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(共37张PPT)
第一节　硫及其化合物
第3课时　不同价态含硫物质的转化
【新知自主预习】
一、自然界中硫的存在和转化
1.自然界中硫的存在
(1)硫元素广泛存在于自然界中,是植物生长不可缺少的元素,组成生命体的　　　　
中就含有硫。
(2)游离态的硫存在于　　　　附近或地壳的　 　 　中。
(3)在岩层深处和海底的无氧环境下,硫元素与铁、铜等金属元素形成的化合物通常以　　 　的形式存在,如黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)等。
学习任务　不同价态含硫物质的转化
新 课 探 究
蛋白质
火山口
岩层
硫化物
2.自然界中硫的转化
火山口附近的硫单质被大气中O2氧化成　　　　,进一步被氧化生成SO3,SO2和SO3遇水分别形成　 　　 　和　 　　 　。转化关系如下:
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SO2
亚硫酸(H2SO3)
硫酸(H2SO4)
H2S
FeS2
CuFeS2
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
二、不同价态含硫物质的转化
1.转化原理
(1)硫元素常见价态及其转化关系
(2)通过　　　　　　反应实现不同价态含硫物质的相互转化。低价态的硫元素向高价态转化时需加入　　　　剂,高价态的硫元素向低价态转化时需要加入　　　　剂。
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氧化还原
氧化
还原
2.实验设计
设计实验实现不同价态含硫物质的转化,遵循的原则是科学性、　　　　　　、安全性和绿色化。
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可行性
【实验方案设计】
【实验目的】 依据不同价态含硫物质的性质与转化关系,选取含有硫元素的物质,实验探究-2价、0价、+4价、+6价四种价态硫元素之间的相互转化。
【实验试剂】 硫粉、SO2水溶液、浓硫酸、氯水、Na2S溶液、铜片、品红溶液、稀盐酸、BaCl2溶液。
【实验方案】 结合“不同价态含硫物质的性质及转化”,选取合适试剂,设计实验实现下表中的转化目标。
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序号 价态 变化 转化前的 含硫物质 选择试剂 转化后的 含硫物质 预期现象
① -2→0 　
② 0→-2 　
③ 0→+4 　
④ +4→0 　
Na2S溶液
氯水
硫粉
铜片
硫粉
空气
SO2
水溶液
Na2S
溶液
S
Cu2S
SO2
生成淡黄色固体
S
剧烈反应,生成黑色固体
硫粉燃烧,发出淡蓝色火焰,产生有刺激性气味的气体
生成淡黄色固体
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序号 价态 变化 转化前的 含硫物质 选择试剂 转化后的 含硫物质 预期现象
⑤ +4→+6 　
⑥ +6→+4 　
（续表）
SO2
水溶液
氯水
H2SO4
SO2
浓硫酸
铜片
向反应后的溶液中滴加稀盐酸无明显现象,再滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀
加热时,产生有刺激性气味的气体,该气体能使品红溶液褪色
实验室中研究不同价态含硫物质的转化
硫单质及其化合物之间的转化规律
规律一：只靠拢，不交叉
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，即台阶式升降
-2
S
0
SO2
+4
+6
SO3、H2SO4
被氧化
被还原
H2S
①S和S发生氧化还原反应时，只能转化为中间价态，不可能交叉
-2
+6
H2SO4(浓)
H2S＋
S↓＋ SO2↑ ＋H2O
升高2价
降低2价
实验室中研究不同价态含硫物质的转化
硫单质及其化合物之间的转化规律
规律一：只靠拢，不交叉
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，即台阶式升降
-2
S
0
SO2
+4
+6
SO3、H2SO4
被氧化
被还原
H2S
②相邻价态的两物质间不发生氧化还原反应
③含硫物质典型的归中反应
如：S和H2S、 S和SO2， SO2和H2SO4 之间均不发生氧化还原反应。
