2025年高中化学新教材同步必修第二册 第5章　第1节　第3课时　不同价态含硫物质的转化

第3课时不同价态含硫物质的转化[核心素养发展目标]1.了解含硫物质在自然界中的存在与转化。2.能从物质类别及化合价的角度预测常见含硫化合物的转化关系。一、自然界中硫的存在与转化1.自然界中硫的存在(1)游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层中。(2)化合态的硫广泛存在于动植物体内和海洋、大气、地壳中：动植物体内岩层深处和海底的无氧环境中地表附近的富氧环境中大气层中含硫蛋白质等金属硫化物，如黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)等硫酸盐，如石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等少量的H2S、SO2、SO3等2.自然界中不同价态含硫物质的转化写出上述转化的化学方程式：①2H2S+3O22SO2+2H2O；②2SO2+O22SO3；③SO3+H2O=H2SO4；④S+O2SO2。1.判断正误(1)由于-2价和+4价硫不稳定，自然界中含硫物质都以硫酸盐的形式存在()(2)在自然界中，空气中的O2和H2O对硫的转化起到重要的作用()(3)大气中存在大量的氧气，因此自然界中硫的转化都是氧化还原反应()(4)在岩层深处和海底无氧环境下，硫元素通常以硫酸盐的形式存在()(5)因为单质硫易与氧气反应，故自然界中不会存在游离态的硫()答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×2.(2024·河北邯郸高一月考)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.硫在自然界只有化合态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.硫化氢溶于水得到氢硫酸，氢硫酸是弱酸，能与碱、碱性氧化物反应答案A二、实验室中研究不同价态含硫物质的转化1.不同价态含硫物质的转化在含硫化合物的“价—类”二维图中填写相应物质，并根据硫元素化合价的变化，分析各种物质在反应中表现的是氧化性还是还原性。设计实验方案预期转化(价态变化)选择试剂实验操作和现象实验结论H2S-2→二氧化硫、硫化氢、蒸馏水将H2S和SO2通入水中，生成淡黄色沉淀(或溶液变浑浊)SO2与H2S反应生成单质硫S+4O2→S+4O2→H2S+6二氧化硫、新制氯水、BaCl2溶液将SO2通入新制氯水中，溶液浅黄绿色褪去；再向溶液中滴入氯化钡溶液，产生白色沉淀二氧化硫在水溶液中能被强氧化剂氧化为SOH2S+6O4→S+4浓硫酸、铜片加热铜片和浓硫酸的混合物，生成有刺激性气味的气体浓硫酸被金属铜还原为SO2总结：硫元素常见的化合价有-2、0、+4、+6，可以通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化。低价态高价态思考1欲制备Na2S2O3，从氧化还原角度分析，合理的是(填字母)。

A.Na2S+S B.Na2SO3+SC.Na2SO3+Na2SO4 D.SO2+Na2SO4答案B解析Na2S2O3中S元素化合价是+2价，从氧化还原的角度分析，反应物中S元素的化合价必须分别大于2和小于2，A中S元素化合价都小于2，C、D中S元素的化合价都大于2，故B符合题意。思考2H2S是一种有臭鸡蛋气味的有毒气体。H2S在少量的O2中燃烧生成硫单质，在足量的O2中燃烧生成SO2，写出相关的化学方程式：；。

答案2H2S+O22S+2H2O2H2S+3O22SO2+2H2O(1)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。

(2)同一元素相邻价态的微粒间不发生氧化还原反应。如S和H2S、SO2和浓H2SO4。

(3)含硫物质的连续氧化过程：

2.相同价态含硫物质之间的转化总结：相同价态的不同含硫物质间的转化是通过与酸、碱反应实现的，从左到右的转化，加入碱可以实现；从右到左的转化，加入酸可以实现。思考3H2S能溶于水，水溶液叫氢硫酸，是二元弱酸，具有酸的通性。写出NaOH溶液中通入少量H2S气体和足量H2S气体反应的离子方程式：；。

