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不同价态含硫物质的转化
实验活动5　
一、实验目的
1.通过实验加深对硫及其化合物性质的认识。
2.应用氧化还原反应原理实现不同价态含硫物质的转化。
二、实验用品
1.试剂:浓硫酸、铜片、硫粉、铁粉、Na2S溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、H2SO3溶液、品红溶液。
2.仪器:试管、天平、量筒、酒精灯、铁架台、试管架、橡胶塞、乳胶管、胶头滴管、玻璃导管、陶土网、玻璃棒、药匙、棉花、镊子、火柴。
三、实验方案实施
实验一　-2价、+4价的硫转化为0价的硫
实验操作 实验现象 实验结论
在两支试管中分别加入1 mL Na2S溶液,向其中一支边振荡边滴加H2SO3溶液,另一支边振荡边滴加酸性KMnO4溶液,用浸NaOH溶液的棉团分别塞住两个试管口 加入H2SO3溶液的试管中出现淡黄色浑浊;加入酸性KMnO4溶液的试管中紫色逐渐消失,并出现淡黄色浑浊 2Na2S+3H2SO3
3S↓+3H2O+2Na2SO3
实验操作
实验现象 铜片表面 ,品红溶液逐渐变为 　
实验结论 Cu和浓硫酸反应的化学方程式为

实验二　+6价的硫转化为+4价的硫
有气泡
无色
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
实验三　0价的硫转化为-2价的硫
实验操作 实验现象 实验结论
将0.5 g硫粉和1.0 g铁粉均匀混合,放在陶土网上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端,当混合物呈红热状态时,移开玻璃棒 剧烈反应,产生黑色物质 Fe+S FeS
四、问题和讨论
1.若试管内壁附着单质硫时,可加入NaOH溶液加热,然后洗涤,即可除去,试分析反应的原理并写出相关反应的化学方程式。
提示:单质硫的化合价为0价,既可升高也可降低,当与NaOH溶液反应时,硫发生歧化反应生成易溶于水的Na2S和Na2SO3,反应的化学方程式为3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O。
2.SO2具有还原性,浓硫酸具有强氧化性,能否用浓硫酸干燥SO2气体
提示:能。SO2中硫元素显+4价,浓硫酸中的硫元素显+6价,但硫元素在+4、+6价之间不存在中间价态,因此SO2虽具有较强的还原性,
但不能被浓硫酸氧化,因此可以用浓硫酸干燥SO2气体。
3.铁粉和硫粉在空气中混合燃烧时,可能发生哪些化学反应
提示:Fe与S、S与O2、Fe与O2等反应。
『链接高考』
1.(2023·全国乙卷)一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的是(　　)
D
A 硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀 6FeSO4+O2+2H2O 2Fe2(SO4)3+2Fe(OH)2↓
B 硫化钠溶液出现浑浊颜色变深 Na2S+2O2 Na2SO4
C 溴水颜色逐渐褪去 4Br2+4H2O HBrO4+7HBr
D 胆矾表面出现白色粉末 CuSO4·5H2O CuSO4+5H2O
2.(2022·广东卷)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a～d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是(　　)
A.Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4的酸性
B.a处变红,说明SO2是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无H2O生成
B
解析:铜和浓硫酸反应过程中,生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性,生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性,故A错误;a处的紫色石蕊溶液变红,其原因是SO2溶于水生成了亚硫酸,可说明SO2是酸性氧化物,故B正确;
b处品红溶液褪色,其原因是SO2具有漂白性,而c处酸性高锰酸钾溶液褪色,其原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应,SO2体现出还原性,故C错误;实验过程中试管底部出现白色固体,根据元素守恒可知,其成分为无水CuSO4,而非蓝色的CuSO4·5H2O,其原因是浓硫酸具有吸水性,将反应生成的H2O吸收,故D错误。