2H2S + SO2 3S+ 2H2O
2Na2S+Na2SO3+3H2SO4 3Na2SO4+ 3S↓+ 3H2O
实验室中研究不同价态含硫物质的转化
硫单质及其化合物之间的转化规律
规律二：邻位价态原则
① S处于硫元素的最低价态，只有还原性。它与氧化剂反应，一般会升至相邻的价态。
0
H2S+2FeCl3 2HCl+2FeCl2+S↓
0
-2
3S+6KOH 2K2S+K2SO3+3H2O
0
-2
+4
②S能发生自身氧化还原反应(即歧化反应)，在反应时分别升至和降至与其相邻的价态。
0
实验室中研究不同价态含硫物质的转化
硫单质及其化合物之间的转化规律
规律二：邻位价态原则
③S和S处于中间价态，既有氧化性又有还原性。与弱氧化剂作用时，被氧化成相邻的高价态；与弱还原剂作用时，被还原成相邻的低价态。
0
+4
S
SO2
SO3
H2S
O2 (不足)
H2S
O2
O2
H2( )
或NO2
0
+4
+6
-2
④S 处于硫元素的最高价态，只有氧化性。遇到还原剂时，一般降至相邻的价态。
+6
Cu＋2H2SO4(浓)
CuSO4＋SO2↑＋2H2O
+6
+4
实验室中研究不同价态含硫物质的转化
硫单质及其化合物之间的转化规律
规律三：含硫物质的连续氧化规律
硫
元素
H2S
SO2
SO3
H2SO4
足量O2
O2
H2O
S
SO2
SO3
H2SO4
O2
O2
H2O
【核心知识讲解】
1.利用“价—类”二维图构建含硫物质的转化关系
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2.含硫物质转化的思路与方法
(1)探究不同价态含硫物质之间相互转化的思路
首先,要选择含有不同价态的硫元素的物质,如含+4价硫元素的物质可以选择二氧化硫或亚硫酸钠。
其次,实现不同价态硫元素之间的相互转化,依据的是氧化还原理论,需要寻找合适的氧化剂或还原剂。
第三,提供表明相应转化实际发生的证据。
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(2)含硫物质转化的方法与规律
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【知识迁移应用】
例1 [2023·广东东莞期末] 下列实验中,能实现不同价态含硫物质的转化的是 (　)
A.向含足量NaOH的Na2S溶液中加入Na2SO3
B.常温下,向试管中加入1 mL浓硫酸和一小块铜片
C.将0.5 g硫粉和1.0 g铁粉均匀混合,在陶土网上堆成条状,用红热玻璃棒触及粉末一端至粉末红热
D.向Na2SO3固体中加入70%的浓硫酸制备SO2
C　　　
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[解析] 酸性条件下S2-和S反应能生成S,但碱性条件下不发生反应,A错误;
浓硫酸和铜在常温下不反应,需要加热,B错误;
Fe和S能反应生成FeS,S元素实现0价→-2价的转化,C正确;
Na2SO3固体中加入70%的浓硫酸制备SO2,发生的反应是复分解反应,没有化合价的变化,D错误。
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例2 [2022·福建漳州期末] 硫元素的“价—类”二维图如图所示。下列说法错误的是 (　)
A.d溶液久置于空气中pH减小 B.a与c、a与e都有可能反应生成b
C.c通入BaCl2溶液中,产生白色沉淀 D.g与f之间可能发生反应
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C　　　
[解析] 题图中d是+4价硫元素的含氧酸,应为H2SO3,其溶液久置于空气中被O2氧化生成H2SO4,溶液的酸性增强,pH减小,A正确;
a是H2S,b是S,c是SO2,e是H2SO4,H2S和SO2反应生成S和H2O,H2S被浓硫酸氧化可能生成S,B正确;
c是SO2,通入BaCl2溶液中,不发生反应,不能产生沉淀,C错误;
g是+6价硫元素的盐,f是+4价硫元素的盐,若g是NaHSO4,f是Na2SO3,则二者可发生反应生成Na2SO4、SO2和H2O,D正确。
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[归纳总结] 硫及其化合物的转化规律
(1)相同价态硫元素的转化是通过非氧化还原反应实现的
如:
(2)不同价态硫元素的转化是通过氧化还原反应实现的
