2022-2023学年苏教版2019高中化学必修1 专题四 第二单元 第1课时　含硫物质之间的转化（学案+课时对点练 word版含解析）

第二单元　硫及其化合物的相互转化
第1课时　含硫物质之间的转化
[核心素养发展目标]　1.根据硫元素的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硫元素的相互转化。2.利用不同类型化学反应的知识，研究物质之间相互转化的规律，能设计物质转化的方案。
一、含硫物质之间的转化
1．不同价态硫的相互转化
自然界中的硫元素主要以硫单质、硫化物和硫酸盐等形式存在。硫元素的常见化合价有：－2、0、＋4、＋6等。
(1)硫元素的－2价为其最低价态，只有还原性，因此可与氧化性物质反应。
如：H2S水溶液中通入少量氯气的化学方程式：H2S＋Cl2===2HCl＋S↓；
H2S气体在空气中燃烧的化学方程式：2H2S＋3O22SO2＋2H2O。
(2)硫元素的＋6价为其最高价态，只有氧化性，因此可与还原性物质反应。
如：Cu与浓H2SO4反应的化学方程式：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
(3)硫元素的0、＋4价等中间价态，既能与氧化剂也能与还原剂反应。
如：硫单质在常温下与Hg化合的化学方程式：Hg＋S===HgS；
单质硫在加热条件下与Fe化合的化学方程式：Fe＋SFeS；
单质硫在空气或纯氧中均可燃烧的化学方程式：S＋O2SO2。
再如：亚硫酸钠在空气中长期暴露会被氧化，氧化的化学方程式：2Na2SO3＋O2===2Na2SO4；
SO2与氧气在催化剂和一定温度下反应生成SO3的化学方程式：2SO2＋O22SO3；
SO2通入到氢硫酸中的化学方程式：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。
综上可知，不同价态的含硫物质之间可以相互转化，与反应物的性质、反应条件等因素有关。
2．相同价态硫的相互转化
如：SO2为酸性氧化物，则SO2通入NaOH溶液的化学方程式：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O；酸碱中和可生成盐，则H2SO4可与碱反应生成硫酸盐。
(1)硫在空气中燃烧生成二氧化硫，在氧气中燃烧生成三氧化硫(　　)
(2)S能氧化Fe，使Fe生成＋3价铁的化合物(　　)
(3)硫与金属或非金属反应时均作氧化剂(　　)
(4)不能由单质直接化合而制得CuS、CuCl、Fe2S3、FeCl2(　　)
(5)Cu(或Fe)与Cl2反应生成高价态的氯化物，而Cu(或Fe)与S反应生成低价态的硫化物，所以氧化性：Cl2＞S(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√
硫黄在空气中燃烧生成气体甲，甲溶于水得乙溶液，向乙溶液中滴加双氧水，乙溶液变成丙溶液。向丙溶液里加入Na2S生成气体丁，把丁通入乙溶液中得到沉淀戊。甲、乙、丙、丁、戊均含有硫元素，则它们分别为(　　)
A．SO3、H2SO4、H2SO3、H2S、S
B．SO2、H2SO3、H2SO4、S、H2S
C．SO3、H2SO4、H2SO3、S、H2S
D．SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S
答案　D
解析　题目中各物质涉及的转化关系为：
。
二、同一元素不同物质之间的转化——以硫为例
1．按化合价高低排序和分类
研究含有同一元素的不同物质之间的转化，通常将这些物质按该元素化合价的高低进行排序和分类。以硫元素为例：
上图物质之间的转化可以通过不同的化学反应来实现。其中横向箭头表示元素化合价变化的氧化还原反应，纵向箭头表示元素化合价不变的非氧化还原反应。
2．按化合价和类别分类
1．已知不同价态含硫物质间有如下转化关系：
Na2SSNa2SO3Na2SO4
写出①②⑤的化学方程式：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
⑤________________________________________________________________________。
答案　①2Na2S＋O2＋2H2O===4NaOH＋2S↓
②3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O
⑤2Na2SO3＋O2===2Na2SO4
2．在学习了硫的转化后，某学生绘制了如图转化关系。
(1)写出指定物质的化学式：A________，B____________，D________。
(2)写出“H2SO4→C”的化学方程式：_______________________________________________
