高中化学必修1学案专题4第一单元第3课时硫和含硫化合物的相互转化

第3课时硫和含硫化合物的相互转化一、硫在自然界中的存在、硫单质的性质1．硫在自然界中的存在2．硫单质的性质二、含硫化合物的相互转化1．不同价态的含硫化合物2.含硫物质的相互转化(1)写出上述转化反应的方程式：①2SO2＋O2eq\o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))2SO3；②2Na2SO3＋O2=2Na2SO4；③2H2SO3＋O2=2H2SO4；④2NaOH＋SO2=Na2SO3＋H2O；⑤Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋SO2↑；⑥SO2＋H2OH2SO3；⑦SO3＋H2O=H2SO4；⑧2NaOH＋H2SO4=Na2SO4＋2H2O；⑨H2SO4＋BaCl2=BaSO4↓＋2HCl；⑩S＋O2eq\o(=,\s\up17(点燃))SO2；⑪S＋Hg=HgS。(2)不相同价态的含硫化合物间，通过氧化还原反应规律来转化：H2eq\o(S,\s\up6(－2))eq\o(,\s\up17(氧化),\s\do15(还原))eq\o(S,\s\up6(0))eq\o(,\s\up17(氧化),\s\do15(还原))eq\o(S,\s\up6(＋4))O2eq\o(,\s\up17(氧化),\s\do15(还原))eq\o(S,\s\up6(＋6))O3(3)相同价态的含硫化合物间，通过复分解反应规律来转化：H2Seq\o(,\s\up17(NaOH),\s\do15(HCl))NaHSeq\o(,\s\up17(NaOH),\s\do15(HCl))Na2SSO2eq\o(,\s\up17(H2O),\s\do15(△))H2SO3eq\o(,\s\up17(NaOH),\s\do15(HCl))NaHSO3eq\o(,\s\up17(NaOH),\s\do15(HCl))Na2SO3探究点一硫及含硫化合物的性质及相互转化1．含硫物质多种多样，它们的主要性质总结如下：(1)硫(S)：氧化性、还原性。(2)硫化氢(H2S)：不稳定性、还原性(包括可燃性)。(3)氢硫酸(H2S水溶液)：不稳定性、弱酸性、还原性(S2－)、氧化性(H＋)。(4)二氧化硫(SO2)：酸性氧化物、具有还原性、氧化性、漂白性。(5)亚硫酸(H2SO3)：酸性、不稳定性、氧化性、还原性。(6)浓硫酸(H2SO4)：酸性、难挥发性(高沸点)、稳定性、吸水性、脱水性、强氧化性。2.硫及其化合物典型的氧化还原转化①2H2S＋O2eq\o(=,\s\up17(点燃))2S＋2H2O②H2＋Seq\o(=,\s\up17(△))H2S③O2＋Seq\o(=,\s\up17(点燃))SO2④2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O⑤、⑥2SO2＋O2eq\o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))2SO3⑦Fe＋Seq\o(=,\s\up17(△))FeS⑧2H2SO3＋O2=2H2SO43．含硫化合物典型的非氧化还原转化(1)二氧化硫、亚硫酸及其盐之间的转化①、②SO2＋H2OH2SO3③H2SO3＋NaOH=NaHSO3＋H2O④2NaHSO3＋H2SO4=Na2SO4＋2H2SO3⑤NaHSO3＋NaOH=Na2SO3＋H2O⑥Na2SO3＋H2O＋SO2=2NaHSO3(或2Na2SO3＋H2SO4=2NaHSO3＋Na2SO4)⑦Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋H2O⑧SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O⑨2NaHSO3＋H2SO4=Na2SO4＋2SO2↑＋2H2O⑩SO2＋NaOH=NaHSO3(2)三氧化硫、硫酸及其盐之间的转化①SO3＋H2O=H2SO4②H2SO4＋NaOH(少量)=NaHSO4＋H2O③NaHSO4＋NaOH=Na2SO4＋H2O④SO3＋2NaOH=Na2SO4＋H2O(或SO3＋Na2O=Na2SO4)硫及其化合物之间的相互转化在生产中有着很重要的应用，如工业上硫酸的制取、二氧化硫的吸收以及硫酸型酸雨的形成和防治，都涉及硫及其化合物的相互转化。【例1】在通常状况下，A为固态单质。根据右图的转化关系，回答问题：(1)写出A～E的化学式：A________，B________，C________，D________，E________。