不同价态含硫物质的转化-讲义

高中化学人教版（2019）必修第二册

【5.1.3不同价态含硫物质的转化】【学习要点】硫及含硫化物的转化、含硫化合物的性质及制备

【知识梳理】

1.自然界中硫元素的存在游离态：火山喷口及地壳的岩层中。化合态①硫化物：黄铁矿（）、黄铜矿（）②硫酸盐：石膏（）、芒硝（）③其他：蛋白质、化石燃料（煤、石油、天然气）

2.硫及其化合物的转化关系

（1）硫元素的化合价相同的物质相互转化，发生非氧化还原反应，主要试剂是酸、碱、盐、氧化物等；硫元素的化合价不同的物质相互转化，发生氧化还原反应，主要试剂是氧化剂和还原剂。（2）氧化还原反应转化链物质连续被氧化，一般是因为中心元素存在多种价态

【典例分析】

例1.单质到盐的转化关系可表示为：下述转化关系不正确的是(

)A.

Na→O2Na2O→H2ONaOH→CH3COOH

CH3COONa

B.

Mg→O2MgO→H2OMg(OH)2→HCl

MgCl2

C.

C→O2CO2→H2OH2CO3→Ca(OH)2【解析】A.钠与氧气反应生成氧化钠，氧化钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠与醋酸反应生成醋酸钠和水，符合转化关系，故A正确，但不符合题意；

B.镁与氧气反应生成氧化镁，氧化镁难溶于水，与水不反应，不符合转化关系，故B不正确，符合题意；

C.碳与氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，符合转化关系，故C正确，但不符合题意；

D.硫与氧气反应生成二氧化硫，二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸与氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，符合转化关系，故D正确，但不符合题意；故答案为：B例2.工业尾气中含有的SO2对环境有害，采取合理的方法可以将其转化为硫化钙、硫酸钾等有用的物质。其一种转化路线如图所示：（1）提高尾气中SO2的去除率，在高温反应时可采用的常用措施是________，得到的固体产物A是________(写化学式)。（2）反应Ⅰ的化学方程式为________，该反应需在60℃～70℃下进行，温度不能高于70℃的原因除了减少氨气挥发外还有________。（3）固体A与过量焦炭一起焙烧生成CaS，该反应的化学方程式________。（4）滤液B中除K+、SO42-离子外，大量存在的的离子还有________。

【答案】（1）将CaCO3研细成粉末、减缓(慢)通入尾气的速率、延长反应时间、通入适当过量的空气；CaSO4

（2）NH4HCO3+NH3+CaSO4=CaCO3+(NH4)2SO4；防止(减少)NH4HCO3分解

（3）CaSO4+4C高温__CaS+4CO↑

（4）NH4+【解析】(1)将CaCO3研细成粉末增大接触面积、减缓(慢)通入尾气的速率、延长反应时间、通入适当过量的空气均可以提高提高尾气中SO2的去除率；根据非分析可知A为CaSO4；(2)反应Ⅰ中少量硫酸钙溶解生成的钙离子与碳酸氢根电离出的碳酸根结合生成碳酸钙沉淀，平衡不断正向移动最终硫酸钙溶解，转化为碳酸钙沉淀，反应的化学方程式为NH4HCO3+NH3+CaSO4=CaCO3+(NH4)2SO4；NH4HCO3受热易分解，为防止(减少)NH4HCO3分解反应需要控制在60℃～70℃下进行；(3)焦炭即碳单质，CaSO4与C一起焙烧得到CaS，说明S元素被还原，则C元素被氧化生成CO，化学方程式为CaSO4+4C高温__CaS+4CO↑；(4)反应Ⅰ得到的溶液溶质主要为(NH4)2SO4，与KCl反应得到硫酸钾，则溶液中除K+、SO42-离子外，大量存在的的离子还有NH4+例3.实验室里研究不同价态硫元素之间的转化（1）A中发生反应的化学方程式为________。（2）B中的现象是________。（3）C中出现淡黄色沉淀，反应中Na2S做________(填“氧化剂”或“还原剂”)。（4）D溴水褪色，该反应S元素的价态变化是由+4价变为________价。（5）某同学认为D中换成H2O2溶液也可以实现上述硫元素的价态转化，并通过实验进一步证明了他的观点。实验方案和现象为：取D中反应后的溶液于试管中，________。（6）E的作用是________，离子方程式为________。