_______________________________________________________________(写一个即可)。
(3)写出A与SO2相互转化的化学方程式：____________________________________________。
(4)写出一个由SO2直接生成H2SO4的离子方程式：__________________________________。
答案　(1)SO3　H2S　H2SO3　(2)H2SO4＋Na2CO3===Na2SO4＋CO2↑＋H2O(答案合理即可)　(3)2SO2＋O22SO3　(4)SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Br－(答案合理即可)
解析　(1)A中硫元素为＋6价且可以转化为H2SO4，又可以和二氧化硫相互转化，因此A为SO3；B中硫元素为－2价且为气态氢化物，因此B为H2S；D中硫元素为＋4价，且是酸，故D为H2SO3。(2)C中硫元素为＋6价，且由H2SO4制得，则“H2SO4→C”的化学方程式可为H2SO4＋Na2CO3===Na2SO4＋CO2↑＋H2O。
1．下列生成SO2的反应中，反应物中的含硫物质被氧化的是(　　)
A．Cu与浓硫酸共热
B．红热的木炭与浓硫酸反应
C．Na2SO3与浓硫酸反应
D．S在空气中燃烧
答案　D
2．下列化合物中，能用相应的单质直接化合得到的是(　　)
①CuS　②FeS　③HCl　④SO2　⑤SO3　⑥FeCl2 ⑦CuCl2
A．全部 B．①②③④⑤⑦
C．②④⑤⑦ D．②③④⑦
答案　D
解析　氯气有强氧化性，与变价金属反应生成高价态的化合物，与铁反应生成FeCl3，与铜反应生成CuCl2；硫的氧化性较弱，与变价金属反应生成低价态的化合物，与铜反应生成Cu2S，与铁反应生成FeS；氯气和氢气可以反应生成氯化氢；硫和氧气反应可以生成二氧化硫。
3．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转化为D：______________________________________________；
③B转化为C：_______________________________________________。
答案　(1)S　H2S　SO2　SO3　H2SO4　(2)①Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　②2SO2＋O22SO3　③2H2S＋3O22SO2＋2H2O
解析　固体单质A能和氧气反应，也能和氢气反应，说明是非金属单质，根据其氧化产物可继续和氧气反应可判断A是S，和氢气反应生成硫化氢，硫化氢燃烧即生成SO2，硫和氧气反应生成SO2，SO2和氧气反应生成三氧化硫，三氧化硫溶于水生成硫酸；浓硫酸在加热的条件下和铜发生氧化还原反应，生成硫酸铜、SO2和水。
题组一　含硫物质之间的转化
1．下列物质中的硫元素，既有氧化性又有还原性的是(　　)
A．H2S B．SO2 C．SO3 D．H2SO4
答案　B
2．Na2SO3中＋4价的硫元素，既有氧化性，又有还原性。要证明Na2SO3具有还原性，需选用的试剂是(　　)
A．硫化钠溶液 B．盐酸
C．氯化钙溶液 D．溴水
答案　D
解析　要证明Na2SO3具有还原性，应选用具有氧化性的溴水。
3．将SO2和H2S混合，有浅黄色固体出现，该反应中H2S表现出(　　)
A．还原性 B．碱性
C．酸性 D．氧化性
答案　A
4．下列物质能与SO2在一定条件下发生反应的是(　　)
①NaOH　②氯气　③空气　④氢硫酸　⑤Na2SO3 ⑥Na2CO3
A．①②④⑤ B．②③⑤⑥
C．② D．①②③④⑤⑥
答案　D
解析　SO2与NaOH、Cl2、O2、H2S、Na2SO3、Na2CO3发生的反应分别为①SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O或SO2＋NaOH===NaHSO3，②SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，③2SO2＋O22SO3，④SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O，⑤SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3，⑥SO2＋Na2CO3===Na2SO3＋CO2。
5．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②和③说明S具有两性元素的性质
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
