2023-2023学年苏教版必修第一册 4-2 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[课标要点]1.了解不同价态硫元素的化合物之间的转化。2．学会从氧化还原反应的角度预测和研究化合物的性质及转化。3．了解氧化还原反应的配平。研习一硫的性质[自读教材]硫元素常见化合价为－2、0、＋4、＋6价，硫单质中硫元素的化合价既能升高，又能降低，即单质硫既有________又有________。答案：还原性氧化性1．与金属单质的反应，表现氧化性S＋Feeq\o(=,\s\up14(△))________(黑色固体)S＋2Cueq\o(=,\s\up14(△))________(黑色固体)注：由于氧化性Cl2>S，故Cl2与Cu、Fe反应生成高价CuCl2、FeCl3，而S与Cu、Fe反应生成低价Cu2S、FeS。S＋Hg=________(除去洒落的汞)答案：FeSCu2SHgS2．与非金属单质反应S＋O2eq\o(=,\s\up14(点燃))SO2(S表现还原性，但只能生成________)S＋H2eq\o(=,\s\up14(△))H2S(S表现________)答案：SO2氧化性3．与碱溶液的反应3S＋6KOHeq\o(=,\s\up14(△))2K2S＋K2SO3＋3H2O(S表现氧化性和还原性)(用________溶液洗涤试管中沾有的S，或者使用CS2)答案：碱4．与氧化性酸浓H2SO4反应S＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up14(△))3SO2↑＋2H2O5．硫单质的用途制造硫酸、化肥、火柴及杀虫剂等，还可以用于制造火药、烟花爆竹等。[演习经典]1．下列说法错误的是()A．残留在试管内壁上的硫可用CS2溶解除去，也可用热的NaOH溶液除去B．硫单质与变价金属反应时一般生成低价态金属硫化物C．汞蒸气有毒，实验室里不慎洒落一些汞，可撒上硫粉进行处理D．单质硫燃烧时，氧气少量时生成SO2，氧气足量时生成SO3答案：D解析：硫易溶于CS2且能与NaOH溶液反应：3S＋6NaOHeq\o(=,\s\up14(△))2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，A项正确。硫单质的氧化性较弱，与变价金属反应时一般生成低价态金属硫化物，如FeS、Cu2S等，B项正确。汞可与S发生反应Hg＋S=HgS，所以可用硫粉处理Hg，C项正确。单质硫燃烧时，产物只能是SO2，无论O2的量是否充足，均不会生成SO3，D项错误。2．不能由单质直接化合而制得的物质有()A．Cu2S B．FeSC．FeCl3 D．CuS答案：D解析：硫是弱氧化剂，与变价的金属反应，只能把金属氧化到低价态，而氯气是较强的氧化剂，能把变价的金属氧化到高价态。研习二含硫物质的相互转化[自读教材]1．含硫物质多种多样，它们的主要性质总结如下(1)硫化氢(H2S)：不稳定性、还原性(包括可燃性)。(2)氢硫酸(H2S的水溶液)：不稳定性、________性、________(S2－)、________(H＋)。(3)二氧化硫(SO2)：酸性氧化物，具有还原性、氧化性、漂白性。(4)亚硫酸(H2SO3)：酸性、不稳定性、氧化性、还原性。(5)浓硫酸(H2SO4)：酸性、难挥发性(高沸点)、吸水性、脱水性、强氧化性。答案：(2)弱酸还原性氧化性2．硫及其化合物之间典型的氧化还原转化①____________________②H2＋Seq\o(=,\s\up14(△))H2S③O2＋Seq\o(=,\s\up14(点燃))SO2④2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O⑤、⑥____________________⑦Fe＋Seq\o(=,\s\up14(△))FeS⑧______________________⑨SO3＋H2O=H2SO4答案：2H2S＋O2(少量)eq\o(=,\s\up14(点燃))2S＋2H2O2SO2＋O2eq\o(,\s\up14(催化剂),\s\do14(△))2SO32H2SO3＋O2=2H2SO4[研习重难]硫元素不同价态转化规律(1)不同价态的硫是通过氧化还原反应规律联系的，相同价态的硫是通过酸碱反应规律联系的。(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，如H2eq\o(S,\s\up6(－2))eq\o(,\s\up14(O2不足),\s\do14(H2、△))eq\o(S,\s\up6(0))eq\o(,\s\up14(O2),\s\do14(H2S))eq\o(S,\s\up6(＋4))O2eq\o(→,\s\up14(O2))eq\o(S,\s\up6(＋6))O3，H2S＋H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up14(△))S升高2价↓＋S降低2价O2↑＋2H2O。(3)相邻价态的粒子之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。