资源简介

(共19张PPT)
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）
一.导入
二.从物质类别的视角
三.从物质的价态视角
四.实验探究
五.总结
目录
视频
知识目标：
1.了解含硫物质在自然界中的转化与存在，熟悉自然界中常见的含硫物质的类别及硫元素的化合价。
2.根据硫元素化合价会分析含硫物质的性质，并能涉及实验实现不同价态含硫物质的相互转化。
素养目标：
1.宏观辨识与微观探析：能从物质类别和元素化合物的角度，预测不同价态含硫物质的转化；
2.科学探究与创新意识：能在与同学讨论的基础上选择不同价态含硫物质转化的试剂，基于现象和数据进行分析并得出结论；
3.科学态度与社会责任：能主动关心与保护环境，结合不同价态含硫物质间的转化，合理利用自然资源。
H2S
SO3
SO2
H2SO3
H2SO4
自然界中硫元素的存在示意图
S
石膏(CaSO4·2H2O)
黄铁矿(FeS2)
芒硝(Na2SO4·10H2O)
黄铜矿(CuFeS2)
一.导入
自然界中硫的存在和转化
硫在自然界以游离态(硫单质)和化合态(硫化物、硫酸盐)的形式存在
(1)岩层深处和海底：无氧环境下硫单质转化成硫化物，发生还原反应。
(2)地表附近：硫化物转化为硫酸盐，发生氧化反应。
(3)火山口附近：硫单质转化成二氧化硫，二氧化硫又转化成三氧化硫，均为氧化反应。
自然界中硫的存在和转化
单质
S
氢化物
H2S
H2+S H2S
点燃
氧化物
SO2
S+O2 SO2
点燃
含氧酸
H2SO3
SO2 +H2O H2SO3
盐
Na2SO3
H2SO3 +2NaOH Na2SO3+H2O
相同价态的不同含硫化合物间是通过酸碱反应规律联系在一起的。如：
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
二.从物质类别的视角
Na2SO4
S
H2SO4
SO3
SO2
Na2SO3
1.《神农本草经》记载，硫酸钠具有清火消肿 ，泻热通便，软坚润燥等药效。某地盛产硫磺，若以此制备硫酸钠，请你设计尽可能多的生产路线。
解决问题一
H2SO3
2.完成下列含硫物质相互转化的化学方程式
1. 实验室用亚硫酸钠与浓硫酸反应制备二氧化硫气体
2. 实验室用稀硫酸与硫化铁反应，制备硫化氢气体
3. 实验室用氢氧化钠对硫化氢进行尾气处理
Na2SO3 + H2SO4(浓)＝ Na2SO4 + SO2↑+ H2O
FeS + H2SO4(稀)＝ FeSO4 + H2S↑
2NaOH + H2S ＝ Na2S +2H2O
写出③④⑤的化学方程式：③____________________；
④_______________；⑤_______________________。
SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
写出①②⑤的化学方程式:①________________________________；
②_________________________________；⑤_______________________。
2Na2S＋O2＋2H2O===4NaOH＋2S↓
2Na2SO3＋O2===2Na2SO4
3.
三.从物质的价态视角
S
S
S
S
-2
0
+4
+6
(1)尽可能多地列举每种价态的硫元素所对应的物质，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。
H2S
Na2S
HgS
S
SO2
H2SO3
Na2SO3
SO3
H2SO4
Na2SO4
强还原性
既有氧化性又有还原性
只有氧化性
四.实验探究
选择合适的试剂，设计转化路径，并预测产物。
已知：常用的氧化剂有浓硫酸、O2、 Cl2、酸性高锰酸钾溶液、FeCl3溶液、H2O2等，还原剂有金属单质、H2、 H2S、 Na2S、Na2SO3等。
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→0
……
(2)从上述转化关系中设计实验实现其转化。
思考讨论及成果