答案H2S+2OH-=S2-+2H2OH2S+OH-=HS-+H2O1.判断正误(1)将SO2通入氢硫酸中，若出现淡黄色浑浊，则证明SO2具有氧化性()(2)硫化氢气体与浓硫酸的反应用双线桥表示电子转移为()(3)H2S与O2反应，氧气不足生成单质S，氧气过量可以生成SO2()(4)SO2+2H2S=3S+2H2O的反应中H2S做氧化剂，SO2做还原剂()答案(1)√(2)√(3)√(4)×2.(2024·河北魏县高一月考)在指定条件下，下列选项所示的含硫物质的转化能实现的是()A.FeS2SO2B.SFe2S3C.稀H2SO4SO2D.SO2NH42答案A解析S单质氧化性较弱，与铁反应生成FeS，B错误；铜与稀硫酸不反应，C错误；SO2与过量氨水反应生成亚硫酸铵和水，D错误。3.(2023·甘肃永昌期中)“价—类”二维图是元素化合物学习的重要工具，部分含硫物质的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是()A.将d转化为e后溶液酸性增强B.将足量的e加入含f的溶液中，可以闻到臭鸡蛋气味C.将c通入含有a的溶液中，可以生成淡黄色固体D.将f转化为g需要加入氧化剂答案B解析由关系图可知：a为H2S，b为S，c为SO2，d为H2SO3，e为H2SO4，f为亚硫酸盐，g为硫酸盐。d为H2SO3，e为H2SO4，将d转化为e后溶液酸性增强，A项正确；将足量的H2SO4加入到含亚硫酸盐的溶液中，产生的是二氧化硫气体，B项错误；将SO2通入含有H2S的溶液中，可以生成淡黄色固体S，C项正确；f为亚硫酸盐，g为硫酸盐，将f转化为g，化合物中S元素化合价升高，因此需要加入氧化剂，D项正确。含硫物质的性质与转化

1.(2024·浙江湖州高一段考)下列物质的俗称及其对应的化学式不正确的是()A.黄铁矿FeS2B.胆矾CuSO4·5H2OC.芒硝Na2SO4·10H2OD.石膏2CaSO4·H2O答案D解析石膏的主要成分是二水硫酸钙，化学式为CaSO4·2H2O，故选D。2.(2024·山西临汾高一段考)在下列反应中，硫元素表现出氧化性的是()A.稀硫酸与锌粒的反应B.浓硫酸与铜的反应C.硫化氢使氯水褪色D.三氧化硫与水的反应答案B解析H2SO4+Zn=ZnSO4+H2↑，S元素的化合价不变，不表现氧化性，A错误；Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，Cu元素的化合价升高，S元素的化合价降低，硫元素表现氧化性，B正确；Cl2+H2S=S↓+2HCl，硫元素化合价升高，体现还原性，C错误；SO3+H2O=H2SO4，不属于氧化还原反应，D错误。3.下列关于氢硫酸、亚硫酸、硫酸的叙述正确的是()A.它们都是酸，因此彼此不发生反应B.只有亚硫酸可以露置在空气中，其他酸不可以C.鉴别三种酸溶液时，只要分别滴加BaCl2溶液即可D.它们都是二元酸，酸性：H2S<H2SO3<H2SO4答案D解析氢硫酸能与亚硫酸、浓硫酸反应，A错误；H2S、H2SO3均可被空气中的氧气氧化，浓硫酸具有吸水性，均不能露置在空气中，B错误；向三种酸中加BaCl2溶液，只有H2SO4反应，不能对三者进行完全鉴别，C错误；它们都是二元酸，酸性：H2S<H2SO3<H2SO4，D正确。4.(2024·昆明高一段考)在化工生产中，硫资源应用广泛，利用含硫物质之间的转化有利于实现硫资源的综合利用。如图为硫及其化合物的“价—类”二维图。请回答以下问题。(1)从硫元素化合价变化的角度分析，图中既有氧化性又有还原性的物质有，(填化学式，任写两种)。

(2)工业上处理废气时，通过步骤Ⅰ和步骤Ⅱ将Y转化为CaSO4再利用。①实现步骤Ⅰ的转化所加试剂是(写出一种即可)。

②实现步骤Ⅱ的转化可选择试剂(填字母)。

A.O2B.KIC.H2O2D.Na2S(3)将H2S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物质的量之比为。