(4)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↓＋2H2O2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4=3Na2SO4＋3S↓＋3H2O(5)含硫物质的连续氧化：硫元素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(H2S\o(→,\s\up14(足量O2))SO2\o(→,\s\up14(O2))SO3\o(→,\s\up14(H2O))H2SO4,S\o(→,\s\up14(O2))SO2\o(→,\s\up14(O2))SO3\o(→,\s\up14(H2O))H2SO4))[演习经典]1．用硫及其化合物制硫酸有下列三种反应途径，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：Seq\o(→,\s\up14(浓HNO3))H2SO4途径②：Seq\o(→,\s\up14(O2))SO2eq\o(→,\s\up14(O2))SO3eq\o(→,\s\up14(H2O))H2SO4途径③：FeS2eq\o(→,\s\up14(O2))SO2eq\o(→,\s\up14(O2))SO3eq\o(→,\s\up14(H2O))H2SO4A．途径①的反应中体现了浓HNO3的强氧化性B．途径②、③的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2的浓度来降低成本C．由途径①、②、③分别制取1molH2SO4，理论上各转移6mole－D．途径②、③比途径①污染相对小且原子利用率高，更能体现“绿色化学”的理念答案：C解析：途径①属于浓硝酸和非金属单质的反应，体现了浓硝酸的强氧化性，A项正确。途径②、③的第二步反应为可逆反应，可以通过增大O2的浓度来提高二氧化硫的转化率，降低成本，B项正确。由途径①、②分别制取1molH2SO4，理论上各消耗1molS，各转移6mole－，而途径③转移电子数大于6mol，C项错误。2．下列离子方程式书写正确的是()A．氯化铁溶液中通入硫化氢，有淡黄色沉淀生成：Fe3＋＋H2S=Fe2＋＋2H＋＋S↓B．过量的SO2通入NaOH溶液中：SO2＋OH－=HSOeq\o\al(－,3)C．铜片在加热条件下与浓硫酸反应：Cu＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋eq\o(=,\s\up14(△))Cu2＋＋SO2↑＋2H2OD．SO2使溴水褪色：2SO2＋Br2＋2H2O=2SOeq\o\al(2－,4)＋2Br－＋4H＋答案：B解析：A项，反应电荷不守恒，正确的离子方程式为2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋2H＋＋S↓；B项，过量的SO2通入NaOH溶液中生成NaHSO3，正确的离子方程式为SO2＋OH－=HSOeq\o\al(－,3)；C项，在浓硫酸中，水的含量极低，硫酸大部分以H2SO4分子的形式存在，H＋浓度很小，不能拆写成离子形式；D项，氧原子个数不守恒，电荷不守恒。3．已知A是一种不溶于水的固体，在一定的条件下有下列转化关系(部分产物及H2O省略)。试回答：(1)写出物质的化学式：A________，E________。(2)写出由B和C反应生成A，由F的浓溶液生成C的化学方程式：B＋C→A________________________________________________________________________，F(浓)→C________________________________________________________________________。(3)写出D和F的稀溶液反应的离子方程式________________________________________________________________________。答案：(1)SSO3(2)2H2S＋SO2=3S↓＋2H2OCu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up14(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O(3)FeS＋2H＋=Fe2＋＋H2S↑解析：由A＋H2→B，A＋O2eq\o(→,\s\up14(点燃))C知：A中元素的化合价既能升高，也能降低，故A为非金属单质，B为氢化物，C为氧化物，且B＋C→A，则A为硫，进一步推知B为H2S，C为SO2，D为FeS，E为SO3研习三氧化还原反应配平[自读教材]1．配平原则答案：相等不变电荷总数2．配平步骤以碳与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫为例。步骤1：标价态。标出化合价发生________的元素的化合价。