化学人教版（2019）必修第二册5.1.4硫及其化合物—不同价态含硫物质的转化（共41张ppt）

(共41张PPT)
第一节 硫及其化合物
第4课时：不同价态含硫物质的转化
第五章 化工生产中的重要非金属元素
不同价态含硫物质的转化关系
01
实验探究不同价态含硫物质的转化
02
学习目标
1.通过阅读教材“资料卡片—自然界中硫的存在和转化”内容，了解含硫物质进入大气的主要途径，知道二氧化硫进入大气能形成酸雨危害环境，增强环保意识，培养社会责任感。
2.根据硫元素的不同价态，了解硫元素不同价态间的转化及反应条件的控制，理解硫及其化合物的相互转化原理，熟悉常见的化学方程式
3.通过实验探究，知道含不同价态硫元素的物质可以相互转化，并能设计实验进行探究或验证，知道二氧化硫进入大气能形成酸雨危害环境，增强环保意识，培养社会责任感。
视频--不同含硫物质的转化
不同价态含硫物质的转化关系
不同价态含硫物质的转化关系
任务一、认识自然界中硫的存在和转化
H2S
CaSO4 2H2O
FeS2
SO3
SO2
H2SO3
H2SO4
CuFeS2
NaSO4 10H2O
自然界中硫元素的存在示意图
S
不同价态含硫物质的转化关系
任务一、认识自然界中硫的存在和转化
学生活动1：阅读教材P7页“资料卡片”内容，思考硫元素在自
然界的存在形态及转化关系分别什么？
自然界中硫的转化
①硫元素在自然界中的转化
可用右图表示：
硫元素广泛存在于自然界中，是
植物生长不可缺少的元素，组成
生命体的蛋白质中含有硫元素。
不同价态含硫物质的转化关系
任务一、认识自然界中硫的存在和转化
②自然界中游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层里，煤中也含有少量硫。
③自然界中化合态的硫广泛存在于硫酸盐、硫化物、火山喷发时释放的气体中、地下水里、动植物体内。例如黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)、石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)。火山口附近的硫单质会被大气中是氧气氧化成二氧化硫，二氧化硫可被进一步氧化成三氧化硫，二氧化硫和三氧化硫遇水分别形成亚硫酸和硫酸。
学生活动1：阅读教材P7页“资料卡片”内容，思考硫元素在自
然界的存在形态及转化关系分别什么？
不同价态含硫物质的转化关系
任务一、认识自然界中硫的存在和转化
学生活动2：讨论交流：根据硫元素在自然界的转化关系，思考硫
及其化合物的转化原理有哪些？
①不同价态硫元素之间的相互转化主要通过氧化还原反应实现，如:
-2
S
+4
S
2H2S+3O2=2SO2+2H2O；
2H2SO3+O2=2H2SO4
+4
S
+6
S
②相同价态硫元素之间的转化主要根据酸、碱、盐及其氧化物的性质实现。如:
SO3+H2O=H2SO4、SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。
对应训练
【典例1】硫磺在空气中燃烧生成气体甲，甲溶于水得溶液乙，向
乙溶液中滴加溴水，乙溶液褪色变成丙。甲、乙、丙均含有硫元
素，则它们正确的顺序是（ ）
A．SO3 、H2SO4、H2SO3 B．SO2、H2SO3、H2SO4
C．SO3、H2SO3、H2SO4 D．SO2、H2SO4、H2SO3
B
【解析】硫磺在空气中燃烧生成气体甲SO2，甲SO2溶于水得溶液乙H2SO3，向乙H2SO3溶液中滴加溴水，乙溶液褪色变成丙H2SO4，则甲、乙、丙分别为SO2、H2SO3、H2SO4，答案B。
对应训练
【典例2】关于反应H2SO4＋Na2SO3=Na2SO4＋SO2↑＋H2O所涉及
的物质，下列说法错误的是（ ）
A．浓H2SO4能与SO2发生氧化还原反应
B．Na2SO3容易被空气中的O2氧化变质
C．浓硫酸与铜在常温下反应生成SO2
D．SO2是导致酸雨的主要有害污染物
A
