaOH完全反應時，其質量比為6∶5，則下列說法正確的是( ) A．反應后SO2有剩余 B．溶液不再吸收SO2 C．只生成Na2SO3 D．溶液中Na2SO3和NaHSO3均存在 答案 D 解析 SO2通入NaOH溶液可能發(fā)生反應：SO2＋2NaOH(過量)===Na2SO3＋H2O、SO2(過量)＋NaOH===NaHSO3。當n(NaOH)∶n(SO2)＝2∶1時，反應后生成Na2SO3；當n(NaOH)∶n(SO2)＝1∶1時，反應后生成NaHSO3；當1∶1
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