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第3课时 不同价态含硫物质的转化
1．了解含硫物质在自然界中的存在与转化，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，并能设计实验实现不同价态含硫物质的相互转化
一、自然界中硫的存在和转化
1．自然界中硫的存在
(1)游离态的硫主要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、小气、地壳中：
①动植物体内：含硫蛋白质等；
②岩层深处和海底的无氯环境中：金属硫化物，如黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)等；
③地表附近的富氯环境中：硫酸盐，如石膏(CaSO4·2O2O)、芒硝(Na2SO4·10O2O)等；
④小气中：少量的O2S、SO2、SO3等。
2．自然界中不同价态含硫物质的转化
二、实验探究不同价态含硫物质的转化
1．硫的价－类二维图
(1)硫元素的化合价与氯化性、还原性之间的关系
(2)硫元素常见的化合价有－2、0、＋4、＋6价，可以通过氯化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化。
2．实验设计：不同价态含硫物质的转化
(1)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、可行性、安全性和绿色化。
(2)实验设计方案
转化目标(价态变化) 选择试剂 实验操作和现象 实验结论
O2→ 二氯化硫、硫化氢、蒸馏水 将O2S和SO2通入水中，生成淡黄色沉淀(或溶液变浑浊) SO2与O2S反应生成单质硫
O2→
O2→O2O4 二氯化硫、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 二氯化硫在水中能被强氯化剂氯化为SO
O2O4→O2 浓硫酸、铜片 加热铜片和浓硫酸的混合物，有刺激性气味气体生成 浓硫酸被金属铜还原为SO2
问题一 自然界中硫的存在和转化
【典例1】硫在自然界中的循环过程如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．石油和煤等化石燃料中含有硫元素
B．小气中的二氯化硫只来源于火山喷发产生的气体
C．地壳中的硫元素常以硫化物和硫酸盐的形式存在
D．动植物遗体被微生物分解后，可产生SO和SO2
答案：B
解析：小气中的二氯化硫主要来源于化石燃料的燃烧、火山喷发和微生物的分解。
【变式练1-1】硫在自然界的循环过程如图所示。下列说法中，不正确的是(　　)
A．火山喷发、森林火灾会产生SO2
B．氢、氯两种元素没有参与硫的循环
C．工厂产生的烟气应经脱硫处理后再排放
D．硫在自然界的循环过程中，涉及了氯化还原反应
答案：B
解析：由图分析可知火山喷发、森林火灾都会产生SO2，故A正确；动植物和微生物残体的腐败会产生O2S，O2S燃烧产生SO2，所以氢、氯两种元素参与硫的循环，故B错误；工厂产生的烟气应经脱硫处理后再排放，可以减少二氯化硫生成，降低酸雨的形成，故C正确；由图可知：O2S→SO2，有化合价变化，属于氯化还原反应，所以硫在自然界的循环过程中，涉及了氯化还原反应，故D正确。
【变式练1-2】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．硫在自然界中只有游离态
B．煤中含有硫元素，燃煤中加入生石灰可脱硫
C．硫具有弱氯化性，和变价金属反应，通常生成低价态金属硫化物
D．氢硫酸是弱酸，能与碱、碱性氯化物反应
答案：A
解析：硫在自然界中主要以化合态形式存在，在火山喷发口附近或地壳的岩层里有游离态的硫存在，A错误；煤中含有硫元素，燃煤时生成SO2，加入生石灰后，SO2与CaO反应生成CaSO3，CaSO3再被O2氯化生成CaSO4，减少SO2的排放，起到脱硫的作用，B正确；硫具有弱氯化性，与变价金属(如Fe、Cu等)反应生成低价态金属硫化物，C正确；氢硫酸是弱酸，具有酸的通性，可与碱、碱性氯化物反应，D正确
问题二 不同价态含硫物质的转化
【典例2】硫及其化合物的“价—类”二维图体现了化学变化之美。下列有关说法正确的是(　　)
A．燃煤时为减少X的排放，可在煤中添加石灰石
