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4.2　硫及其化合物的相互转化
1. 了解硫和含硫化合物的相互转化关系。
2. 学习氧化还原反应方程式的配平。
3. 学习氧化还原反应方程式中的守恒思想。
上述物质之间的转化可以通过不同的化学反应来实现。可以是元素化合价发生改变的氧化还原反应(②③④⑥⑧)， 也可以是元素化合价不变的非氧化还原反应(①⑤⑦)。
请写出下列含硫物质之间发生转化的化学方程式。
1. 在常温下，硫单质能与汞化合生成硫化汞(HgS)。为了除去不慎洒落的汞，人们常将硫黄粉撒在汞的表面。
2. 长期暴露在空气中的亚硫酸钠会慢慢变成硫酸钠。
3. 实验室中用过量氢氧化钠溶液吸收二氧化硫生成亚硫酸钠。
守恒现象在化学变化过程中普遍存在。我们已经知道，参加化学反应的各物质的总质量等于反应后生成的各物质的总质量。从元素的化合价变化考查氧化还原反应，反应前后元素化合价升降的总数相等；从电子转移的角度来认识氧化还原反应，反应中氧化剂得电子的数目等于还原剂失电子的数目。氧化还原反应中从化合价变化到得失电子守恒，体现了人们对化学反应由表及里，由片面到全面，逐渐深入本质的认识过程。
1. 24 mL浓度为0.05 mol/L Na2SO3溶液，恰好与20 mL浓度为0.02 mol/L K2Cr2O7溶液完全反应，则Cr元素在被还原的产物中的化合价是(　　)
A. ＋6　　 B. ＋3　　 C. ＋2　　 D. 0
2. 氧化还原反应的配平。
以　　Cu＋　　HNO3（浓）===　　Cu(NO3)2＋　　NO2＋　　H2O的配平为例：
第一步：分析氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的“纯粹”性，确定采用“逆向”配平比较方便。
第二步：计算1 mol氧化产物、还原产物电子转移（化合价变化）情况。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　
　　　　Cu＋　　　　HNO3（浓）===　　　　Cu(NO3)2＋　　　　NO2＋　　　　H2O
第三步：根据“得失电子守恒”，n[Cu(NO3)2]∶n(NO2)＝1∶2。
　　　　Cu＋　　　　HNO3（浓）===　1　Cu(NO3)2＋　2　NO2＋　　　　H2O
第四步：根据“原子守恒”确定其他化学计量数，并检验。
　1　Cu＋　4　HNO3（浓）===　1　Cu(NO3)2＋　2　NO2↑＋　2　H2O
练习：
(1) 配平下列氧化还原反应方程式：
①Cu＋FeCl3===FeCl2＋CuCl2
②NH3＋O2NO＋H2O
③C＋HNO3（浓）===CO2↑＋NO2↑＋H2O
④NO＋Mg＋H2O===N2↑＋Mg(OH)2＋OH－
⑤S＋KOH===K2S＋K2SO3＋H2O
(2) 分享在配平氧化还原反应时，如何确定采用“顺向法”还是“逆向法”？
活动三：氧化还原配平原理的拓展应用
1. 缺项配平。
缺项方程式：某些反应物或生成物的分子式未写出（缺项），它们一般为水、酸、碱。
(1) 先根据化合价变化找出氧化剂、还原剂及还原产物、氧化产物。
(2) 再根据质量守恒、电荷守恒确定所缺的物质的化学式（分子或离子），若反应物缺正电荷，一般情况下，酸性环境中反应物加H＋，生成物加水；碱性环境中生成物加OH－，反应物加水。
(3) 最后观察配平其他物质系数。
配平：　　　Mn2+＋　　ClO＋　　H2O===　　MnO2↓＋　　Cl2↑＋　　　　　　
2. 突破新情景下氧化还原反应方程式的书写。
高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，写出该反应的离子方程式。
根据题给信息和所学知识列出反应式：氧化剂＋还原剂——还原产物＋氧化产物；
ClO－＋Fe(OH)3——Cl－＋FeO
根据得失电子守恒确定上述式子“氧化剂＋还原剂——还原产物＋氧化产物”中各物质的化学计量数；
3ClO－＋2Fe(OH)3——3Cl－＋2FeO
根据电荷守恒，结合介质的酸碱性，在反应方程式两端添加H＋、OH－，使之满足电荷守恒的要求；
3ClO－＋2Fe(OH)3＋4OH－——3Cl－＋2FeO
根据原子守恒，通过在反应方程式两端添加H2O（或其他小分子）使方程式两端的原子守恒；
3ClO－＋2Fe(OH)3＋4OH－===3Cl－＋2FeO＋5H2O
检查并确定离子方程式。
练习：
(1) 将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸，在约70 ℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液，继续反应一段时间，得到红棕色黏稠液体。H2O2氧化Fe2+的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2) 一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，溶液中BH（B元素的化合价为＋3）与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和[B(OH)4]－，其离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
[2025苏州期末]阅读下列材料，完成1～2题。