如:H2S S SO2 SO3
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1. [2022·黑龙江哈尔滨师大附中期末] 下列关于自然界中硫循环的说法不正确的是 (　)
A.火山喷发、化石燃料燃烧都能使大气中SO2的含量升高
B.为减少化石能源中煤燃烧产生的SO2,可向其中加入生石灰
C.从火山爆发到形成土壤或水体中S的过程中,硫元素均被还原
D.有机硫化物存在于石油和动植物体内,说明含硫有机物和含硫无机物可以相互转化
[解析] SO2是酸性氧化物,可与CaO反应生成CaSO3,故燃煤过程加入生石灰,可减少SO2的排放,B正确;
SO2随降水进入土壤或水体中生成S,该过程中S元素被氧化,C错误。
C　 　　
课 堂 评 价
课 堂 评 价
2. [2023·陕西延安期末] 下列关于不同价态含硫物质的转化实验,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
[解析] 铁与硫加热生成硫化亚铁,硫元素从
0价变为-2价,A错误;
硫与氧气反应生成二氧化硫,硫元素从0价变
为+4价,B错误;
Fe3+和SO2、H2O反应生成Fe2+和S,硫元素
从+4价变为+6价,C正确;
加热CuSO4·5H2O,分解生成CuSO4和H2O,硫元素的化合价不变,D错误。
C　　
课 堂 评 价
3. [2022·广东十五校联盟联考] 硫元素常见化合价及其物质类别的关系如图所示,下列说法错误的是 (　)
A.X是H2S
B.Y既有氧化性又有还原性
C.将X与Y混合,不能生成硫
D.工业上制Z的主要原料是黄铁矿或硫黄
[解析] 由图示可知,X对应氢化物,硫元素的化合价为-2价,故X为H2S,A正确;
Y为氧化物,硫元素的化合价为+4价,Y为SO2,硫元素的化合价在反应中既可以升高又可以降低,故SO2既有氧化性又有还原性,B正确;
C　
课 堂 评 价
3. [2022·广东十五校联盟联考] 硫元素常见化合价及其物质类别的关系如图所示,下列说法错误的是 (　)
A.X是H2S
B.Y既有氧化性又有还原性
C.将X与Y混合,不能生成硫
D.工业上制Z的主要原料是黄铁矿或硫黄
H2S与SO2反应生成硫单质和水,C错误;
Z是酸,硫元素化合价是+6价,Z为H2SO4,工业上制硫酸的主要原料是黄铁矿或硫黄,D正确。
C　
课 堂 评 价
4. [2023·上海杨浦复旦附中期末] 硫及其化合物的“价—类”二维图体现了化学变化之美。完成下列填空:
(1)不同价态的硫元素可以相互转化,
请写出符合以下要求的方程式:
①反应前后存在3种价态的硫元素,
写出反应的化学方程式:
。
[解析]由硫及其化合物的“价—类”二维图可知,X是SO2,Y是SO3,Z是H2SO4,M是硫酸盐。反应前后存在3种价态的硫元素,符合要求的化学方程式为SO2+2H2S 3S+2H2O。
SO2+2H2S 3S+2H2O
课 堂 评 价
②反应前后存在4种价态的硫元素,写出反应的化学方程式:　 。
[解析]反应前后存在4种价态的硫元素,符合要求的化学方程式为H2S+H2SO4(浓) S↓+SO2↑+2H2O。
H2S+H2SO4(浓) S↓+SO2↑+2H2O
课 堂 评 价
(2)结合二维图,在一定条件下存在以下转化:
Z M,H2S N,M是下列物质中的　 。
A.Na2SO4　 B.CuSO4　
C.FeSO4　 D.K2SO4
H2S生成N的离子方程式为　 ;
相应的Q可以是　 (写出2类物质)。
[解析] Z是H2SO4,如果有反应:Z M,H2S N,M是硫酸盐,N是硫化盐,Na2SO4、FeSO4和K2SO4不与H2S反应,CuSO4与H2S反应生成CuS沉淀和H2SO4,其离子方程式为H2S+Cu2+ CuS↓+2H+;Q可以是Cu、CuO、CuCO3、Cu(OH)2等。
B　
H2S+Cu2+ CuS↓+2H+
Cu、CuO、CuCO3、Cu(OH)2等
课 堂 评 价
5.实验室里研究不同价态硫元素之间的转化。
(1)写出A中发生反应的化学方程式:
　 。
[解析] 装置A中Cu与浓硫酸加热生成CuSO4、
SO2和H2O,SO2气体通过导管进入B中品红溶
液,由于SO2具有漂白性,可使品红溶液褪色。
(2)B中的现象是　　　　　　　　 　。
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
品红溶液褪色
课 堂 评 价
(3)C中的现象是　 ,
Na2S在反应中作　　　　剂。