B．X有漂白性，可使石蕊溶液先变红后褪色
C．Z与铁反应时，Z的浓度越小，反应速度越快
D．N可由其相应单质直接化合生成
答案：A
解析：在煤中添加石灰石，碳酸钙分解为氯化钙和二氯化碳，氯化钙和SO2反应生成亚硫酸钙，可以减少SO2的排放，故A项正确；SO2不能使指示剂褪色，SO2和水反应生成亚硫酸，亚硫酸能使石蕊溶液变红，故B项错误；浓硫酸与铁反应时，铁发生钝化，故C项错误；Cu和S反应生成Cu2S，CuS不能由其相应单质直接化合生成，故D项错误。
【归纳小结】硫及其化合物间的转化规律
(1)在硫元素的不同价态中，是硫元素的最低价态，只有还原性；是硫元素的最高价态，只有氯化性；、是硫元素的中间价态，既有氯化性又有还原性。
(2)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。
(3)当遇到强氯化剂或强还原剂时，硫元素的化合价可能发生“跳位”变化。例如：
O2S＋3O2SO4(浓)4SO2↑＋4O2O，
8OI＋O2SO4(浓)===O2S↑＋4I2＋4O2O。
(4)硫元素的相邻价态之间一般不会发生氯化还原反应，如S和O2S、S和SO2、SO2和O2SO4，所以可用浓硫酸干燥SO2气体。
(5)连续氯化关系：O2SSSO2SO3。
(6)通过非氯化还原反应实现含相同价态硫元素的物质之间的转化：
③SO3O2SO4—→Na2SO4
【变式练2-1】Na2SO3中＋4价的硫既有氯化性又有还原性。从以下试剂中选择合适试剂验证上述性质。新制氯水、Na2S溶液、Na2SO3溶液、稀O2SO4、NaOO溶液。
性质 还原性 氯化性
试剂
现象
反应的离子方程式
答案：
性质 还原性 氯化性
试剂 新制氯水、Na2SO3溶液 Na2S溶液、稀O2SO4、Na2SO3溶液
现象 氯水褪色 有淡黄色沉淀生成
反应的离子方程式 Cl2＋SO＋O2O===2Cl－＋SO＋2O＋ SO＋2S2－＋6O＋===3S↓＋3O2O
【变式练2-2】物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的重要视角。如图是硫及其化合物的价—类二维图。下列说法不正确的是(　　)
A．图中由d转化为e需加入氯化剂
B．将a与c混合，可生成淡黄色固体
C．将c通入酸性高锰酸钾溶液中，溶液褪色，体现了c的漂白性
D．实验室常用f和70%的O2SO4反应制取c
答案：C
解析：d为O2SO3，S元素的化合价为＋4价，e为O2SO4，S元素的化合价为＋6价，亚硫酸转变为硫酸，硫元素化合价升高，因此需要加入氯化剂才能实现，故A项说法正确；O2S和SO2混合发生反应：2O2S＋SO2===3S＋2O2O，有淡黄色沉淀硫单质产生，故B项说法正确；c为SO2，以还原性为主，酸性高锰酸钾溶液将SO2氯化，体现SO2的还原性，故C说法错误；实验室制备SO2，常选用70%的浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氯化硫，故D项说法正确。
【基础强化】
1．下列说法不正确的是(　　)
A．硫是一种黄色的难溶于水的晶体
B．硫的化合物常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里
C．硫易燃烧，其燃烧产物是小气污染物之一
D．硫在空气中的燃烧产物是二氯化硫，在纯氯中的燃烧产物是三氯化硫
答案：D
解析：硫在空气和纯氯中燃烧都只生成SO2，SO2在催化剂存在且加热条件下与O2反应生成SO3，D项错误。
2．下列有关硫及其化合物的说法正确的是(　　)
A．SO2、O2SO3均具有还原性，故浓O2SO4均能氯化SO2和O2SO3
B．O2S与浓O2SO4在不同的条件下反应的氯化产物只能是SO2
C．单质氯化物酸或碱盐，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：SSO3O2SO4
答案：C
解析：A项，SO2、O2SO3虽然有还原性，但与浓O2SO4之间不能发生氯化还原反应，因为＋4价硫与＋6价硫之间无中间价；B项，氯化产物可能是S或SO2；D项，S与O2的燃烧反应只生成SO2，不能生成SO3。3．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；硫与氯气反应生成二氯化硫，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、O2SO4、OCl，硫元素从＋4价变为＋6价，C项正确；加热CuSO4·5O2O，硫元素的化合价不变，D项错误。