工业废碱渣的主要成分为Na2CO3等，水浸后用于烟气脱硫后得到NaHSO3，再经中和获得Na2SO3；Na2SO3可用于处理废水中的Cl2。相关过程如下：
1. 下列相关说法不正确的是(　　)
A. “水浸”前先将废碱渣粉碎可加快水浸速率
B. “吸收”后脱硫烟气中的CO2比“吸收”前烟气中的多
C. “中和”时反应的化学方程式为NaOH＋NaHSO3===Na2SO3＋H2O
D. 向Na2SO3溶液中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，说明其中含Na2SO4
2. 适量Na2SO3除去弱酸性废水中Cl2反应为SO＋Cl2——SO＋Cl－（未配平），下列有关说法正确的是(　　)
A. Cl2发生氧化反应 B. SO是还原产物
C. 反应后废水的pH减小 D. 反应中每产生1 mol Cl－转移2 mol电子
3. [常州期末]下列物质间的转化不能通过一步化学反应实现的是(　　)
A. S→SO3 B. Cl2→FeCl3
C. Na2CO3→NaHCO3 D. H2SO4→SO2
4. 有关下列三个反应的叙述正确的是(　　)
①2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O
②S＋2H2SO4（浓）3SO2↑＋2H2O
③3S＋6KOH2K2S＋K2SO3＋3H2O
A. 反应①说明SO2能与酸反应，具有碱性氧化物的性质
B. 反应②改用稀硫酸，则能放出氢气
C. 反应②③说明S具有两性
D. 反应③中被氧化的硫元素与被还原的硫元素的质量之比为1∶2
5. 已知离子方程式：As2S3＋H2O＋NO―→AsO＋SO＋NO↑＋　　　　（未配平），下列说法错误的是(　　)
A. 配平后水的化学计量数为4
B. 反应后的溶液呈酸性
C. 配平后氧化剂与还原剂的化学计量数之比为3∶28
D. 氧化产物为AsO和SO
6. [2025盐城东台期末]利用物质类别及化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段。硫的价类二维图如右。下列说法不正确的是(　　)
A. c通入H2O2溶液中可得到e
B. b在足量的O2中燃烧得到d
C. a与c可以反应生成b
D. f与e的浓溶液可以反应生成c
7. 配平下列氧化还原反应方程式。
(1) NO2＋CO===N2＋CO2
(2) MnO＋H2C2O4＋H＋===Mn2+＋CO2↑＋H2O
(3) (NH4)2SO4===NH3↑＋N2↑＋SO2↑＋H2O
8. [2024江苏百校联考]运用化学反应原理研究硫单质及其化合物的反应，对生产、生活、环境保护等领域有着重要的意义。
(1) 一定条件下，将SO2通入TeOSO4溶液中，反应一段时间后过滤、洗涤得到粗Te。
①SO2还原TeOSO4溶液得到Te的反应中，n(SO2)∶n(TeOSO4)＝　　　　。
②检验沉淀是否洗涤干净的具体操作为________________________________。
③过程中须控制反应温度为80 ℃，适宜的加热方式为　　　　；采取该加热方式的优点为_________________________________________________________。　　　　　　　　　
(2) 工业上采用H2催化还原SO2，不仅可以消除SO2污染，还可得到有价值的单质S。反应分两步完成，如图1所示，H2催化还原SO2第一步反应的化学方程式为____________________　　　　　　　　　　　　　。
图1 图2
(3) 工业上常用NaClO2溶液对燃煤烟气进行脱硫。已知NaClO2溶液具有强氧化性，酸性条件下NaClO2发生歧化反应生成ClO2，ClO2易溶于水，具有强氧化性，可氧化SO2。
①在实验室模拟脱硫过程：先加稀硫酸调节NaClO2吸收液的pH为5，再向其中通入含SO2的模拟烟气。测得脱硫反应后，溶液中的阴离子为SO和Cl－，则脱硫反应的离子方程式为______________________________________________。　　　　　　
②测得脱硫效率（即SO2的吸收率）随温度变化的曲线如图2所示。结合已知信息分析，温度高于50 ℃时，随温度升高脱硫效率下降的原因是_____________
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4) ZnO水悬浊液吸收SO2。已知：室温下，ZnSO3微溶于水，Zn(HSO3)2易溶于水；溶液中H2SO3、HSO、SO的物质的量分数随pH的分布如图3所示。向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入SO2，在开始吸收的40 min内，SO2吸收率、溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化（见图4）。溶液pH几乎不变阶段，主要产物是　　　　（填化学式）；SO2吸收率迅速降低阶段，主要反应的离子方程式为_______________________________________。
图3 图4
9. [苏州期末]已知海水中溴元素主要以Br－形式存在，工业上从海水中提取溴的流程如下：
(1) 写出“氧化”反应的离子方程式：_________________________________。　　　　　　