答案　D
解析　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；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。
题组二　同一元素不同物质间的转化
6．能实现下列物质间直接转化的元素是(　　)
单质氧化物酸或碱盐
A．镁 B．硫 C．铜 D．铁
答案　B
解析　镁、铜和铁对应的氧化镁、氧化铜和氧化铁不能直接和水反应。
7．以下物质间的每步转化不能通过一步反应实现的是(　　)
A．C→CO→CO2→Na2CO3
B．S→SO3→H2SO4→Na2SO4
C．Fe→FeCl2→FeCl3→Fe(OH)3
D．Na→Na2O2→NaOH→NaCl
答案　B
解析　A项，碳与氧气反应生成一氧化碳，一氧化碳与氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠；B项，硫单质不能一步转化为三氧化硫；C项，FeFeCl2FeCl3Fe(OH)3；D项，钠在空气中加热生成Na2O2，Na2O2与水反应生成NaOH，NaOH与HCl反应生成NaCl。
8．单质X与浓硫酸共热，反应中X与H2SO4的物质的量之比为1∶2，则X元素在生成物中的化合价可能为(　　)
①＋1　　②＋2　　③＋3　　④＋4
A．②④ B．③④ C．①② D．①③
答案　A
解析　若X为金属，X＋2H2SO4(浓)XSO4＋SO2↑＋2H2O，则X在生成物中的化合价为＋2价；若X为非金属，X＋2H2SO4(浓)XO2＋2SO2↑＋2H2O，则X在生成物中的化合价为＋4价。
9．A～D是含同一元素的四种物质，相互之间有如图所示的转化关系，其中A是单质，D是最高价氧化物对应的水化物。那么A可能是(　　)
A．S B．Cl2 C．Fe D．Na
答案　A
10．硫元素常见化合价及其物质类别关系如图，下列说法错误的是(　　)
A．X是H2S
B．Y既有氧化性又有还原性
C．将X与Y混合，不能生成硫单质
D．工业上制Z的主要原料是黄铁矿
答案　C
解析　－2价硫的氢化物，为硫化氢，则X是H2S，故A正确；＋4价的硫处于中间价态，所以Y既有氧化性又有还原性，故B正确；X是硫化氢、Y是二氧化硫，两者混合，发生归中反应，能生成硫单质，故C错误；工业上制硫酸用煅烧黄铁矿来造气，则工业上制Z的主要原料是黄铁矿，故D正确。
11．硫元素的几种化合物存在下列转化关系，下列判断正确的是(　　)
浓H2SO4SO2Na2SO3溶液Na2S2O3S
A．反应①中生成的SO2具有还原性，故可作漂白剂
B．反应④中当消耗1 mol稀硫酸时，转移电子6 mol
C．可以用CS2清洗做过实验③后附着在试管壁上的硫
D．反应④生成S的原子利用率是100%
答案　C
解析　反应①中生成的SO2具有还原性，能和氧化剂发生氧化还原反应，可作漂白剂的原理是利用二氧化硫结合有机色素生成不稳定的无色物质，与还原性无关，故A错误；反应④的化学方程式：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，消耗1 mol硫酸时，反应中转移电子的总数为2NA，故B错误；硫单质易溶于二硫化碳，可以用CS2清洗做过实验③后附着在试管壁上的硫，故C正确；反应④生成S的反应为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，原子利用率不是100%，故D错误。
12．下图为火山喷发时硫元素的转化示意图，其中甲、乙在常温下均为气体，丙为液体，丁为固体。下列关于甲、乙、丙、丁的判断不正确的是(　　)
A．甲只具有还原性
B．乙、丙均为酸性氧化物
C．乙既有氧化性，又有还原性
D．丁为黄色或淡黄色固体
答案　A
解析　甲、乙、丙、丁分别为H2S、SO2、SO3、S。H2S中－2价的S只有还原性，但其中的H为＋1价，具有氧化性，如H2S与活泼金属反应可表现出氧化性(即酸性)，A项错误；SO2与SO3均能与碱和碱性氧化物反应生成盐，均为酸性氧化物，B项正确；SO2中的S为＋4价，处于S的中间价态，C项正确；单质S为黄色或淡黄色固体，D项正确。
13．某化学小组欲探究不同价态硫元素间的转化，请回答下列问题：
(1)除胶头滴管、酒精灯外，你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器是__________。
(2)请帮他们完成以下实验报告：
实验目的：探究三种价态(0、＋4、＋6价)硫元素间的相互转化。
选用试剂：硫黄、浓硫酸、二氧化硫、氯水、硫化氢、铜片、氧气。
实验记录(画斜线部分不必填写)：
实验编号 预期的转化 选择的试剂 实验现象 结论(用化学方程式表示)
① S→SO2 硫黄、氧气
② SO2→S 二氧化硫、硫化氢