答案(1)SSO2(2)①CaO[或Ca(OH)2溶液]②AC(3)2∶1解析根据硫及其化合物的“价-类”二维图可知，X是S单质，Y是SO2，Z是H2SO4。(1)图中既有氧化性又有还原性的物质应该处在S元素的中间价态，可以为S、SO2。(2)①步骤Ⅰ可以是SO2被Ca(OH)2溶液吸收反应产生CaSO3沉淀和H2O，SO2也可以与CaO反应产生CaSO3。②步骤Ⅱ是CaSO3转化为CaSO4，在转化过程中需要加入氧化剂，故选A、C。(3)SO2+2H2S=3S+2H2O，SO2为氧化剂，H2S为还原剂，则氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1。课时对点练[分值：100分](选择题1~12题，每小题6分，共72分)题组一自然界中硫的转化1.(2024·河南南召高一检测)硫元素在自然界中的循环如图所示。下列说法错误的是()A.硫是动植物体内蛋白质的组成元素之一B.大气中的二氧化硫最终回到海洋并很快与其他矿物形成煤、石油C.地壳中的硫化物转化为硫酸盐的过程是硫的氧化过程D.含硫矿物的冶炼是大气污染中SO2的主要来源之一答案B解析大气中的SO2最终回到海洋并与其他矿物形成煤、石油是一个非常缓慢的过程，故选B。2.下列有关硫元素循环的说法不合理的是()A.煤、石油中的硫元素燃烧时能生成SO2B.动物尸体腐败过程产生的H2S气体会进入大气C.循环过程中硫元素既发生氧化反应又发生还原反应D.大气中的硫元素会全部转化成H2SO4变成酸雨答案D题组二硫元素的“价—类”二维图3.(2023·安徽阜阳高一期中)如图是硫元素的“价—类”二维图，图中箭头表示物质之间的相互转化。下列有关说法错误的是()A.c、f、g分别转化为d、e、h的反应都可以是化合反应B.a与c可以发生氧化还原反应，且氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2C.c与过氧化钠反应得到的产物是g和O2D.b存在于火山口附近或地壳的岩层中答案C解析硫的+4价氧化物、酸及盐转化为+6价相应化合物都可以通过氧气氧化，这些反应都是化合反应，A项正确；硫化氢与二氧化硫反应生成硫和水：SO2+2H2S=3S+2H2O，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，B项正确；过氧化钠具有氧化性，SO2具有还原性，SO2与过氧化钠反应生成硫酸钠，C项错误；游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层中，D项正确。4.在“价—类”二维图中融入“杠杆模型”，可直观辨析部分物质转化及其定量关系。如图所示，图中的字母分别代表硫及其常见化合物，下列推断不合理的是()A.b、d、f既具有氧化性又具有还原性B.硫酸型酸雨的形成过程涉及b到c的转化C.d与c在一定条件下反应可生成b或aD.d在加热条件下与强碱溶液反应生成e和f，且n(e)∶n(f)=2∶1答案C解析根据“价—类”二维图可知，a为H2S，b为H2SO3，c为H2SO4，d为S单质，e为-2价的硫化物，f为+4价亚硫酸盐，g为+6价的硫酸盐。b为H2SO3，d为S，f为亚硫酸盐，其中S元素都处于中间价态，既有氧化性又有还原性，A正确；酸雨形成涉及H2SO3转化为H2SO4，B正确；d为S，S在加热条件下与强碱溶液反应生成硫化物和亚硫酸盐，两者物质的量之比为2∶1，D正确。题组三含硫物质的相互转化5.(2023·石家庄高一期末)下列关于不同价态含硫物质的转化实验中，硫元素的化合价变化合理的是()A.图Ⅰ：0价→+2价B.图Ⅱ：0价→+6价C.图Ⅲ：+4价→+6价D.图Ⅳ：+6价→+4价答案C解析铁与硫加热生成硫化亚铁，硫元素化合价从0价变为-2价，A项错误；硫与氧气反应生成二氧化硫，硫元素化合价从0价变为+4价，B项错误；FeCl3溶液中通入SO2，生成FeCl2、H2SO4、HCl，硫元素从+4价变为+6价，C项正确；加热CuSO4·5H2O，硫元素的化合价不变，D项错误。6.下列有关硫及其化合物的说法正确的是()A.SO2、H2SO3均具有还原性，故浓H2SO4均能氧化SO2和H2SO3B.H2S与浓H2SO4在不同的条件下反应的氧化产物只能是SO2C.单质氧化物酸或碱盐，能按照上述转化关系直接转化的可以是硫元素D.硫黄制备硫酸经历两步：SSO3H2SO4答案C解析A项，SO2、H2SO3虽然有还原性，但与浓H2SO4之间不能发生氧化还原反应，因为+4价硫与+6价硫之间无中间价；B项，氧化产物可能是S或SO2；D项，S与O2的燃烧反应只生成SO2，不能生成SO3。7.(2024·甘肃天水月考)X(盐)和Y(酸)反应，可放出有气味的气体Z，Z跟过量NaOH溶液反应又得到X，Z氧化的最终产物为气体W，气体W溶于水又得到Y，则X和Y是()①Na2S和稀H2SO4②Na2SO3和盐酸③Na2S和盐酸④Na2SO3和稀H2SO4A.