【解析】反应中元素化合价不变，属于非氧化还原反应，故A错误； Na2SO3具有还原性，容易被空气中的O2氧化为 Na2SO4，故B正确；浓硫酸具有强氧化性与铜在常温下反应生成SO2，故C正确； SO2能和水反应生成H2SO3，是导致酸雨的主要有害污染物，故D正确；选A。
不同价态含硫物质的转化关系
任务二、建构含硫物质的价类二维图
学生活动1：讨论交流：如何根据氧化还原反应原理构建含硫物质
的价类二维图？
①价态与性质
0价、＋4价硫处于中间价态，既有氧化性又有还原性
＋6价硫处于最高价态，只有氧化性
－2价硫处于最低价态，只有还原性，可被O2、Cl2、KMnO4(H+)氧化剂氧化为S
不同价态含硫物质的转化关系
任务二、建构含硫物质的价类二维图
②价态规律
硫元素的化合价升高或降低时,一般到其相邻价态(只靠拢不交叉),即台阶式升降
相邻价态的同种元素的微粒间不发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸
不同价态硫元素间的转化,均属于氧化还原反应，需要选择合适的氧化剂或者还原剂。证明硫单质、SO2具有还原性要选择氧化剂，如酸性KMnO4溶液、氯水等；证明浓硫酸具有氧化性要选择还原剂，如金属单质、硫单质、H2S等；证明SO2具有氧化性要选择还原剂，如H2S、Na2S等
不同价态含硫物质的转化关系
任务二、建构含硫物质的价类二维图
③价类二维图：
不同价态含硫物质的转化关系
任务二、建构含硫物质的价类二维图
学生活动2：问题探究：根据含硫物质的价类二维图，不同价态硫
元素间转化的思维模型是什么？结合所学知识，思考含硫物质有哪
些不同转化关系？
①转化的思维模型：
不同价态含硫物质的转化关系
任务二、建构含硫物质的价类二维图
②转化类型：
直线型转化关系：
S(固体)
SO2
O2
O2
SO3
H2O
H2SO4
H2S
S(固体)
O2
O2
SO2
H2O
H2SO4
O2
SO3
交叉型转化关系:
三角型转化关系：
对应训练
【典例1】下图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正
确的是（ ）
A．操作Ⅱ发生反应的离子方程式为：
2Fe2++4H++O2=2Fe3++2H2O
B．溶液b中阳离子只有Fe2+
C．溶液a转化为溶液b的反应中，SO2被氧化
D．加入FeO可以使溶液c转化为溶液a
C
对应训练
【解析】Fe3+有氧化性，SO2有还原性，Fe2(SO4)3被SO2还原为FeSO4，溶液b主要溶质为FeSO4、H2SO4，可能含Fe2(SO4)3或SO2，空气中氧气将FeSO4及可能存在的SO2氧化得溶液a循环使用。A．电荷不守恒，操作Ⅱ发生反应的离子方程式为：4Fe2++4H++O2= 4Fe3++2H2O，A错误；B．操作I中发生反应的离子方程式为：2Fe3++SO2+2H2O = 2Fe2++SO42-+4H+，溶液中阳离子有Fe2+、H+，若SO2少量，则还有Fe3+，B错误；C．溶液a转化为溶液b的反应中，SO2被Fe3+氧化，C正确；D．溶液c中含有 Fe2(SO4)3、H2SO4等物质，加入FeO后会生成FeSO4，D错误。答案选C。
对应训练
【典例2】物质类别和核心元素的价态是学习元素及其化合物性质
的重要认识视角。如图是某元素的“价类二维图”，其中单质b
是黄色固体，f、h均为正盐，且焰色都是黄色。下列说法不正确
的是（ ）
A．a和c反应可以生成b
B．用BaCl2溶液可以鉴别f和h的溶液
C．e的浓溶液可用铝槽车运输
D．c能使品红溶液褪色
B
对应训练
【解析】单质b是黄色固体，所以b是硫，f、h均为正盐，且焰色都是黄色，根据示意图可知a是H2S，c是SO2，d是SO3，e是硫酸，f是硫酸钠，g是亚硫酸，h是亚硫酸钠，据此解答。A. 二氧化硫具有氧化性，能氧化硫化氢，二者反应可以生成单质硫，A正确；B. 亚硫酸钠和硫酸钠均能与氯化钡反应生成白色沉淀，不用BaCl2溶液鉴别二者，B错误；C. 常温下铝在浓硫酸中钝化，因此e的浓溶液可用铝槽车运输，C正确；D. 二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，D正确；
