实验活动5不同价态含硫物质的转化（导学案）（原卷版）

第五章化学生产中的重要非金属元素实验活动5不同价态含硫物质的转化【学习目标】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。【学习重点】实验探究不同价态含硫物质的转化关系【学习难点】利用氧化还原反应原理理解不同价态含硫物质的转化【课前预习】旧知回顾：以金属单质Ca和非金属单质C为例，如何实现各类物质的转化，写出相应的化学方程式。①转化关系模型：②化学方程式：新知预习：利用氧化还原反应原理，如何实现不同价态含硫物质的转化？请举例说明。①转化关系模型：②转化关系实例（化学方程式）：情境导入：观看视频—不同价态含硫物质的转化（见PPT视频）一、常见含硫物质的转化活动一、相同和不同价态含硫物质的转化任务一、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如图：②相同价态含硫物质间的转化可表示为：③含硫物质的转化小结：【注意】任务二、讨论交流：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？①邻位价态规律：②互不反应规律：③归中规律：④连续氧化规律：SOSO3H2SO4Na2SO4CuSO4BaSO4【对应训练】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SOeq\o\al(2－,4)和SO22．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①SH2SO4途径②SSO2SO3H2SO4A．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1molH2SO4，理论上各消耗1molS，各转移6moleD．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活动二、设计实验探究不同价态含硫物质的转化任务一、讨论交流：如何设计实验验证不同价态含硫物质的转化？①实验探究：②设计思路：③设计原则：任务二、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。转化目标转化前的含硫物质选择试剂预测转化后的含硫物质实验现象2→0H2SSNa2S0→2SH2SNa2S0→+4SSO2＋4→＋6SO2H2SO4Na2SO3Na2SO4＋6→＋4浓H2SO4SO2【对应训练】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．制取SO2B．验证SO2的还原性C．收集SO2D．吸收SO2A．A B．B C．C D．D2．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、H2SO4C．SO3、H2SO3、H2SO4 D．SO2、H2SO4、H2SO3二、实验探究不同价态含硫物质的转化【实验用品】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。活动一、实验探究不同价态含硫物质的转化任务一、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。实验操作现象实验一在一支试管中加入1mLNa2S溶液，边振荡边滴加H2SO3溶液，用浸NaOH溶液的棉团塞住试管口在一支试管中加入1mLNa2S溶液，边振荡边滴加酸性KMnO4溶液，用浸NaOH溶液的棉团塞住试管口实验二（选做）在燃烧匙里放少量硫，加热，直到发生燃烧，然后把盛有硫的燃烧匙由瓶口向下缓慢伸进充满氧气的集气瓶里，观察现象并写出相应的化学方程式。实验三向试管中加入1mL浓硫酸和一小块铜片，塞上带导管的单孔橡胶塞，加热实验四将0.5g硫粉和1.0g铁粉均匀混合，放在石棉网（或陶土网）上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端，当混合物呈红热状态时，移开玻璃棒任务二、归纳小结：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？①原则：②一般思路：【对应训练】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0.25g/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BaSO4C．加足量硝酸后的白色沉淀一定是BaSO4D．此实验能确定Na2SO3是否部分被氧化活动二、问题与讨论任务一、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？转化前的含硫物质转化后的含硫物质价态变化Na2SH2SO3H2SO4S（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？（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。任务二、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。[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____________________________。【对应训练】1．根据SO2通入不同溶液中实验现象，所得结论不正确的是（）溶液现象结论A氯水黄绿色溶液褪色SO2有还原性BH2S溶液产生黄色沉淀SO2有氧化性C酸性KMnO4溶液紫色溶液褪色SO2有漂白性DNa2SiO3溶液产生胶状沉淀酸性：H2SO3>H2SiO3A．A B．B C．C D．D2．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18mol·L－1)为50mL。下列有关判断正确的是()A.装置B中盛装的是浓硫酸，作用是干燥SO2B.装置C为安全瓶，防止装置D中的液体倒吸入装置B中C.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D.充分反应后，被还原的硫酸少于0.45mol【课后巩固】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3．元素及其化合物的转化关系是化学学习的重要内容之一，下列各组物质的转化关系，不能均由一步反应实现的是（）A．B．Fe→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3C．Na→Na2O→Na2O2→Na2CO3D．4．在硫酸的工业生产过程中，SO3的吸收过程是在吸收塔中进行的，吸收塔里还装入了大量瓷环。下列有关说法错误的是（）A．从①处通入SO3整个吸收操作采取逆流的形式B．从②处喷下98.3%的浓硫酸，瓷环的作用是增大接触面积C．从③处导出的气体只含有少量的SO2，可直接排入空气中D．从④处流出的是可用水或稀硫酸稀释的浓硫酸5．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6．固态单质甲及其化合物之间的转化如图所示(某些产物及反应条件略去)。下列分析错误的是（）A．甲在空气中燃烧产生淡蓝色火焰B．工业上乙→丙的条件是：高温、高压、催化剂C．乙和丙的相对分子质量比为4：5D．戊既有还原性又有氧化性7．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c B．b既可被氧化，也可被还原C．可向H2O2中加入b制得d D．可存在b→c→d→b的转化关系8．“价一类”二维图是预测物质性质的重要思维工具。如图是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系：(1)图中X、Y、Z三种物质中，属于电解质的是__________________(用化学式表示)。(2)的电离方程式为_____________________________________________。(3)硫代硫酸钠俗称海波。从类别的角度分析，其属于_______(填标号)。A．盐

B、碱

C．酸

D．氧化物从价态的角度分析，_______(填标号)A．只有氧化