(2) 将吹出后的含Br2的空气按一定速率通入吸收塔，用SO2和水进行吸收，吸收后的空气进行循环利用。
①写出吸收反应的离子方程式：_______________________________________。
②吹出时，Br2吹出率与吸收塔中 SO2流量的关系如图所示。SO2流量过大，Br2吹出率反而下降的原因是_____________________________________________。
(3) 工业上也可用Na2CO3溶液代替二氧化硫水溶液吸收Br2，完成如下化学方程式：
　　Br2＋　　Na2CO3===　　NaBrO3＋　　CO2＋　　　　
当有1.204×1024个电子发生转移时，理论上参加反应Br2的质量为　　　　　　(Br—80)。
(4) 对于较低浓度的溴水，可采用萃取法提取Br2。四氯化碳可作为Br2的萃取剂，其原因除四氯化碳不与溴反应外，还有________________________________
______________________。
第二单元　硫及其化合物的相互转化
【活动方案】
活动一：
1. Hg＋S===HgS
2. 2Na2SO3＋O2===2Na2SO4
3. 2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O
活动二：
1. B
2. (1) ①1　2　2　1　②4　5　4　6 ③1　4　1　4　2　④2　5　6　1　5　2
⑤3　6　2　1　3
说明：实际书写方程式时，“1”可以省去。
(2) 当氧化剂全部被还原、还原剂全部被氧化，采用“顺向法”；当氧化剂或还原剂中的元素只有部分被还原或氧化(如“歧化反应”)，而氧化产物和还原产物是“纯粹”的氧化产物和还原产物，采用“逆向法”。
活动三：
1. 5　2　4　5　1　8H＋
2. (1) 2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O
(2) 2Fe2+＋BH＋4OH－===2Fe＋[B(OH)4]－＋2H2↑
【课堂反馈】
D　“吸收”过程中的反应为Na2CO3＋2SO2＋H2O===2NaHSO3＋CO2↑，故“吸收”后脱硫烟气中的CO2比“吸收”前烟气中的多，B正确；BaSO3也是白色沉淀，有白色沉淀产生，不能说明其中含有Na2SO4，D错误。
2. C　Cl2→Cl－，Cl元素的化合价降低，Cl2发生还原反应，A错误；SO→SO，S元素的化合价升高，SO是氧化产物，B错误；配平后的反应为SO＋Cl2＋H2O===SO＋2Cl－＋2H＋，弱酸转化为强酸，溶液的pH减小，C正确；反应中每产生1 mol Cl－转移1 mol电子，D错误。
3. A　S燃烧只能生成SO2，A错误；铁与氯气反应生成FeCl3，B正确；Na2CO3溶液中通入CO2可生成NaHCO3，C正确；铜与浓硫酸共热发生反应可生成SO2，D正确。
4. D　反应①中SO2作氧化剂，说明二氧化硫具有氧化性，不能从氧化还原反应的发生来判断酸性或碱性氧化物，A错误；反应②体现浓硫酸的强氧化性和S的还原性，S与稀硫酸不反应，B错误；单质硫只能与氧化性酸反应，不能与非氧化性酸反应，故不具有两性，C错误；反应③中化合价升高的硫原子与化合价降低的硫原子的个数之比为1∶2，即被氧化的硫元素与被还原的硫元素的质量之比为1∶2，D正确。
5. C　As2S3转化成AsO和SO，而NO转化为NO，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，配平后的离子方程式为3As2S3＋4H2O＋28NO===6AsO＋9SO＋28NO↑＋8H＋，A、B、D正确；氧化剂与还原剂的化学计量数之比为28∶3，C错误。
6. B　根据硫的价类二维图可知，a为H2S，b为S，c为SO2，d为SO3，e为H2SO4，f为亚硫酸盐，g为－2价硫的盐。H2O2具有强氧化性，能将SO2氧化为H2SO4，A正确；S和O2燃烧只能生成SO2，B错误；H2S与SO2可发生归中反应生成S，C正确；SO和浓硫酸反应可生成SO2，D正确。
7. (1) 2　4　1　4　(2) 2　5　6　2　10　8 (3) 3　4　1　3　6
8. (1) ①2∶1　②取最后一次洗涤液于试管中，先加足量稀盐酸，再加BaCl2溶液，没有沉淀生成说明沉淀洗涤干净　③热水浴　可以使物质均匀受热
(2) 3H2＋SO2H2S＋2H2O
(3) ①2ClO2＋5SO2＋6H2O===2Cl－＋5SO＋12H＋　②酸性条件下NaClO2发生歧化反应生成ClO2，温度升高，ClO2从溶液体系中逸出，二氧化硫的溶解度降低　(4) ZnSO3　ZnSO3＋SO2＋H2O===Zn2+＋2HSO
9. (1) 2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2 (2) ①SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Br－ ②SO2流量过大，吸收塔内过量SO2随着空气循环进入吹出塔与Br2反应生成氢溴酸，造成Br2吹出率下降　(3) 3　3　1　3　5NaBr　192 g　(4) 四氯化碳与水互不相溶，溴在四氯化碳中的溶解度远大于其在水中的溶解度

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