已知：常用的氧化剂有浓硫酸、O2、 氯水、酸性高锰酸钾溶液、FeCl3溶液、H2O2等，还原剂有金属单质、H2、 H2S、 Na2S、SO2、Na2SO3。
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 实验操作和现象
S
S
0
+4
S
+
-2
S
S粉中加入NaOH溶液，加热。硫粉逐渐消失
NaOH溶液
Na2SO3和Na2S
S
S
0
+4
S
+
-2
SO2和H2S
S
H2SO4、水
Na2SO3和Na2S
Na2S溶液中滴入Na2SO3 溶液，再滴加稀H2SO4。溶液出现浑浊。
S
S
+4
+6
S
+
0
S和浓H2SO4
S粉中滴入浓H2SO4 并加热。硫粉溶解；同时有刺激性气体产生。
生成淡黄色固体
S
SO2
常见含硫物质的转化实验
实验探究
同种元素氧化还原规律
(1)邻位价态原则
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)同种元素相邻价态粒子不反应
如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应，即使两者氧化性、还原性区分明显。
(3)归中律
当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态产物，如-2价S的化合物与+4价S的化合物在酸性环境中生成S单质，S单质与浓硫酸反应生成SO2。
(4)歧化律
单质S和浓的强碱溶液共热，S单质既作氧化剂又作还原剂。
不同价态含硫化合物间通过氧化还原反应转化
同价态含硫化合物间通过非氧化还原反应转化
元素观
类别性质观
同类别物质具有相应的通性
但要注意同中有异，异中求同的思辨性
思维模型
资料 1：在古代中国，以绿矾(FeSO4·7H2O)为原料进行干馏(隔绝空气加热)，然后将生成的气体导出冷凝至室温，得到一种无色液体，称之为“绿矾油”，同时干馏釜内得到红棕色固体。
问题 1：大家猜想下，红棕色固体、无色液体分别是什么物质？
问题 2：从元素守恒和价态变化角度分析，可能还有什么产物？请写出干馏过程可能的化学方程式。
解决问题 二
问题 3：通过什么现象可以说明有 SO2生成？
问题 4：通入一段时间后，发现 A 瓶中无白色沉淀出现，为什么呢？品红褪色并不是十分明显？如何解释？
【实验探究1】取用 FeSO4·7H2O加强热，受热产生的气体按图示装置进行实验，请大家观察实验现象。
BaCl2溶液 品红溶液 NaOH溶液
.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是葡萄酒中常用的抗氧化剂。一种以硫黄为原料制取Na2S2O5的生产工艺如下:
已知:结晶脱水发生的反应为
2NaHSO3 Na2S2O5+H2O。
回答下列问题:
(1)Na2S2O5中硫元素的化合价为　　　　。
(2)焚烧炉中反应的化学方程式为。
(3)反应器中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　。
(4)葡萄酒酿造过程中添加Na2S2O5会放出一种有刺激性气味的气体,该气体是一种食品添加剂。实验室中检验该气体的常用试剂是　　　　　　。
(5)废水中的硫单质(S8)能与碱反应,化学方程式为3S8+48KOH 16K2S+8K2SO3+24H2O,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　　。
　　　　　　　　　　　　　　
答案：（1）+4 （2） S+ O2 SO2 (3)2H2SO3+CO32- 2HSO3-+CO2↑+H2O　(4)品红溶液　(5)2∶1
SO2
物质类别
化合价
单质
氧化物
盐
含氧酸
－2
+4
SO3
氢化物
硫元素的价类图
0
H2S
S
H2SO3
H2SO4
SO32－
SO42－
FeS
NaOH
Cl2、H2O2、O2
Cu、C、HI、H2S
Cl2、H2O2、O2
O2、浓硫酸
H2S
H2
KMnO4、HNO3、Fe3+
H2O
△
Cl2、O2、SO2、Fe3+、 HNO3 、 KMnO4
O2
NaOH
稀硫酸
+6
Fe
H2O
△
加氧化剂
加还原剂
非氧化还原反应
氧化还原反应
五.总结

展开更多......

收起↑