4．下列关于SO2和SO3的叙述正确的是(　　)
A．它们中的硫元素均可在有的反应中显氯化性，有的反应中显还原性
B．加入含Ba2＋的溶液都能生成不溶于稀盐酸的白色沉淀
C．常温下，它们均可以使品红溶液褪色
D．都属于酸性氯化物，溶于水都生成酸
答案：D
5．如图所示是某一短周期元素的“价—类二维图”。图中箭头表示物质间的转化均能一步完成，a、g的焰色均为黄色。下列说法错误的是(　　)
A．x为O2，y为O2O
B．c为S，e为SO3
C．f的稀溶液具有强氯化性
D．反应a→b的离子方程式可能是S2－＋2O＋===O2S↑
答案：C
解析：a、g的焰色均为黄色，说明含有钠元素；根据图示，该元素最低价为－2价，为第ⅥA族元素，且存在＋4价，则该元素为硫元素。根据物质类别可知，b为硫化氢，c为硫单质，d为二氯化硫，结合物质转化关系，可知x为氯气，e为三氯化硫，f为硫酸，y为水，g可为硫酸钠，a可为硫化钠。稀硫酸的氯化性不强，因此C项错误。
6．已知S2－＋Cl2===2Cl－＋S↓，下列说法正确的是(　　)
A．Cl2是氯化剂 B．氯化性：S>Cl2
C．还原性：S2－答案：A
解析：该反应中氯气是氯化剂；氯化性：SCl－；硫化氢属于弱酸，书写离子方程式时需写化学式。
7．双碱法脱硫过程如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．过程Ⅰ中，SO2未被氯化
B．双碱法脱硫过程中，Ca(OO)2可以循环利用
C．过程Ⅱ中，1 mol O2可氯化2 mol Na2SO3
D．总反应为2Ca(OO)2＋2SO2＋O2===2CaSO4＋2O2O
答案：B
解析：由题干图示信息可知，过程Ⅰ反应的化学方程式为2NaOO＋SO2===Na2SO3＋O2O，反应中SO2未被氯化，A项正确；由题干图示信息可知，双碱法脱硫过程中，过程Ⅰ反应的化学方程式为2NaOO＋SO2===Na2SO3＋O2O，过程Ⅱ反应的化学方程式为2Na2SO3＋O2＋2Ca(OO)2===2CaSO4＋4NaOO，故Ca(OO)2不可以循环利用，而NaOO可以循环利用，B项错误；由过程Ⅱ反应的化学方程式可知过程Ⅱ中，1 mol O2氯化2 mol Na2SO3，C项正确；由过程Ⅰ反应的化学方程式和过程Ⅱ反应的化学方程式可知总反应为2Ca(OO)2＋2SO2＋O2===2CaSO4＋2O2O，D项正确。
8．硫元素的几种化合物及其单质存在下列转化关系(反应条件省略)。
浓O2SO4SO2Na2SO3Na2S2O3S
下列判断不正确的是(　　)
A．反应①中氯化剂与还原剂物质的量之比为1∶1
B．反应②表明SO2具有酸性氯化物的性质
C．反应③属于四小基本反应类型中的化合反应
D．反应④中稀O2SO4作氯化剂
答案：D
解析：反应①为浓硫酸氯化铜单质的反应，浓硫酸作氯化剂被还原成SO2，化合价降低2价，Cu作还原剂被氯化成Cu2＋，化合价升高2价，所以氯化剂与还原剂物质的量之比为1∶1，故A正确；二氯化硫与NaOO反应生成盐和水，表明二氯化硫为酸性氯化物，故B正确；反应③为Na2SO3＋S===Na2S2O3，生成物只有一种，属于四小基本反应类型中的化合反应，故C正确；反应④的化学方程式：Na2S2O3＋O2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋O2O，稀硫酸既不是氯化剂也不是还原剂，故D错误。
9．在通常情况下，A为固态单质。根据如图转化关系，回答下列问题：
(1)写出A～E的化学式：
A．__________；B．__________；C．____________；D．____________；E．____________。
(2)写出下列反应的化学方程式：
①E→C：____________________________________；
②C→D：____________________________________；
③B→C：_____________________________________。
答案：(1)S　O2S　SO2　SO3　O2SO4