实验探究不同价态含硫物质的转化
实验探究不同价态含硫物质的转化
任务一、实验室中研究不同价态含硫物质的转化原理
学生活动1、根据教材P8页“探究”内容，思考硫元素常见价态及其转
化关系是什么？
-2
S
0
S
+4
S
+6
S
FeS、H2S
Na2S、HgS
SO2、H2SO3
Na2SO3
SO3、H2SO4
Na2SO4、CuSO4
S
氧化剂
①硫元素常见价态（物质）及转化：
氧化剂
氧化剂
还原剂
还原剂
还原剂
②通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化，低价态的硫向高价态转化时需加入氧化剂，高价态的硫向低价态转化时需加入还原剂。
实验探究不同价态含硫物质的转化
任务一、实验室中研究不同价态含硫物质的转化原理
学生活动2、讨论交流：阅读检测P9页“方法导引”栏目内容，你是如
何理解化学实验设计及探究不同价态含硫物质的转化关系的？并填
写表格内容。
①化学实验设计:是指实验者在实施化学实验之前，根据一定的实验目的，运用化学知识与技能，按照一定的实验方法，对实验的原理、试剂、仪器与装置、步骤和方法等所进行的规划。
②遵循的原则:科学性、可行性、安全性和绿色化。化学实验设计一般以实验设计方案的形式呈现，通常包括实验课题、实验目的、实验原理、实验仪器与试剂、实验步骤及注意事项、实验数据及处理、实验结论与讨论等。
实验探究不同价态含硫物质的转化
③含硫物质的转化实验方案设计：
预期转化 选择试剂 实验操作和现象 实验结论
H2S→S
SO2→S SO2→H2SO4
H2SO4→SO2
二氧化硫、硫化氢、蒸馏水
将H2S和SO2通入水中，生成淡黄色沉淀(或溶液变浑浊)
SO2与H2S反应生成单质硫
二氧化硫、新制氯水、BaCl2溶液
将SO2通入新制氯水中，溶液浅黄绿色褪去；再向溶液中滴入氯化钡溶液，产生白色沉淀
二氧化硫在水中能被强氧化剂氧化为SO42-
浓硫酸、铜片
加热铜片和浓硫酸的混合物，有刺激性气味气体生成
浓硫酸被金属铜还原为SO2
对应训练
【典例1】分别能实现下列从左到右转化的单质是（ ）
A．Mg和S B．Fe和Cl
C．Ca和C D．Cu和Si
C
对应训练
【解析】A．Mg与氧气反应生成MgO，MgO是碱性氧化物，MgO与水不反应；S与氧气反应生成SO2，SO2是酸性氧化物，SO2与水反应生成亚硫酸，亚硫酸与碱或碱性氧化物反应生成亚硫酸盐，故A不符合题意；B．Fe与氧气反应生成Fe3O4，Fe3O4不是碱性氧化物，且Fe3O4与水不反应，故B不符合题意；C．Ca与氧气反应生成CaO，CaO是碱性氧化物，CaO与水反应生成Ca(OH)2，Ca(OH)2是碱，Ca(OH)2与盐酸反应生成盐CaCl2；C与氧气反应生成CO2，CO2是酸性氧化物，CO2与水反应生成碳酸，碳酸与碱反应生成碳酸盐，故C符合题意；D．Cu与氧气反应生成CuO，CuO是碱性氧化物，但是CuO与水不反应，故D不符合题意。故选C。
对应训练
【典例2】含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工
厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如
图所示，下列叙述不正确的是（ ）
A．该工艺流程是用来除去煤燃烧时产生的SO2
B．该过程中可得到化工产品H2SO4
C．图中涉及的反应之一为
Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4
D．该过程中化合价发生改变的元素只有Fe和S
D
对应训练
