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4.2 第1课时　含硫物质之间的转化
【学习目标】
1.从硫元素化合价的变化角度理解不同含硫物质之间的相互转化,初步了解影响它们转化的因素,能设计转化方案,体会化学的变化观念与平衡思想。
2.通过对含硫物质的分析—综合—再分析—再综合的循环过程,学会逻辑分析与综合的科学方法,认识同一元素不同化合物之间转化的一般规律。
【合作探究】
【学习情境】
　　大气中SO2主要有三个来源:化石燃料的燃烧、火山爆发和微生物的分解作用。在自然状态下,大气中的SO2,一部分被绿色植物吸收;一部分则与大气中的水结合,经过一系列反应形成H2SO4,随降水落入土壤或水体中,以硫酸盐的形式被植物的根系吸收,转变成蛋白质等有机物,进而被各级消费者所利用,动植物的遗体被微生物分解后,又能将硫元素释放到土壤或大气中,这样就形成一个完整的循环。
任务　含硫物质之间的转化
【新知生成】
硫元素在自然界以硫单质、硫化物、硫酸盐等形式存在,如下图:
1.硫元素的“价—类”二维图如下:
2.写出以上转化的化学方程式:
①　 ;
②　 ;
③　 ;
④　 ;
⑤　 ;
⑥　 。
【答案】①H2S+Cl2S↓+2HCl(或2H2S+SO23S↓+2H2O)　②S+O2SO2　③2SO2+O22SO3　④SO3+H2OH2SO4　⑤SO2+H2OH2SO3　⑥2H2SO3+O22H2SO4(或H2SO3+Br2+H2OH2SO4+2HBr)
【核心突破】
典例1　下图表示物质A~F之间的转化关系,其中A为淡黄色固体物质,B、C为无色溶液,D为气体,E、F为白色沉淀。请填写下列空白:
(1)写出下列各物质的化学式。
A　　　　,B　　　　,C　　　　,D　　　　,E　　　　,F　　　　。　
(2)写出下列反应的化学方程式。
B→A:　 。
B→C:　 。
(3)写出C→F反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)在A~F六种物质中,既有氧化性又有还原性的是　　　　(填字母)。
【答案】(1)S　H2SO3　H2SO4　SO2　BaSO3　BaSO4　(2)H2SO3+2H2S3S↓+3H2O　H2SO3+Cl2+H2OH2SO4+2HCl　(3)S+Ba2+BaSO4↓　(4)ABDE
【解析】中学阶段学过的淡黄色固体物质有S、Na2O2和AgBr,其中能与O2反应的是硫,则D为SO2,B为H2SO3,E为BaSO3,C为H2SO4,F为BaSO4。硫元素的最高正价为+6价,最低负价为-2价。含处于中间价态硫元素的物质,既具有氧化性又具有还原性。
归纳总结
含硫物质之间的转化
1.通过氧化还原反应实现含有不同价态硫元素的物质之间的转化
(1)
如2H2S+O22S↓+2H2O,S+HgHgS
(2)
如S+O2SO2,SO2+2H2S3S↓+2H2O
(3)
如2SO2+O22SO3、SO2+Cl2+2H2O2HCl+H2SO4、SO2+H2O2H2SO4
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(4)
如2H2S+3O2(过量)2SO2+2H2O
2.通过非氧化还原反应实现含同种价态硫元素的物质之间的转化
(1)
(2)SO3→H2SO4→Na2SO4→BaSO4
训练1　Na2SO3中的硫元素为+4价,它既有氧化性又有还原性,现有试剂:溴水、Na2S溶液、Na2SO3溶液、稀H2SO4、NaOH溶液、氨水。
(1)要证明Na2SO3具有还原性,应选用的试剂有　　　　　　　　,观察到的现象是　　　　,反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。
(2)要证明Na2SO3具有氧化性,应选用的试剂有　　　　　　　　,观察到的现象是　　　　,反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。