(2)写出下列反应的化学方程式：①E→C________________________________________________________________________；②C→D________________________________________________________________________。【思路分析】物质的连续氧化过程在本题的推断过程中是一个明显的突破口，其转化关系为Aeq\o(→,\s\up17(O2))Ceq\o(→,\s\up17(O2))Deq\o(→,\s\up17(H2O))E。中学化学中符合这一转化关系的有：硫元素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(H2S\o(→,\s\up17(O2足量))SO2\o(→,\s\up17(O2))SO3\o(→,\s\up17(H2O))H2SO4,S\o(→,\s\up17(O2))SO2\o(→,\s\up17(O2))SO3\o(→,\s\up17(H2O))H2SO4))氮元素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(NH3\o(→,\s\up17(O2))NO\o(→,\s\up17(O2))NO2\o(→,\s\up17(H2O))HNO3,N2\o(→,\s\up17(O2))NO\o(→,\s\up17(O2))NO2\o(→,\s\up17(H2O))HNO3))钠元素：Naeq\o(→,\s\up17(O2))Na2Oeq\o(→,\s\up17(O2))Na2O2eq\o(→,\s\up17(H2O))NaOH另外有机化学中也常有连续氧化过程。【解析】因A为固态单质，则B为氢化物，C为其氧化物，故A为固态非金属单质。由Aeq\o(→,\s\up17(O2))Ceq\o(→,\s\up17(O2))Deq\o(→,\s\up17(H2O))E知，E为能与Cu反应的酸(浓H2SO4或HNO3)，由A为固态单质，推断A为S，B为H2S，C为SO2，D为SO3，E为浓H2SO4。【答案】(1)SH2SSO2SO3H2SO4(2)①Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up17(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O②2SO2＋O2eq\o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))2SO3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。请根据下图所示，回答下列问题：(1)X的化学式为H2S，Y的化学式为SO2。(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Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up17(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(3)欲制备Na2S2O3，从氧化还原角度分析，下列选项中合理的是B(填序号)。A．Na2S＋S B．Na2SO3＋SC．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21。解析：(1)X中S元素化合价是－2价且X为气态氢化物，所以X的化学式为H2S；Y中S元素化合价是＋4价且为氧化物，则Y的化学式为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的化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up17(△))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，结合题给选项，反应物中S元素化合价必须一个高于＋2价、一个低于＋2价。A项中两物质中S元素化合价都低于＋2价，C、D项中物质S元素的化合价都高于＋2价，只有B项符合题意。(4)X为H2S，与SO2混合可生成淡黄色固体，具体反应为2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O，该反应中氧化剂(SO2)与还原剂(H2S)的物质的量之比为12，氧化产物(S)与还原产物(S)的物质的量之比为21，它们的质量之比也为21。1．下列关于硫及其化合物的说法中正确的是(D)A．硫单质能直接和氧气反应生成三氧化硫B．所有的金属都会和浓硫酸发生钝化现象C．