[解析] SO2通入Na2S溶液,发生氧化还原
反应生成单质硫,产生淡黄色固体。
(4)D中氯水褪色,此反应中硫元素的
化合价由　　　　转化为　　　　;甲认为可以补充一个实验进一步证明硫元素的价态转化,实验方案和现象为____________________________
____________________________________________________________。
[解析] SO2通入氯水中,发生氧化还原反应SO2+Cl2+2H2O H2SO4+2HCl,氯水褪色。
有淡黄色沉淀生成
还原
+4价
+6价
取少量D中褪色后的溶液于试管中,向其中加入BaCl2溶液(可以不加盐酸酸化),有白色沉淀生成
课 堂 评 价
(5)E的作用是　 ,
离子方程式为　 。
[解析]装置E中NaOH溶液用于吸收SO2尾气,防止污染环境。
(6)上述实验体现的SO2的性质有_________________________________
______________________(任填2项即可)。
吸收SO2尾气,防止污染环境
SO2+2OH- S+H2O
漂白性、氧化性、还原性、
酸性氧化物通性
1. 在给定条件下,下列选项所示的物质间转化不能一步实现的是 (　　)　A.Na2S H2S S B.H2SO4(浓) SO2 SO3
C.S SO3 H2SO4 D.NaHSO3 Na2SO3 Na2SO4
[解析] Na2S+H2SO4 Na2SO4+H2S↑、2H2S+O2 2H2O+2S,故Na2S H2S S能够实现,A不符合题意;
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O、2SO2+O2 2SO3,故H2SO4(浓)
SO2 SO3能够实现,B不符合题意;
S+O2 SO2,不能生成SO3,SO3+H2O H2SO4,故S SO3不能一步实现,C符合题意;
NaHSO3+NaOH Na2SO3+H2O、Na2SO3+H2O2 Na2SO4+H2O,故 NaHSO3 Na2SO3 Na2SO4能够实现,D不符合题意。
C　 　　
备 用 习 题
2. [2022·山东青岛莱西一中月考] “价—类”二维图是学习元素化合物知识的重要方法,某同学绘制某常见元素的“价—类”二维图如图所示。下列推断合理的是 (　　)
A.f与e的水溶液混合后溶液变浑浊
B.图中按箭头所示的转化均可一步实现
C.标准状况下,1 mol b和c的混合物体积
为22.4 L
D.可用盐酸酸化的氯化钡检验e是否变质
D　 　　
备 用 习 题
[解析] 根据“价—类”二维图,该元素应为硫元素,
a为硫单质,b为SO2,c为SO3,d为Na2SO4或NaHSO4,
e为Na2SO3或NaHSO3,f为Na2S或NaHS。若f为Na2S,
e为Na2SO3,两种溶液混合后不发生反应,酸化后会
发生归中反应,生成硫单质,故A错误;
硫单质不能直接一步转化成SO3,故B错误;
标准状况下,SO3不是气体,不能用22.4 L·mol-1进行计算,故C错误;
e为Na2SO3或NaHSO3,变质后生成Na2SO4或NaHSO4,可先加足量盐酸,然后滴加氯化钡溶液,若有白色沉淀生成,说明e变质,故D正确。
备 用 习 题
3.如图所示是一系列含硫化合物的转化关系(部分反应产物已略去)。下列说法正确的是 (　　)
A.反应①说明SO2具有漂白性,反应②
说明SO2具有酸性
B.若反应②中生成物n(Na2SO3)∶
n(NaHSO3)=1∶1,则反应物n(SO2)∶
n(NaOH)=1∶2
C.反应③④⑤均属于氧化还原反应
D.工业上可利用反应②和反应④回收SO2
D　 　　
备 用 习 题
[解析] 反应①中溶液先变蓝后褪色的原
因是KIO3被还原先得到I2,最终得到I-,体
现了SO2的还原性,反应②是酸性氧化物
和碱的反应,体现了SO2具有酸性氧化物
的性质,故A错误;
根据原子守恒,当n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)=1∶1时,n(SO2)∶n(NaOH)=2∶3,故B错误;
反应④中没有元素化合价的变化,所以反应④是非氧化还原反应,故C错误;
反应②吸收了二氧化硫,SO2与NaOH反应生成NaHSO3,NaHSO3分解又得到SO2,所以工业上可利用反应②和反应④回收SO2,故D正确。
备 用 习 题

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