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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　硫酸根离子的检验　不同价态含硫物质的转化
素养目标 学法指导
1．通过对比实验，掌握硫酸根离子的检验方法，以此为基础能设计出粗盐提纯的方案和操作方法，培养证据推理意识，提升实验探究与创新意识 2．通过实验探究不同价态硫元素的相互转化，掌握运用氧化还原反应规律寻找合适的氧化剂和还原剂的方法，培养变化观念与科学探究的能力 1．通过阅读教材相关内容，了解硫元素在自然界中的转化、含硫元素的物质在自然界中的存在以及含硫物质的主要来源
2．从化合价变化角度和物质分类角度设计含硫物质间的转化，从而巩固氧化还原反应知识及物质类别转化方法，构建含硫物质的价－类二维图，形成知识网络
知识导图


课前·新知导学
1．教材【实验5－4】中的化学反应
(1)向稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液中分别滴加BaCl2溶液，所发生反应的离子方程式分别为：
_______________________、___________________________、________________________。
(2)碳酸钡溶于稀盐酸的反应方程式为：
____________________________________________。
硫酸根离子的检验
BaCO3＋2HCl===BaCl2＋H2O＋CO2↑　
【答案】稀盐酸　BaCl2溶液　稀盐酸　BaCl2溶液　无明显现象　出现白色沉淀
微思考
【答案】不一定。若原溶液中含有Ag＋也会有类似的实验现象。
用可溶性钡盐检验硫酸根离子的存在时，先在待测溶液中加入盐酸，其作用是(　　)
A．形成较多的白色沉淀
B．形成的沉淀纯度更高
C．排除硫酸根离子以外其他阴离子及银离子的干扰
D．排除钡离子以外的其他阳离子的干扰
【答案】C
1．自然界中硫的存在与转化
(1)游离态的硫存在于________附近或地壳的岩层中。
(2)化合态。
①主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。
②重要的化合物。
火山口　
不同价态含硫物质的转化
名称 黄铁矿 黄铜矿 石膏 芒硝
化学式 ________ ________ ____________ ____________
FeS2　
CuFeS2　
CaSO4·2H2O　
Na2SO4·10H2O　
(3)转化。
【答案】SO2　SO3　H2SO3　H2SO4　无氧　黄铜矿　O2　芒硝
SO3＋H2O===H2SO4　
3．不同价态含硫物质的转化
【答案】氧化　还原
(1)通过______________反应可实现不同价态含硫物质的相互转化。
(2)利用______________剂，可将硫元素从低价态转化到高价态。
(3)利用______________剂，可将硫元素从高价态转化到低价态。
氧化还原　
氧化　
还原　
黄铁矿或硫黄在过量的纯氧中充分反应，能否直接生成SO3
微思考
【答案】不能。含硫物质与氧气反应时一般只能得到SO2。
在下列生成二氧化硫的反应中，反应物中的含硫物质被氧化的是 (　　)
A．硫在空气中燃烧
B．铜片与浓硫酸共热
C．红热的木炭与浓硫酸反应
D．亚硫酸钠与稀硫酸反应
【答案】A
【解析】A中含硫物质被氧化后硫元素的价态升高；B、C中浓硫酸的硫元素化合价降低；D中硫元素的价态不变。
课堂·素养初培
素养探源 核心素养 考查途径
证据推理与模型认知 变化观念与平衡思想 本知识点在考题中常考查：粗盐提纯所加试剂及试剂添加顺序、硫酸根离子的检验等
我国有三大盐场，分别是长芦盐场、布袋盐场和莺歌海盐场。
[情境导入]
(1)以下是“粗盐中难溶性杂质的去除”流程示意图，其中玻璃棒的作用分别是什么？
【答案】溶解：搅拌，加快粗盐的溶解速度；
过滤：引流，防止液体溅出；
蒸发：搅拌，防止加热时液体飞溅。
(2)经溶解、过滤和蒸发操作得到的粗盐中还含有一些可溶性硫酸盐、CaCl2、MgCl2等杂质，若按表中所示顺序除去它们，应加入什么试剂？
杂质 加入的试剂 离子方程式