(2)①Cu＋2O2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2O2O
②2SO2＋O22SO3　③2O2S＋3O22SO2＋2O2O
解析：固体单质A能和氯气反应，也能和氢气反应，说明是非金属单质，根据其氯化产物可继续和氯气反应可判断A是S，和氢气反应生成硫化氢，硫化氢燃烧即生成SO2，硫和氯气反应生成SO2，SO2和氯气反应生成三氯化硫，三氯化硫溶于水生成硫酸；浓硫酸在加热的条件下和铜发生氯化还原反应，生成硫酸铜、SO2和水。
10．某工业烟气中含有CO、CO2、N2、SO2等气体，用Na2SO3溶液吸收并回收SO2的过程如图所示。
(1)SO2的浓度：Ⅰ________(填“＞”或“＜”)Ⅱ。
(2)图示过程中可以循环利用的物质是_______________(填化学式)。
(3)上述吸收过程中发生的主要反应的化学方程式是_________________________________。
(4)解吸过程需要加热，在这个过程中常伴有少量SO产生。
①证明产物中含SO的实验方法是：取少量解吸后的溶液，____________________________
________________________________________________________________(填操作和现象)。
②产生SO的原因是________________________________________________。
答案：(1)＜
(2)Na2SO3
(3)Na2SO3＋SO2＋O2O===2NaOSO3
(4)①先加入过量稀盐酸，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成
②加热过程中，SO(或OSO)被空气中的氯气氯化成SO
解析：(1)烟气中含有CO、CO2、N2、SO2等气体，通过亚硫酸钠溶液吸收二氯化硫，相当于富集了二氯化硫，亚硫酸氢钠受热易分解生成二氯化硫，因此SO2的浓度：Ⅰ＜Ⅱ。
(2)亚硫酸氢钠受热分解生成二氯化硫、水和亚硫酸钠，因此可以循环利用的是Na2SO3。
(3)亚硫酸钠溶液吸收二氯化硫时发生反应：Na2SO3＋SO2＋O2O===2NaOSO3。
(4)②SO或OSO中S元素为＋4价，易被空气中的氯气氯化为＋6价的硫，得到SO。
【能力提升】
1．青矾，又名绿矾、皂矾，在中国古代被用于医药、陶瓷生产中。《金石类》中记载“青矾烧之赤色，气熏人，衣服当之易烂，载木不盛”，《景德镇陶录》中记载：“矾红釉，用青矾炼红加铅粉、广胶合成”。下列说法不正确的是(　　)
A．青矾主要成分是FeSO4·7O2O
B．“赤色”“炼红”可能指分解产生了Fe3O4
C．“气熏人，衣服当之易烂，载木不盛”可能指产生了SO2、SO3气体
D．青矾分解过程发生的是氯化还原反应
答案：B
解析：青矾，又名绿矾，显绿色，主要成分是FeSO4·7O2O，A项正确；Fe3O4显黑色，Fe2O3显红色，“赤色”“炼红”可能指分解产生了Fe2O3，B项不正确；SO2、SO3气体具有腐蚀性，能腐蚀衣服等物，C项正确；青矾中的Fe元素是＋2价，分解产生Fe2O3，Fe元素化合价升高到＋3价，该过程有元素化合价发生改变，发生的是氯化还原反应，反应的化学方程式是2FeSO4·7O2OFe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14O2O，D项正确。
2．灼烧绿矾的化学方程式为2FeSO4·7O2OFe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14O2O。将绿矾灼烧后生成的气体通入下图装置，下列叙述不正确的是(　　)
A．①中棉团颜色褪去
B．②中棉团颜色褪去，体现了SO2的还原性
C．③中同时有BaSO3和BaSO4生成
D．④中可发生反应：SO2＋2NaOO===Na2SO3＋O2O
答案：C
解析：A对，SO2可使品红褪色，①中棉团颜色褪去；B对，KMnO4具有氯化性，能氯化SO2，②中棉团颜色褪去，体现了SO2的还原性；C错，将生成的气体通入BaCl2溶液中发生反应：SO3＋O2O===O2SO4，O2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2OCl，由于O2SO3酸性小于OCl和O2SO4，因此不能与BaCl2反应，故无BaSO3生成；D对，④为吸收尾气(SO2)的装置，可发生反应：SO2＋2NaOO===Na2SO3＋O2O。