(3)要证明H2SO3的酸性弱于H2SO4,选用的试剂有　　　　　　　　,反应的现象是　　　　　　　　　　,反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。
【答案】(1)Na2SO3溶液、溴水　溴水褪色　S+Br2+H2OS+2Br-+2H+　(2)Na2SO3溶液、Na2S溶液、稀H2SO4　有淡黄色浑浊出现　S+2S2-+6H+3S↓+3H2O　(3)Na2SO3溶液、稀H2SO4　有刺激性气味的气体产生　S+2H+SO2↑+H2O
【解析】(1)要证明Na2SO3具有还原性,应选用氧化性较强的物质溴水。向Na2SO3溶液中滴加溴水,溴水褪色,说明Na2SO3具有还原性。(2)要证明Na2SO3具有氧化性,应选用还原性物质Na2S溶液。先加入少量H2SO4,使反应在酸性环境中进行,为反应提供H+,再向Na2SO3溶液中滴加Na2S溶液,若溶液中出现淡黄色浑浊,说明有单质硫生成,也说明Na2SO3具有氧化性。(3)要证明H2SO3的酸性弱于H2SO4,应选用的试剂为Na2SO3溶液和稀H2SO4,向Na2SO3溶液中滴加硫酸,若有气泡产生,说明H2SO3的酸性弱于H2SO4。
课堂小结
【随堂检测】
1.下列变化,需要加入还原剂才能实现的是(　　)。
A.H2SO4→SO2 B.H2S→SO2 C.S→SO2 D.S→SO2
【答案】A
2.含硫元素的物质与化合价的关系如图所示,下列说法正确的是(　　)。
A.A在足量氧气中燃烧可以生成C
B.B可以经过一步反应生成A
C.含硫元素的二元化合物在常温下都是气态
D.含硫元素的化合物都可经还原反应得到A
【答案】B
【解析】物质A为单质硫,C为三氧化硫,硫燃烧生成二氧化硫,A项错误;物质B为二氧化硫,与硫化氢发生反应:2H2S+SO23S↓+2H2O,B项正确;二硫化碳在常温下为液态,HgS为固态,C项错误;含硫元素的化合物硫化氢中硫为-2价,只能通过氧化反应生成单质硫,D项错误。
3.H2S是一种大气污染物。干法氧化铁脱硫是目前除去煤气中H2S的常用方法,其原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)。
A.单质硫为淡黄色固体
B.脱硫反应为3H2S+Fe2O3·H2OFe2S3·H2O+3H2O
C.再生过程中,硫元素被还原
D.脱硫过程中,增大反应物的接触面积可提高脱硫效率
【答案】C
【解析】硫单质是淡黄色的固体,A项正确;依据图示可知脱硫过程:H2S与Fe2O3·H2O反应生成Fe2S3·H2O和H2O,化学方程式:3H2S+Fe2O3·H2OFe2S3·H2O+3H2O,B项正确;再生过程硫元素化合价升高,发生氧化反应,被氧化,C项错误;脱硫过程中,增大反应物的接触面积可加快反应速率,提高脱硫效率,D项正确。
4.A、B、C、D、E五种物质中含有同一种元素,其相互转化关系如图所示。已知A是淡黄色固体,回答下列问题。
(1)写出B、E的化学式:B　　　　、E　　　　。
(2)写出C→D反应的化学方程式:　 。
(3)将足量的物质C通入BaCl2溶液中,下列说法正确的是　　　　(填字母)。
a.溶液没有明显变化
b.溶液中出现白色沉淀
c.若继续通入Cl2或NH3,则溶液中均出现白色沉淀
【答案】(1)H2S　H2SO4　(2)2SO2+O22SO3　(3)ac
【解析】(1)淡黄色的固体有S和Na2O2等物质,根据A的相关反应可判断出A是S,从而得出B、E分别是H2S、H2SO4。(2)C→D的化学方程式为2SO2+O22SO3。(3)SO2与BaCl2不发生反应,若继续通入Cl2或NH3,与SO2反应生成H2SO4或(NH4)2SO3,进一步与BaCl2反应生成BaSO4或BaSO3,则溶液中均出现白色沉淀。
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