硫酸盐(Na2SO4) 足量________液 _________________________
CaCl2 足量________溶液 ________________________
MgCl2 足量________溶液 _________________________
(3)①上表中所加的除杂试剂为何要过量？
②足量Na2CO3溶液除了可沉淀Ca2＋外，能否将过量的BaCl2溶液中的Ba2＋同时除去？
③上表中的三种除杂试剂在加入粗盐溶液时的先后顺序有何要求？
【答案】①为了将杂质充分除去，所加除杂试剂要适当过量。
②能，Na2CO3溶液可除去Ca2＋，同时可沉淀过量的Ba2＋。
③后面的除杂试剂尽量能把前面的过量的除杂试剂同时除去，所以三种除杂试剂中Na2CO3溶液应在BaCl2溶液后面滴加。
(4)向粗盐溶液中滴加足量BaCl2溶液→足量Na2CO3溶液→足量NaOH溶液后，溶液中还有哪些杂质离子？如何把这些杂质离子除去？
1．除去粗盐中少量可溶性杂质
(1)除去粗盐中可溶性杂质的原理。
[深化理解]
(2)试剂加入的先后顺序。
根据原理可知，Na2CO3溶液既可除去CaCl2，又可除去过量的BaCl2，故Na2CO3溶液必须在加BaCl2溶液之后加入，盐酸要除去过量的Na2CO3和NaOH，故应过滤后，向滤液中加入，因此各试剂的加入顺序可以为：
①BaCl2→NaOH→Na2CO3→盐酸；
②NaOH→BaCl2→Na2CO3→盐酸；
③BaCl2→Na2CO3→NaOH→盐酸。
[典例精练]
(1)写出三种试剂的化学式：A_______，B_______，C_______。
(2)根据题意，回答下列问题：
①加入过量A的目的是_______________________________；
②加入过量B的目的是_______________________________；
③加热煮沸的目的是_______________________________。
(3)操作Ⅰ是________，操作Ⅱ是________。
【答案】C
任务二　不同价态含硫物质的转化
素养探源 核心素养 考查途径
变化观念与平衡思想 关于硫及其化合物间的转化在考题中经常考查，主要考查点有：有关含硫物质间转化的化学方程式或离子方程式的书写、二氧化硫与陌生强氧化性物质反应的化学方程式的书写等，题型多为综合题——实验综合题或工艺流程图题等
大型节日时，人们经常会燃放烟花爆竹。但这会产生严重的空气污染，近几年，越来越多的城市全年全区域禁止燃放烟花爆竹。
[情境导入]
(1)燃放爆竹时的主要反应是S＋2KNO3＋3C===K2S＋3CO2↑＋N2↑，S发生了什么变化？表现什么性质？
【答案】反应中S的化合价降低，发生还原反应，表现氧化性。
(2)燃放爆竹时会闻到强烈的刺激性气味，你知道其中的原因吗？
【答案】燃放爆竹时S与空气中的氧气反应生成有刺激性气味的SO2气体。
(3)硫化氢气体通入浓硫酸中可得到硫单质，若将该气体通入稀硫酸中能否也得到硫单质？
【答案】不能。因浓硫酸具有强氧化性(＋6价硫)，而稀硫酸不具有强氧化性(其具有的弱氧化性是由于＋1价的氢)。
(4)试列举生成SO2气体的反应有哪些？
【答案】①氧化反应：如硫黄的燃烧、硫化氢气体的燃烧、硫铁矿(FeS2)在空气中加热等；
②还原反应：如浓硫酸与Cu或C的反应等；
③非氧化还原反应：如Na2SO3固体与浓硫酸的反应[Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋H2O＋SO2↑]、亚硫酸的分解等。
1．硫及其化合物间的转化
[深化理解]
人们认识和应用物质常从两方面入手，一是从物质的类别认识该物质可能跟哪些物质发生反应；二是从物质所含元素的化合价分析该物质是否具有氧化性或还原性。如下图所示是硫元素的各个价态与物质类别的对应关系：
[典例精练]
【解析】A中的S的化合价为＋6价且可以转化为硫酸，又可以和二氧化硫互相转化，因此A为三氧化硫；B中的硫的化合价为－2价且为气态氢化物，因此B为硫化氢；由硫元素的价态及转化关系知C为硫酸盐，D为亚硫酸，E为亚硫酸盐。
硫在空气中燃烧生成气体A；把A溶于水得溶液B；向B中滴加溴水，溴水褪色，B变成C；在C中加Na2S产生气体D；把D通入B溶液得浅黄色沉淀E。A、B、C、D、E都含同一种元素。按A、B、C、D、E顺序排序的是(　　)