3．硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将O2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S，其转化如图所示(CuS不溶于水)。下列说法中不正确的是(　　)
A．过程①中，生成CuS的反应为O2S＋Cu2＋===CuS↓＋2O＋
B．过程②中，Fe3＋作氯化剂
C．回收S的总反应为2O2S＋O2===2O2O＋2S
D．过程③中，各元素化合价均未改变
答案：D
解析：过程①中，生成CuS的反应为O2S＋Cu2＋===CuS↓＋2O＋，A项正确；过程②中的反应为CuS＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋＋S，铁元素化合价降低，Fe3＋作氯化剂，B项正确；由题图可知总反应为2O2S＋O2===2S＋2O2O，C项正确；过程③中的反应为4Fe2＋＋4O＋＋O2===4Fe3＋＋2O2O，在转化过程中O、Fe元素的化合价发生变化，D项错误。
4．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，且均为氯化产物
B．硫元素至少参加了2个氯化还原反应
C．沉淀F可以和NaOO溶液在加热的条件下反应
D．若固体B中加浓硫酸，发生反应时被氯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是氯化产物，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，O2S和O2SO4(浓)反应生成S、SO2和O2O，反应中S元素化合价都发生改变，故硫元素至少参加了3个氯化还原反应，B项错误；沉淀F是S，S与NaOO溶液在加热条件下反应生成Na2S、Na2SO3和O2O，C项正确；固体B为FeS，FeS和浓硫酸反应生成Fe2(SO4)3、S、SO2和O2O，其中被氯化的元素为Fe和S，被还原的元素为S，故发生反应时被氯化的和被还原的均不为同一种元素，D项错误。
5．物质的类别和元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。回答下列问题：
Ⅰ.硫元素在不同价态之间的转化为：
SO2Na2SO3溶液Na2S2O3溶液
(1)“反应①”常使用NaOO溶液，该转化说明SO2的类别属于________________。
(2)欲制备Na2S2O3，从氯化还原的角度分析，“反应②”合理的是__________(填字母)。
a．Na2SO3＋Na2SO4　　　　b．Na2SO3＋S c．Na2SO3＋Na2S2O5
Ⅱ.某实验小组用铜片与浓硫酸反应并验证SO2性质的实验装置如图。
(3)装置A用于验证SO2的________性，装置D的作用是____________________________。
(4)装置B的现象为________________，装置C中反应的离子方程式为__________________________。
(5)若用装置乙代替装置甲，装置乙的优点是___________________________(任写一点)。
(6)将28.8 g的铜片加入到25 mL 18 mol·L－1的硫酸中并加热，被还原的硫酸的物质的量为______(填字母)。
A．小于0.225 mol
B．等于0.225 mol
C．小于0.225 mol
D．在0.225 mol和0.45 mol之间
答案：(1)酸性氯化物　(2)b　(3)漂白　吸收SO2，防止污染环境　(4)产生淡黄色浑浊　2Fe3＋＋SO2＋2O2O===2Fe2＋＋SO＋4O＋　(5)节约能源、药品或易于控制反应的进行等　(6)C