③ SO2→H2SO4 二氧化硫、氯水 氯水褪色
④ 浓硫酸→SO2
问题讨论：从三种价态(0、＋4、＋6价)硫元素间的相互转化还可得到规律：当硫元素处于最低价时只有____性，处于最高价时只有____性，处于中间价时既有_____性，又有______性。
(3)根据以上规律判断，下列物质中既有氧化性，又有还原性的有________(填字母)。
A．Cl2　B．Na　C．Na＋　D．Cl－　E．SO2
答案　(1)试管
(2)如表所示
① 发出蓝紫色火焰
② SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
③ SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl
④ 铜片、浓硫酸 Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
还原　氧化　氧化(或还原)　还原(或氧化)
(3)AE
解析　(1)该实验的进行还需一种试剂的反应容器，选试管最合适。(2)①硫黄在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰；②SO2具有弱氧化性，可氧化H2S中－2价的硫元素：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O；③SO2具有较强的还原性，可被Cl2氧化：SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl；④浓硫酸具有强氧化性，可被Cu还原成SO2。(3)Cl2中氯元素为0价，处于中间价态；SO2中硫元素为＋4价，处于中间价态，因而Cl2和SO2既有氧化性又有还原性。
14．从元素化合价和物质类别两个角度学习、研究物质的性质，是一种行之有效的方法。以下是氯元素形成物质的二维图的部分信息。
(1)根据图中信息，写出任意两种氯的氧化物的化学式：____________________________。
(2)写出高氯酸(HClO4)与NaOH反应的化学方程式：_________________________________
_______________________________________。
(3)HCl既具有氧化性，又具有还原性。
①请任意写出一个体现HCl氧化性的离子方程式：_________________________________
_______________________________________。
②浓盐酸可作为还原剂在加热条件下与MnO2发生反应制备Cl2，写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)Cl2既具有氧化性，又具有还原性。
①请结合上图说明原因：____________________________________________。
②潮湿的Cl2与Na2CO3混合制取少量Cl2O的反应中，Cl2既体现了氧化性，也体现了还原性。写出反应的化学方程式：______________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)Cl2O、Cl2O3、ClO2、Cl2O5、Cl2O7(任写两种即可)
(2)HClO4＋NaOH===NaClO4＋H2O
(3)①Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑(或Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑等其他合理答案)
②MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(4)①Cl2中Cl元素化合价为0价，处于中间价态，因此Cl2既具有氧化性，又具有还原性
②2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===2NaHCO3＋2NaCl＋Cl2O
解析　(1)根据图中信息可知氯元素的常见正化合价有＋1、＋3、＋4、＋5、＋7等，因此氯的氧化物的化学式有Cl2O、Cl2O3、ClO2、Cl2O5、Cl2O7等。
(2)高氯酸(HClO4)是一元强酸，与NaOH反应的化学方程式为HClO4＋NaOH===NaClO4＋H2O。
(3)①金属与盐酸反应生成氢气，体现氯化氢的氧化性，例如Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑等。②浓盐酸可作为还原剂在加热条件下与MnO2发生反应制备Cl2，该反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。