eq\o(C,\s\up6(0))＋H2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4(浓)——eq\o(C,\s\up6(＋4))O2＋eq\o(S,\s\up6(＋4))O2＋H2O步骤2：标方向和数目。标出电子转移的________和________。步骤3：电子数目相等。找出得失电子数目的__________。步骤4：配平。根据________配平其他物质的化学计量数，并添加气体沉淀符号，注明反应条件，将单线改为双线。C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up14(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O答案：变化方向数目最小公倍数质量守恒定律[研习重难]配平的基本方法(1)正向配平法：化合价全部发生变化，使用正向配平法。H2S＋H2SO4(浓)→S＋SO2＋H2Oeq\o(S,\s\up6(－2))→eq\o(S,\s\up6(0))↑2×1eq\o(S,\s\up6(＋6))→eq\o(S,\s\up6(＋4))↓2×1故配平方程式为H2S＋H2SO4(浓)=S↓＋SO2↑＋2H2O。(2)逆向配平法：选择氧化产物、还原产物作基准物，从生成物配平方程式。适用于部分氧化还原反应，如分解反应、歧化反应。Cl2＋NaOH→NaCl＋NaClO3＋H2O(歧化反应)Naeq\o(C,\s\up6(－1))l→eq\o(Cl,\s\up6(0))↑1×5，NaCl系数为5eq\o(NaClO3,\s\up6(＋5))→eq\o(Cl,\s\up6(0))↓5×1，NaClO3系数为1则3Cl2＋6NaOH=5NaCl＋NaClO3＋3H2O。(3)缺项配平法：某些反应物、生成物的分子式未写出，根据原子、电荷、电子三大守恒以及溶液酸碱性补充相应物质。①配平方法先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数，然后由电荷守恒确定未知物，再根据原子守恒进行配平。②补项原则条件补项原则酸性条件下缺H或多O补H＋，少O补H2O碱性条件下缺H或多O补H2O，少O补OH－(4)“四步法”突破新情景下氧化还原反应方程式的书写eq\x(第1步)—eq\x(根据题干信息或流程图，判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物)↓eq\x(第2步)—eq\x(按“氧化剂＋还原剂——还原产物＋氧化产物”写出方程式，根据得失电子守恒配平上述四种物质)↓eq\x(第3步)—eq\x(根据电荷守恒和反应物的酸碱性，在方程式左边或右边补充H＋、OH－或H2O等)↓eq\x(第4步)—eq\x(根据质量守恒配平反应方程式)[演习经典]1．(2021·成都检测)用高铁酸钠(Na2FeO4)对河湖水消毒是城市饮水处理的新技术。一种生成Na2FeO4的反应如下：Fe2O3＋Na2O2(氧为－1价)→Na2FeO4＋Na2O(未配平)，下列说法不正确的是()A．Na2O2既是氧化剂又是还原剂B．Fe2O3在反应中失去电子C．配平后为Fe2O3＋3Na2O2=2Na2FeO4＋Na2OD．Na2FeO4能消毒杀菌是因其具有强氧化性答案：A解析：在反应Fe2O3＋Na2O2(氧为－1价)→Na2FeO4＋Na2O中，Fe2O3中的铁元素失电子被氧化，化合价由＋3价升高到＋6价，故Fe2O3是还原剂，Na2O2中氧元素得电子被还原，化合价由－1价降到－2价，故Na2O2是氧化剂；由得失电子守恒和原子守恒配平为Fe2O3＋3Na2O2=2Na2FeO4＋Na2O；Na2FeO4中Fe处于高价态，具有强氧化性，所以能用于自来水的杀菌消毒。2．配平下列化学方程式：(1)eq\x()Cu＋eq\x()HNO3(稀)=eq\x()Cu(NO3)2＋eq\x()NO↑＋eq\x()H2O(2)eq\x()KI＋eq\x()KIO3＋eq\x()H2SO4=eq\x()I2＋eq\x()K2SO4＋eq\x()H2O(3)eq\x()MnOeq\o\al(－,4)＋eq\x()H＋＋eq\x()Cl－=eq\x()Mn2＋＋eq\x()Cl2↑＋eq\x()H2O答案：(1)38324(2)513333(3)21610258解析：按照“标→等→定→平→查”的步骤，根据电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平。要关注(1)中的酸除作氧化剂外，还起到酸的作用。3．(2021·北京四中检测)化学实验中，如使某步中的有害产物作为另一步的反应物，形成一个循环，就可不再向环境中排放该种有害物质。例如：请回答下列问题：(1)配平并回答问题，用单线桥标出2个反应电子的转移方向和数目。反应①：____Na2Cr2O7＋____HCl=____NaCl＋____CrCl3＋____Cl2↑＋____，氧化剂____，氧化产物____。反应⑥：____ClOeq\o\al(－,3)＋____CrOeq\o\al(－,2)＋________=_____