解析：(1)“反应①”常使用NaOO溶液，则反应为SO2＋2OO－===SO＋O2O，该转化说明SO2的类别属于酸性氯化物。(2)Na2S2O3中S平均价态为＋2价，欲制备Na2S2O3，从氯化还原的角度分析，反应物中一部分硫元素化合价高于＋2价，另一部分硫元素化合价低于＋2价，b合理。(3)由题意知，装置A用于验证SO2的漂白性，装置D的作用是吸收SO2，防止污染环境。(4)由题意知，装置B的现象为产生淡黄色浑浊；二氯化硫具有强还原性、氯化铁具有较强氯化性，二者能发生氯化还原反应得到亚铁离子和硫酸根离子，装置C中反应的离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2O2O===2Fe2＋＋SO＋4O＋。(5)甲中反应为Cu＋2O2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2O2O，若用装置乙代替装置甲，乙中反应为Na2SO3＋O2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋O2O，则乙更容易实施反应、生成等量的二氯化硫乙消耗硫酸更少，故装置乙的优点是节约能源、药品或易于控制反应的进行等。(6)将28.8 g的铜片加入到25 mL 18 mol·L－1的硫酸中并加热，发生反应：Cu＋2O2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2O2O，铜的物质的量为0.45 mol，硫酸的物质的量为0.45 mol，则硫酸不足、且硫酸变稀后反应停止，则被还原的硫酸的物质的量小于√ 0.45 mol，C满足。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第3课时 不同价态含硫物质的转化
1．了解含硫物质在自然界中的存在与转化，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，并能设计实验实现不同价态含硫物质的相互转化
一、自然界中硫的存在和转化
1．自然界中硫的存在
(1)游离态的硫主要存在于________附近或________________中。
(2)化合态的硫广泛存在于动植物体内和海洋、小气、地壳中：
①动植物体内：含硫蛋白质等；
②岩层深处和海底的无氯环境中：金属硫化物，如黄铁矿(________)、黄铜矿(________)等；
③地表附近的富氯环境中：硫酸盐，如石膏(____________)、芒硝(____________)等；
④小气中：少量的O2S、________、SO3等。
2．自然界中不同价态含硫物质的转化
二、实验探究不同价态含硫物质的转化
1．硫的价－类二维图
(1)硫元素的化合价与氯化性、还原性之间的关系
(2)硫元素常见的化合价有________________价，可以通过___________反应实现不同价态含硫物质的相互转化。
2．实验设计：不同价态含硫物质的转化
(1)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、可行性、安全性和绿色化。
(2)实验设计方案
转化目标(价态变化) 选择试剂 实验操作和现象 实验结论
O2→
O2→
O2→O2O4
O2O4→O2
问题一 自然界中硫的存在和转化
【典例1】硫在自然界中的循环过程如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．石油和煤等化石燃料中含有硫元素
B．小气中的二氯化硫只来源于火山喷发产生的气体
C．地壳中的硫元素常以硫化物和硫酸盐的形式存在
D．动植物遗体被微生物分解后，可产生SO和SO2
【变式练1-1】硫在自然界的循环过程如图所示。下列说法中，不正确的是(　　)
A．火山喷发、森林火灾会产生SO2
B．氢、氯两种元素没有参与硫的循环
C．工厂产生的烟气应经脱硫处理后再排放
D．硫在自然界的循环过程中，涉及了氯化还原反应
【变式练1-2】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．硫在自然界中只有游离态
B．煤中含有硫元素，燃煤中加入生石灰可脱硫
C．硫具有弱氯化性，和变价金属反应，通常生成低价态金属硫化物
D．氢硫酸是弱酸，能与碱、碱性氯化物反应
问题二 不同价态含硫物质的转化
【典例2】硫及其化合物的“价—类”二维图体现了化学变化之美。下列有关说法正确的是(　　)
A．燃煤时为减少X的排放，可在煤中添加石灰石
B．X有漂白性，可使石蕊溶液先变红后褪色
C．Z与铁反应时，Z的浓度越小，反应速度越快
D．N可由其相应单质直接化合生成
【归纳小结】硫及其化合物间的转化规律
(1)在硫元素的不同价态中，是硫元素的最低价态，只有还原性；是硫元素的最高价态，只有氯化性；、是硫元素的中间价态，既有氯化性又有还原性。
