新教材2023版高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素第一节硫及其化合物第3课时不同价态含硫物质的转化学案新人教版必修第二册

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）H2Seq\o(,\s\up7(①O2（不足）),\s\do5(④H2、△))Seq\o(,\s\up7(②O2),\s\do5(⑤H2S))SO2eq\o(→,\s\up7(③O2))SO3写出③④⑤的化学方程式：③________________________________________________________________________________________________________________________________________________④________________________________________________________________________________________________________________________________________________⑤________________________________________________________________________________________________________________________________________________（2）Na2Seq\o(,\s\up7(①O2),\s\do5(②NaOH))Seq\o(,\s\up7(③NaOH),\s\do5(④Na2S、H＋))Na2SO3eq\o(→,\s\up7(⑤O2))Na2SO4二、硫及其化合物的“价—类二维图”①SO2＋2H2S=3S＋2H2O②S＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))SO2③2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3④SO3＋H2O=H2SO4⑤SO2＋H2O=H2SO3⑥H2SO3eq\o(=,\s\up7(△))SO2↑＋H2O⑦SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O⑧H2SO4＋2NaOH=Na2SO4＋2H2O⑨H2SO3＋2NaOH=Na2SO3＋2H2O⑩SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl⑪Cu＋2H2SO4（浓）eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O⑫2Na＋Seq\o(=,\s\up7(研磨))Na2S⑬H2S＋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：S2O32-＋2H＋=S↓＋SO2↑＋H②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293～303K时即析出Na2S2O3·5H2O。②在沸腾的状况下，使Na2SO3溶液同硫粉反应：Na2SO3＋Seq\o(=,\s\up7(△))Na2S2O3。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S2O82-＋2I－eq\o(=,\s\up7(Cu2＋))2SO42-＋I2、5S2O82-＋2Mn2＋＋8H2Oeq\o(=,\s\up7(Ag＋))10SO42-＋（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eq\o(→,\s\up7(＋O2（少量）))氧化物eq\o(→,\s\up7(＋H2O))酸或碱eq\o(→,\s\up7(NaOH或HCl))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＋3Seq\o(=,\s\up7(△))Al2S3B．S＋2H2SO4（浓）eq\o(=,\s\up7(△))2H2O＋3SO2↑C．H2Seq\o(=,\s\up7(△))H2＋SD．3S＋6NaOHeq\o(=,\s\up7(△))2Na2S＋Na2SO3＋3H2O5．（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aB．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：SO2eq\o(,\s\up7(H2O),\s\do5(△))H2SO3eq\o(,\s\up7(NaOH溶液),\s\do5(稀H2SO4))NaHSO3eq\o(,\s\up7(NaOH溶液),\s\do5(稀H2SO4))Na2SO3[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，eq\o(S,\s\up6(－2))是硫元素的最低价态，只有还原性；eq\o(S,\s\up6(＋6))是硫元素的最高价态，只有氧化性；eq\o(S,\s\up6(0))、eq\o(S,\s\up6(＋4))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）eq\o(=,\s\up7(△))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：Seq\o(→,\s\up7(O2))SO2eq\o(→,\s\up7(O2))SO3。（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：③SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4→Na2SO4eq\o(→,\s\up7(浓硫酸))NaHSO4→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=SO42-＋Cl－B．足量的SO2通入Na2CO3溶液中：CO32-＋SO2=CO2C．铁与硫混合加热：2Fe＋3Seq\o(=,\s\up7(△))Fe2S3D．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．Au2SB．Ag2SC．CuSD．FeS3．（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．COB．SO2C．Cl2D．CO24．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YB．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＋SB．Na2SO3＋SC．Na2SO3＋Na2SO4D．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．SO2SO3SFeS2CuFeS2CaSO4·2H2ONa2SO4·10H2O2．氧化还原2SO2＋O2eq\o(,\s\up14(催化剂),\s\do13(△))2SO3S＋H2H2SSO2＋2H2S=3S↓＋2H2O【学而思】1．②H2SO3＋2NaOH=Na2SO3＋2H2O③Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋SO2↑④SO2＋Na2SO3＋H2O=2NaHSO32．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：BD3．答案：B4．答案：BD5．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)SO3H2S(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，