只有①B.①②C.②③D.①④答案D解析②Na2SO3和盐酸反应生成SO2气体，SO2与过量NaOH溶液反应能生成Na2SO3；SO2在催化剂作用下被O2氧化生成SO3，SO3溶于水生成H2SO4，不符合题中转化关系；③Na2S和盐酸反应生成H2S气体，H2S与过量NaOH溶液反应能生成Na2S；H2S与O2反应先生成SO2，继续被氧化，最终生成SO3，SO3溶于水生成H2SO4，不符合题中转化关系。8.在指定条件下，下列选项所示的物质间的转化能实现的是()A.Cu2S(s)Cu(s)B.Cu(s)Fe(s)C.Cu(s)CuS(s)D.Cu(s)SO2(g)答案D解析高温条件下，Cu2S与O2反应生成Cu2O、SO2气体，A错误；Fe2(SO4)3具有较强氧化性，与Cu反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+Cu=2FeSO4+CuSO4，B错误；S的氧化性较弱，常温下与Cu不反应，加热条件下反应生成Cu2S，C错误；浓硫酸具有强氧化性，加热条件下浓H2SO4能与Cu反应生成CuSO4、SO9.(2024·海口高一段考)下列物质中，既能与硫化氢反应又能使溴水褪色的是()①硫化钾溶液；②二氧化硫；③硫酸铜溶液；④烧碱溶液A.①②③ B.①②④C.③④ D.②③④答案B解析①H2S为二元弱酸，可与K2S溶液反应生成KHS，S2-具有还原性，能被溴水氧化而使溴水褪色；②SO2与H2S反应生成单质S，也能与溴单质反应生成硫酸和溴化氢；③CuSO4可以与H2S反应生成CuS沉淀，但是与溴水不反应；④烧碱可以与H2S反应生成Na2S，也可以与溴水反应生成溴化钠和溴酸钠，故选B。10.几种含硫物质的转化如下图(部分反应条件略去)，下列判断不正确的是()A.①中，试剂a可以是CuB.②中，需要确保NaOH溶液足量C.③中，生成1molNa2S2O3时，转移4mol电子D.③中，将S换为Cl2，氧化产物为Na2SO4答案C解析由反应Na2SO3+S=Na2S2O3可知，生成1molNa2S2O3时，转移2mol电子，故选C。11.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，流程如图。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可以和NaOH溶液在加热的条件下反应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答案C解析由题图知，气体A中SO2是氧化产物，气体D中SO2是还原产物，A项错误；铁粉和硫粉反应生成FeS，S和O2反应生成SO2，H2S和H2SO4(浓)反应生成S、SO2和H2O，反应中S元素化合价都发生改变，故硫元素一共参加了3个氧化还原反应，B项错误；沉淀F是S，S与NaOH溶液在加热条件下反应生成Na2S、Na2SO3和H2O，C项正确；固体B为FeS，FeS和浓硫酸反应生成Fe2(SO4)3、S、SO2和H2O，其中被氧化的元素为Fe和S，被还原的元素为S，D项错误。12.(2024·福州高一期中)天然气中含有少量H2S等气体，在酸性溶液中T.F菌可实现催化脱硫，其原理如图所示。下列说法错误的是()A.①②均为氧化还原反应B.每处理1molH2S，消耗O211.2LC.反应前后Fe2SOD.脱硫过程的总反应为2H2S+O2=2S+2H2O(反应条件省略)答案B13.(16分)Ⅰ.如图是硫元素的“价—类”二维图及含硫物质相互转化的部分信息。(1)A的化学式为。

(2)C有毒，写出实验室用足量的NaOH溶液吸收C的化学方程式：。

Ⅱ.某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。可选用的实验药品如下：①Na2SO3溶液；②浓硫酸；③Na2S溶液；④稀硫酸；⑤酸性KMnO4溶液；⑥品红溶液；⑦铜片。实验序号预期转化选择试剂证明实现转化的现象ⅰS+4→ⅱ①③④淡黄色沉淀ⅲS+6→②⑦⑥(3)实验ⅰ选择的试剂是(填序号)，证明实现转化的现象是，该转化利用了Na2SO3的性。

(4)实验ⅱ实现了+4价和-2价S向0价S的转化，写出该转化反应的离子方程式：

。

每生成3mol硫单质，转移的电子数为NA。

(5)证明实现实验ⅲ转化的现象是。

答案(1)H2S(2)SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O(3)①⑤酸性KMnO4溶液褪色还原(4)SO32-+2S2-+6H+=3S↓+3H2(5)品红溶液褪色解析(1)A是硫的氢化物，硫元素呈-2价，故A的化学式是H2S。(2)C是