A．SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S
B．SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S
C．SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3
D．SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3
【答案】B
【解析】硫在空气中燃烧生成SO2，SO2溶于水得H2SO3，向H2SO3中滴加溴水生成H2SO4和HBr，在H2SO4溶液中加入Na2S产生气体H2S，H2S与H2SO3反应产生浅黄色沉淀S，故B正确。
辨析·易错易混
错解：A或B或C
满分策略：检验Fe2＋应先加KSCN溶液，若溶液不变红，再滴加新制氯水时溶液变为红色，则证明原溶液中存在Fe2＋。提高高锰酸钾溶液的氧化能力可加稀硫酸酸化，不能加盐酸或硝酸酸化，因盐酸具有较强还原性，会消耗高锰酸钾，而硝酸本身具有强氧化性。
正解：D
小练·素养达成
【答案】B
【答案】A
【答案】C
【答案】C
【解析】SO2、H2SO3虽然有还原性，但与浓H2SO4之间不能发生氧化还原反应，因为＋4价硫与＋6价硫之间无中间价态，A错误；氧化产物可能是S或SO2，B错误；S与O2的燃烧反应只生成SO2，不能生成SO3，D错误。
5．一定量的浓硫酸跟过量的锌充分反应，产生的气体可能有(　　)
①SO2　②SO3　③H2S　④H2
A．①② B．①③
C．①④ D．只有①
【答案】C
(3)在粗盐经过溶解→过滤后的溶液中滴加适当过量的BaCl2溶液→滴加饱和Na2CO3溶液，直至不再产生沉淀为止。请问最后一步操作的目的是_______________________________。
(4)将经过操作(3)后的溶液过滤。请问这一操作能除掉哪些杂质？______________________________________________________。
(5)实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的；
溶解时：_______________________________。
过滤时：_______________________________。
蒸发时：_______________________________。
(1)如果将装置中①②③三部分仪器的连接顺序变为②①③，则可以检出的物质是____________；不能检出的物质是________。
(2)如果将仪器的连接顺序变为①③②，则可以检出的物质是__________；不能检出的物质是________。
(3)如果将仪器的连接顺序变为②③①，则可以检出的物质是__________；不能检出的物质是________。
(5)搅拌，加速溶解　使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外洒　搅拌，防止因局部过热液滴或晶体飞溅
Ⅱ．(1)SO2、CO2　H2O
(2)H2O、SO2　CO2　(3)SO2、CO2　H2O
【解析】Ⅱ． 装置①用于检验产物H2O，只能放在装置②③之前，因为若放在装置②③之后或装置②③之间，则气流通过装置②或③溶液后会带出水蒸气，则无法验证使无水CuSO4变蓝的水蒸气是否是反应生成物。装置③和装置②位置也不得变更，因为SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊。故在用澄清石灰水来验证CO2前一定要排除SO2的干扰。
(3)其中，在步骤①中涉及的离子反应方程式有：
_______________________________，
_______________________________。
(4)除杂操作完成后，得到NaCl固体的操作方法为
_______________________________。

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