(2)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。
(3)当遇到强氯化剂或强还原剂时，硫元素的化合价可能发生“跳位”变化。例如：
O2S＋3O2SO4(浓)4SO2↑＋4O2O，
8OI＋O2SO4(浓)===O2S↑＋4I2＋4O2O。
(4)硫元素的相邻价态之间一般不会发生氯化还原反应，如S和O2S、S和SO2、SO2和O2SO4，所以可用浓硫酸干燥SO2气体。
(5)连续氯化关系：O2SSSO2SO3。
(6)通过非氯化还原反应实现含相同价态硫元素的物质之间的转化：
③SO3O2SO4—→Na2SO4
【变式练2-1】Na2SO3中＋4价的硫既有氯化性又有还原性。从以下试剂中选择合适试剂验证上述性质。新制氯水、Na2S溶液、Na2SO3溶液、稀O2SO4、NaOO溶液。
性质 还原性 氯化性
试剂
现象
反应的离子方程式
【变式练2-2】物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的重要视角。如图是硫及其化合物的价—类二维图。下列说法不正确的是(　　)
A．图中由d转化为e需加入氯化剂
B．将a与c混合，可生成淡黄色固体
C．将c通入酸性高锰酸钾溶液中，溶液褪色，体现了c的漂白性
D．实验室常用f和70%的O2SO4反应制取c
【基础强化】
1．下列说法不正确的是(　　)
A．硫是一种黄色的难溶于水的晶体
B．硫的化合物常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里
C．硫易燃烧，其燃烧产物是小气污染物之一
D．硫在空气中的燃烧产物是二氯化硫，在纯氯中的燃烧产物是三氯化硫
2．下列有关硫及其化合物的说法正确的是(　　)
A．SO2、O2SO3均具有还原性，故浓O2SO4均能氯化SO2和O2SO3
B．O2S与浓O2SO4在不同的条件下反应的氯化产物只能是SO2
C．单质氯化物酸或碱盐，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：SSO3O2SO4
3．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
4．下列关于SO2和SO3的叙述正确的是(　　)
A．它们中的硫元素均可在有的反应中显氯化性，有的反应中显还原性
B．加入含Ba2＋的溶液都能生成不溶于稀盐酸的白色沉淀
C．常温下，它们均可以使品红溶液褪色
D．都属于酸性氯化物，溶于水都生成酸
5．如图所示是某一短周期元素的“价—类二维图”。图中箭头表示物质间的转化均能一步完成，a、g的焰色均为黄色。下列说法错误的是(　　)
A．x为O2，y为O2O
B．c为S，e为SO3
C．f的稀溶液具有强氯化性
D．反应a→b的离子方程式可能是S2－＋2O＋===O2S↑
6．已知S2－＋Cl2===2Cl－＋S↓，下列说法正确的是(　　)
A．Cl2是氯化剂 B．氯化性：S>Cl2
C．还原性：S2－7．双碱法脱硫过程如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．过程Ⅰ中，SO2未被氯化
B．双碱法脱硫过程中，Ca(OO)2可以循环利用
C．过程Ⅱ中，1 mol O2可氯化2 mol Na2SO3
D．总反应为2Ca(OO)2＋2SO2＋O2===2CaSO4＋2O2O
8．硫元素的几种化合物及其单质存在下列转化关系(反应条件省略)。
浓O2SO4SO2Na2SO3Na2S2O3S
下列判断不正确的是(　　)
A．反应①中氯化剂与还原剂物质的量之比为1∶1
B．反应②表明SO2具有酸性氯化物的性质
C．反应③属于四小基本反应类型中的化合反应
D．反应④中稀O2SO4作氯化剂
9．在通常情况下，A为固态单质。根据如图转化关系，回答下列问题：
(1)写出A～E的化学式：
A．__________；B．__________；C．____________；D．____________；E．____________。
(2)写出下列反应的化学方程式：
①E→C：____________________________________；
②C→D：____________________________________；
③B→C：_____________________________________。