（7）上述实验体现SO2的性质有________。【答案】（1）Cu+2H2SO4(浓)=加热CuSO4+SO2↑+2H2O

（2）品红褪色

（3）还原剂

（4）+6

（5）加入BaCl2溶液，产生白色沉淀

（6）吸收SO2尾气，防止污染环境；SO2+2OH−=SO32−+H2O

（7）漂白性、氧化性、还原性、酸性氧化物通性【解析】(1)A装置中Cu和浓硫酸加热条件下反应,生成硫酸铜、二氧化硫和水,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)=加热CuSO4+SO2↑+2H2O；(2)B装置为检验SO2的装置，SO2有漂白性，能使品红褪色，所以B装置中现象是品红溶液褪色；(3)C装置中，Na2S和SO2发生反应2Na2S+3SO2=3S↓+2Na2SO3，可观察到有淡黄色沉淀(或浑浊)生成，该反应中的Na2S：S的化合价由−2价升为0价，Na2S发生氧化反应、作还原剂，SO2发生还原反应、作氧化剂；(4)D装置中，Br2和SO2发生反应Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4，S由+4价变为+6价；(5)过氧化氢溶液具有氧化性，会将二氧化硫氧化成硫酸，要想证明硫元素的价态转化，只需要证明产物中有SO42−即可，所以只需要取D中溶液于试管中，加入盐酸酸化的BaCl2溶液即可，实验现象是有白色沉淀生成；(6)SO2是污染性气体，需要尾气处理，E装置的作用是吸收SO2尾气，防止污染环境；SO2是酸性氧化物，与NaOH溶液反应的离子方程式为SO2+2OH−=SO32−+H2O；(7)B装置中褪色现象体现SO2的漂白性，C装置中出现浑浊现象体现SO2的氧化性，D装置中溴水褪色体现SO2的还原性，E装置中反应体现酸性氧化物的通性。

【能力提升】

1.氢硫酸暴露在空气中常常会产生浑浊的现象，是因为（

）A.

挥发作用

B.

被氧化成了单质硫

C.

产生了硫化物沉淀

D.

水蒸发了2.下列有关化学反应的叙述正确的是（

）A.

室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2

B.

Fe在稀硝酸中发生钝化

C.

SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3

D.

MnO2和稀盐酸反应制取Cl23.下列表述正确的是（

）A.

硅晶体具有半导体性能，可用于光导纤维

B.

碳酸钠可用于去除餐具的油污

C.

次氯酸是一种弱酸是因为次氯酸不稳定，易分解

D.

SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO4.已知某物质X能发生如下转化：下列有关上述转化关系中物质及其反应的叙述错误的是（

）A.

若X为N2，则A为硝酸

B.

若X为S，则A为硫酸

C.

反应①和②一定为氧化还原反应，反应③一定为非氧化还原反应

D.

若X为非金属单质或非金属氢化物，则A不一定能与金属铜反应生成Y【参考答案】

1.【答案】B【解析】H2S中-2价的硫元素易被氧化，所以氢硫酸暴露在空气中常常会产生浑浊的现象，是因为空气中的氧气将S2-氧化生成S单质，S单质难溶于水，

故答案为：B。

【分析】A．挥发作用，对应的现象为有臭味，溶液变少；

B．H2S中-2价的硫元素易被氧化，生成S单质，S单质难溶于水，所以氢硫酸暴露在空气中常常会产生浑浊的现象；

C．没加入其它物质，不是生成硫化物沉淀；

D．水分蒸发，硫化氢常温为气体，也会挥发掉。2.【答案】C【解析】A.室温下Na与空气中O2反应生成Na2O，在加热条件下生成Na2O2，故A不符合题意；B.常温下Fe在浓硝酸中发生钝化，故B不符合题意；C.SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3，故C符合题意；D.MnO2和浓盐酸加热反应制取Cl2，故D不符合题意。故答案为C

3.【答案】B【解析】A．硅晶体具有半导体性能，可用于芯片和光电池，二氧化硅用于光导纤维，A不符合题意；B．碳酸钠在水中可以水解出OH-溶液呈碱性，油污在碱性条件下发生水解被去除，B符合题意；C．次氯酸是一种弱酸是因为其在水溶液中部分发生电离，C不符合题意；D．SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色，是发生氧化还原反应，体现了SO2的还原性，D不符合题意；故答案为：B。