1.几种含硫物质的转化如图所示(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Cu
B.②中,需要确保NaOH溶液足量
C.③中,生成1 mol Na2S2O3时,转移4 mol电子
D.③中,将S换为Cl2,氧化产物为Na2SO4
C
『实验专练』
解析:Cu与浓硫酸在加热条件下能发生氧化还原反应,生成CuSO4和SO2,A正确;NaOH溶液足量可保证SO2完全吸收,B正确;由反应Na2SO3+S Na2S2O3可知,生成1 mol Na2S2O3时转移2 mol电子,
C错误;将S换为Cl2,发生反应Cl2+Na2SO3+H2O Na2SO4+2HCl,
氧化产物为Na2SO4,D正确。
2.元素的价-类二维图是学习元素及其化合物的重要模型和工具。如图为硫元素的价-类二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是(　　)
A.附着有X的试管常用酒精清洗
B.Y使溴水褪色体现了其漂白性
C.加热条件下,Z的浓溶液与铜反应能实现转化②
D.Y与H2S气体混合能实现转化①
C
解析:X为硫元素的单质,硫单质易溶于CS2,微溶于酒精,难溶于水,硫单质附着在试管上常用CS2清洗,故A错误;Y为+4价硫元素的氧化物,为SO2,SO2具有还原性,使溴水褪色是发生了氧化还原反应,故B错误;Y为SO2,Z为H2SO4,加热条件下,H2SO4的浓溶液与铜反应能实现转化②,故C正确;Y为SO2,与H2S气体反应生成硫单质,不能生成Z,故D错误。
3.常温下,将铁粉和硫粉混合,不发生反应。某课外活动小组将铁粉和硫粉按物质的量之比1∶1混合均匀,并置于水平放置且隔绝空气的玻璃管中,加热片刻,反应开始,然后撤去酒精灯,发现反应仍能剧烈进行,并使生成的固体呈红热状态。试回答下列问题。
(1)上述现象说明了 　　　 　　　　　。
解析:(1)撤去酒精灯,反应仍能剧烈进行,说明该反应是放热反应。
Fe与S的反应是放热反应
(2)将生成的黑色固体置于稀硫酸中,有气体放出,写出发生反应的离子方程式: 　。
解析:(2)FeS与H2SO4发生复分解反应。
FeS+2H+ Fe2++H2S↑
(3)已知硫化氢是一种剧毒、有刺激性气味的气体,试说明实验室制取硫化氢时应采用的一种安全措施:
　 。
在制H2S的收集装置后连接
盛有NaOH溶液(或CuSO4溶液)的洗气瓶(答案合理即可)
解析:(3)应将多余的H2S吸收,以免中毒和污染空气。
4.请依据图中硫元素及其化合物的转化关系,回答下列问题。
(1)请写出反应①的离子方程式: 　 。
(2)从化合价角度分析,X具有　　　　(填字母)。
A.氧化性 B.还原性
C.既有氧化性又有还原性
①X与H2S反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。
解析:(2)X是SO2,其中硫元素是+4价,处于中间价态,决定了SO2既有氧化性又有还原性。①SO2与H2S发生归中反应生成S,其化学方程式为SO2+2H2S 3S+2H2O。
C
SO2+2H2S 3S+2H2O
②X与溴水反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　。
(3)上图中,W在医疗上可用作石膏绷带等,请写出CaSO3转化为W的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　 　　　　　。
解析:(3)CaSO3在空气中可被O2氧化为CaSO4,其化学方程式为2CaSO3+O2 2CaSO4。
2CaSO3+O2 2CaSO4
5.实验室研究不同价态元素的转化,对于物质的制备和应用至关重要。实验室可以用如图所示装置研究S(+6价)→S(+4价)。
(1)装置C的作用:　　　　 　　　　。
(2)装置B、D盛放的试剂应分别为　　　、　　　(填字母)。
a.BaCl2溶液　b.淀粉-KI溶液　c.FeSO4溶液　d.NaOH溶液
e.品红溶液
(3)实验结束后,发现装置A中溶液几乎为无色,且试管中有较多的白色固体。试管中溶液显无色,体现了浓硫酸的　　　　性。
(4)实验结束后,若要证明装置A中白色固体为无水CuSO4,需要采取的操作是
　 。
防倒吸(或做安全瓶)
e
d
吸水
将冷却后的A中的混合物缓缓加入适量水中,并搅拌,
观察溶液颜色变化
解析:由题图可知,装置A中Cu与浓硫酸在加热条件下发生反应生成二氧化硫,装置B中可选用品红溶液来检验二氧化硫,装置C是安全瓶,用来防倒吸,装置D中可选用NaOH溶液来吸收尾气,防止污染空气。浓硫酸具有吸水性,可使装置A中固体变为白色。实验结束后,若要证明装置A中白色固体为无水CuSO4,需要采取的操作是将冷却后的装置A中的混合物缓缓加入适量水中,并搅拌,观察溶液颜色变化。
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