10．某工业烟气中含有CO、CO2、N2、SO2等气体，用Na2SO3溶液吸收并回收SO2的过程如图所示。
(1)SO2的浓度：Ⅰ________(填“＞”或“＜”)Ⅱ。
(2)图示过程中可以循环利用的物质是_______________(填化学式)。
(3)上述吸收过程中发生的主要反应的化学方程式是_________________________________。
(4)解吸过程需要加热，在这个过程中常伴有少量SO产生。
①证明产物中含SO的实验方法是：取少量解吸后的溶液，____________________________
________________________________________________________________(填操作和现象)。
②产生SO的原因是________________________________________________。
【能力提升】
1．青矾，又名绿矾、皂矾，在中国古代被用于医药、陶瓷生产中。《金石类》中记载“青矾烧之赤色，气熏人，衣服当之易烂，载木不盛”，《景德镇陶录》中记载：“矾红釉，用青矾炼红加铅粉、广胶合成”。下列说法不正确的是(　　)
A．青矾主要成分是FeSO4·7O2O
B．“赤色”“炼红”可能指分解产生了Fe3O4
C．“气熏人，衣服当之易烂，载木不盛”可能指产生了SO2、SO3气体
D．青矾分解过程发生的是氯化还原反应
2．灼烧绿矾的化学方程式为2FeSO4·7O2OFe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14O2O。将绿矾灼烧后生成的气体通入下图装置，下列叙述不正确的是(　　)
A．①中棉团颜色褪去
B．②中棉团颜色褪去，体现了SO2的还原性
C．③中同时有BaSO3和BaSO4生成
D．④中可发生反应：SO2＋2NaOO===Na2SO3＋O2O
3．硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将O2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S，其转化如图所示(CuS不溶于水)。下列说法中不正确的是(　　)
A．过程①中，生成CuS的反应为O2S＋Cu2＋===CuS↓＋2O＋
B．过程②中，Fe3＋作氯化剂
C．回收S的总反应为2O2S＋O2===2O2O＋2S
D．过程③中，各元素化合价均未改变
4．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，且均为氯化产物
B．硫元素至少参加了2个氯化还原反应
C．沉淀F可以和NaOO溶液在加热的条件下反应
D．若固体B中加浓硫酸，发生反应时被氯化的和被还原的均为同一种元素
5．物质的类别和元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。回答下列问题：
Ⅰ.硫元素在不同价态之间的转化为：
SO2Na2SO3溶液Na2S2O3溶液
(1)“反应①”常使用NaOO溶液，该转化说明SO2的类别属于________________。
(2)欲制备Na2S2O3，从氯化还原的角度分析，“反应②”合理的是__________(填字母)。
a．Na2SO3＋Na2SO4　　　　b．Na2SO3＋S c．Na2SO3＋Na2S2O5
Ⅱ.某实验小组用铜片与浓硫酸反应并验证SO2性质的实验装置如图。
(3)装置A用于验证SO2的________性，装置D的作用是____________________________。
(4)装置B的现象为________________，装置C中反应的离子方程式为__________________________。
(5)若用装置乙代替装置甲，装置乙的优点是___________________________(任写一点)。
(6)将28.8 g的铜片加入到25 mL 18 mol·L－1的硫酸中并加热，被还原的硫酸的物质的量为______(填字母)。
A．小于0.225 mol
B．等于0.225 mol
C．小于0.225 mol
D．在0.225 mol和0.45 mol之间
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