漂白粉溶液中通入过量二氧化硫，可观察到的现象是先产生白色沉淀后沉淀消失D．在硫酸工业的吸收塔中，采用浓硫酸吸收三氧化硫解析：硫单质与氧气不能直接反应生成SO3，故A错误；不是所有金属都会和浓硫酸发生钝化现象，故B错误；漂白粉具有强氧化性，把SO2氧化成SOeq\o\al(2－,4)，SOeq\o\al(2－,4)与Ca2＋结合生成CaSO4，现象是产生白色沉淀，且沉淀不消失，故C错误；硫酸工业制备中，常用98.3%的浓硫酸吸收SO3，故D正确。2．下列说法不正确的是(D)A．硫是一种淡黄色的不能溶于水，但能溶于CS2的晶体B．硫的化合物常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里C．单质硫既有氧化性又有还原性D．硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫，在纯氧中的燃烧产物是三氧化硫解析：本题从多个角度对硫单质的知识进行了考查，在A中考查了硫的溶解性，硫是一种不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2的淡黄色晶体，所以A是正确的；B中考查了硫的存在，硫及其化合物通常存在于火山喷发出的气体和矿泉水里，B也正确；C中对硫的价态情况进行了考查，在硫单质中，硫元素是0价，处于中间价态，既有氧化性，又有还原性，故C也是正确的；D中对单质硫的燃烧情况进行了考查，硫在燃烧时，只能生成SO2，不能得到SO3，故D错误。3．下列各组物质不能实现直接转化的是(C)A．S→SO2→H2SO4→MgSO4B．Cu→CuCl2→Cu(NO3)2→Cu(OH)2C．Al→Al2O3→Al(OH)3→NaAlO2D．Na→Na2O→Na2CO3→NaCl解析：因为Al2O3不与水反应，Al2O3不能直接转化为Al(OH)3，故C项符合题意。4．有关下列三个反应的叙述，正确的是(D)①2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O②S＋2H2SO4(浓)=3SO2↑＋2H2O③3S＋6KOHeq\o(=,\s\up17(△))2K2S＋K2SO3＋3H2OA．反应①说明SO2能与酸反应，具有碱性氧化物的性质B．反应②改用稀硫酸，则能放出氢气C．反应②和③说明S具有两性元素的性质D．反应③说明S既具有氧化性又具有还原性解析：反应①SO2作氧化剂说明二氧化硫具有氧化性，不能从氧化还原方面判断是否具有两性元素的性质；反应②说明S具有还原性，若改用稀硫酸不会放出H2；反应③硫的化合价既有升高，又有降低，因此既体现了还原性又体现了氧化性。5．现有Na2SO3、Na2SO4混合物样品ag，为了测定其中Na2SO3的质量分数，设计了如下方案，其中明显不合理的是(C)A．将样品配制成V1L溶液，取其中25.00mL用标准KMnO4溶液滴定，消耗标准KMnO4溶液的体积是V2B．向样品中加足量H2O2，再加足量BaCl2溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥，称量其质量为bgC．将样品与足量稀盐酸充分反应，生成的气体通过盛有碱石灰的干燥管，测得干燥管增重cgD．将样品与足量稀盐酸充分反应后，再加入足量BaCl2溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥，称量其质量为dg解析：Na2SO3与高锰酸钾发生氧化还原反应，通过消耗高锰酸钾的量可求出亚硫酸钠的量，从而求得亚硫酸钠的质量分数，A项合理；H2O2把亚硫酸钠氧化成硫酸钠，加入足量BaCl2溶液把硫酸根离子全部转化成沉淀，通过测BaSO4沉淀的质量得出硫酸钡的物质的量，硫酸钡的物质的量等于亚硫酸钠和硫酸钠的物质的量之和，根据亚硫酸钠和硫酸钠的总物质的量和总质量可求得亚硫酸钠的质量分数，B项合理；将样品与足量稀盐酸充分反应，生成的气体通过盛有碱石灰的干燥管，测得干燥管增重cg，但生成的气体中含氯化氢气体及水蒸气，所以测定的结果不准确，C项不合理；盐酸与亚硫酸钠反应除去亚硫酸钠，氯化钡与硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀，可求出硫酸钠的量，再求出亚硫酸钠的量，D项合理。6．硫单质在古代就被用于制造黑火药，黑火药的主要成分是硝酸钾、硫黄和木炭，在点燃条件下，发生的化学反应主要为2KNO3＋3C＋Seq\o(=,\s\up17(点燃))A＋N2↑＋3CO2↑(已配平)。试回答：(1)生成物中除了氮气与二氧化碳外，还有一种物质A，则A的化学式为K2S。(2)在黑火药的燃烧反应中，氧化剂为KNO3和S，被氧化的物质为C。(3)在黑火药燃烧后的固体