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专题4 硫与环境保护
第二单元 硫及其化合物的相互转化
自主预习·新知导学
合作探究·释疑解惑
课 堂 小 结
课标定位素养阐释
1.能够从类别与价态变化中理解常见硫的化合物之间的转化。
2.能够从守恒思想理解氧化还原反应的配平方法。
自主预习·新知导学
一、含硫物质之间的转化
1.理清硫元素的价类二维图。
2.掌握硫及其化合物之间的转化规律。
(1)硫元素化合价不变:相同价态含硫物质的转化是通过非氧化还原反应实现的。
写出反应②③④的化学方程式:
(2)硫元素化合价变化价:不同价态含硫物质的转化是通过氧化还原反应实现的。
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,即台阶式升降,可用下图表示:
如:
写出反应①③⑤的化学方程式:
二、氧化还原反应方程式的配平
1.配平原则。
(1)原子守恒原则:反应物和生成物中各原子种类及其原子个数不变。
(2)得失电子守恒原则:氧化剂所得电子总数等于还原剂
所失电子总数。
2.配平的四个步骤。
以碳和浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫和水为例,化学方程式的配平步骤如下:
(1)写出反应物、生成物的化学式。在化学方程式中标出
化合价发生变化的元素的化合价。
(2)根据化合价的变化标出电子转移的方向和数目。
(3)使得失电子的总数相等。
(4)根据质量守恒定律配平其他物质的化学计量数,并添加气体符号,注明反应条件,将单线改为双线。
【自主思考1】 浓硫酸具有强氧化性,能否与SO2发生氧化还原反应呢
提示:不能。同种元素相邻价态的物质间不发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间均不发生氧化还原反应。
【自主思考3】 氧化还原反应方程式配平过程中,只需保证化合价升降总数相等就可以了,这句话正确吗
提示:根据化合价升降只能确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,可保证得失电子总数相等,但不代表其他元素原子守恒,还必须通过观察法,用已确定的化学计量数配未知的化学计量数,保证其他原子或电荷守恒,还要考虑溶液的酸碱性。
【效果自测】
1.写出下图关系中有关反应的化学方程式:
2.已知A是一种不溶于水的固体,在一定条件下有下列转化关系(部分产物及H2O省略)。
试回答下列问题:
(1)写出物质的化学式:
A ,E 。
(2)写出下列反应的化学方程式:
B+C→A: ,
F(浓)→C: 。
(3)写出D和F的稀溶液反应的离子方程式: 。
解析:由A+H2→B,A+O2 C知:A元素的化合价既能升高,也能降低,故A为非金属元素,B为氢化物,C为氧化物,且B+C→A,则A为硫,进一步推知B为H2S,C为SO2,D为FeS,E为SO3,F为H2SO4。
3.配平下列反应的方程式:
(1) KI+ KIO3+ H2SO4══ I2+ K2SO4+ H2O
答案:(1)5 1 3 3 3 3
(2)2 16 10 2 5 8
(3)1 5 8 1 5 4
(4)2 5 8 5 2 5
合作探究·释疑解惑
探究任务 陌生氧化还原反应方程式的书写
问题引领
1.将SO2气体缓慢通入BaCl2溶液中,开始没有明显现象,后来产生了白色沉淀,该沉淀是什么 请解释原因。
提示:白色沉淀为BaSO4。SO2气体通入BaCl2溶液中,不会直接与BaCl2反应,SO2与水反应生成H2SO3,H2SO3被氧气氧化为H2SO4,H2SO4与BaCl2反应生成BaSO4沉淀。
2.亚硫酸钠中+4价的硫既有氧化性又有还原性。现有试剂:新制氯水、硫化钠溶液、亚硫酸钠溶液、稀硫酸、氢氧化钠溶液。
(1)要证明亚硫酸钠溶液具有还原性,应选用什么试剂 会观察到什么现象 写出反应的离子方程式。
(2)要证明亚硫酸钠溶液具有氧化性,应选用什么试剂 会观察到什么现象 写出反应的离子方程式。
3.理论探究:实现“不同价态含硫物质间的转化”需要考虑哪些因素 书写及配平上述氧化还原反应方程式时,你的核心依据是什么
提示:低价态S→较高价态S,需要提供氧化剂;较高价态S→低价态S,需要提供还原剂。事实上,不同价态含硫物质间的转化能否发生,除需要从氧化还原基本概念出发选择相应的氧化剂或还原剂外,还需要考虑反应物的性质、反应条件等因素。书写氧化还原反应方程式的核心依据是:正确判断参与氧化还原反应的氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物;配平氧化还原反应方程式的核心依据是:得失电子守恒(即化合价升高总数等于化合价降低总数)。
归纳提升
陌生氧化还原反应方程式的书写步骤
1.配平的三原则:
2.配平按以下四步进行:
注意配平顺序,首先须根据题目信息,推出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物,再使化合价升降总数相等,最后使原子或电荷守恒,用已知化学计量数确定未知化学计量数,注意环境。
典型例题
【例题1】 将NaBiO3固体(黄色,微溶)加入 MnSO4和H2SO4的混合溶液里,加热,溶液显紫色(Bi3+无色)。配平该反应的离子方程式:
解析:(1)由溶液显紫色可推知有 生成,确定含有化合价变化元素物质的化学计量数:
化合价分析如下:
Bi由+5价→+3价,化合价降低2价,Mn由+2价→+7价,化合价升高5价,根据最小公倍数法可知,NaBiO3和Bi3+前的化学计量数为5,Mn2+和 前的化学计量数为2。
(2)利用原子守恒确定缺项物质及其他物质的化学计量数。
(3)据补项原则,在酸性条件下,方程式左边多O,故应补H+,而方程式右边少O,故应补H2O,再根据原子守恒配平H+和H2O之前的化学计量数:
【例题2】 KMnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4反应,生成Mn2+和CO2,该反应的离子方程式是 。
解析:第一步,依题意,锰元素的化合价降低,故KMnO4是氧化剂,Mn2+是还原产物;碳元素的化合价升高,故Na2C2O4(碳元素化合价为+3价)是还原剂,CO2是氧化产物。
【变式训练1】 配平下列反应的化学方程式。
答案:(1)3 6 5 1 3
(2)3 6 2 1 3
(3)1 3 3 3 1
(4)1 1 1 4
【变式训练2】 写出下列反应的离子方程式。
(1)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,将废液中的I2还原为I-,其离子方程式为 。
(2)硫化氢具有还原性,可以与许多氧化剂反应,在酸性条件下,H2S与KMnO4溶液反应生成S、MnSO4、K2SO4和H2O,写出该反应的离子方程式: 。
(3)KClO3与KI淀粉溶液混合后溶液显蓝色,假设氧化产物唯一,还原产物为KCl,则此反应的离子方程式为 。
(4)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成 ,常用作脱氯剂,该反应的离子方程式为 。
(5)利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下:
Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为 。
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