【解析】由图可知发生反应为：Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4，同时4FeSO4+ 2H2SO4+O2=2Fe2(SO4)3+2H2O，总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4。A．根据总反应2SO2+O2+2H2O=2H2SO4可知该工艺流程是用来除去煤燃烧时产生的SO2，A正确；B．根据总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4可知该过程中可得到化工产品H2SO4，B正确；C．Fe2(SO4)3与SO2反应生成FeSO4和H2SO4，其反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4，C正确；D．该过程中Fe2(SO4)3与SO2反应生成FeSO4和H2SO4，同时FeSO4、O2和H2SO4反应生成Fe2(SO4)3，则反应过程中Fe、O和S的化合价发生改变，D错误；故选项是D。
实验探究不同价态含硫物质的转化
任务二、实验验证含硫物质的转化
学生活动1、联系教材P8页“探究”栏目，根据下表实验步骤完成实验，
并填写表格内容。
实验操作 实验现象 原理分析
在一支试管中加入1mL Na2S溶液，边振荡边滴加H2SO3溶液，用浸NaOH溶液的棉团塞住试管口
在一支试管中加入1mL Na2S溶液，边振荡边滴加酸性KMnO4溶液
试管中产生淡黄色沉淀
紫红色褪去，试管中产生淡黄色沉淀
-2价硫与+4价硫发生归中反应，生成中间价态0价的硫单质。SO2与碱反应。2S2-+SO2+4H+=3S↓+2H2O
SO2+2OH-=SO32-+H2O
-2价硫被酸性KMnO4溶液氧化成硫单质，本身被还原成Mn2+。5S2-+2MnO4-+16H+=5S↓+2Mn2++8H2O
实验探究不同价态含硫物质的转化
任务二、实验验证含硫物质的转化
学生活动2、问题探究：将SO2气体分别通入BaCl2溶液、Ba(NO3)2
溶液能否产生沉淀？如何防止SO2可能对环境产生的污染？
①SO2气体通入BaCl2溶液无明显现象，因为酸性H2SO3②SO2气体有毒，为防止SO2对环境造成污染，可用强碱（如NaOH）溶液吸收：SO2+2OH-=SO32－+H2O。
对应训练
【典例1】已知含硫元素的几种物质间具有如图转化关系。NA表示阿
伏加德罗常数值，下列说法正确的是（ ）
C
A．反应①中3.2gS充分燃烧后生成2.24LSO2 B．NA个SO2分子与足量氧气经反应③可以制得NA个SO3分子 C．反应②中若转移2NA个电子，生成1.5molS D．只要氧气过量，硫可以一步转化为SO3
【解析】温度和压强未知导致气体摩尔体积未知，则无法计算反应①中生成的SO2体积，A错误；③为可逆反应，所以NA个SO2分子与足量氧气经反应③不能制得NA个SO3分子，选项B错误；反应②的方程式为2H2S+SO2=3S+2H2O，生成3molS转移电子的物质的量为4mol，转移2NA个电子时，转移电子的物质的量为2mol，生成S的物质的量=2mol×3mol/4mol=1.5mol，选项C正确；硫与氧气反应只能生成二氧化硫，不能一步转化为三氧化硫，选项D错误；答案选C。
对应训练
【典例2】下列有关含硫物质转化判断正确的是（ ）
A
A．0.1 mol Cu与足量的硫充分反应，生成物的质量比该单质的
质量增加了1.6 g
B．如图是铜与浓硫酸反应的实验装置。B中盛装的是浓硫酸，
作用是干燥SO2
C．Cu投入稀硫酸中加热，没有明显变化，加入一定量的H2O2
溶液，金属Cu逐渐溶解，反应中H2O2起催化作用
D．向铜与浓硫酸反应后的混合溶液中加水，判断有无铜离子
对应训练
【解析】A．Cu与S混合加热发生反应产生Cu2S，若Cu物质的量是0.1 mol，则反应产生0.05 mol Cu2S，消耗S的物质的量是0.05 mol，因此固体质量增加了0.05 mol×32 g/mol=1.6 g，A正确；B．在如图铜与浓硫酸反应的实验装置中，B中盛装的应该是饱和NaHSO3溶液，作用是储存SO2，并可作安全瓶，防止倒吸的作用，B错误；C．H2O2溶液具有强氧化性，在酸性条件下将Cu氧化为Cu2+，反应方程式为：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O，在该反应中H2O2的作用是氧化剂，C错误；D．反应后溶液中含有大量浓硫酸，要根据硫酸的稀释原则进行操作，即应该待溶液冷却后，取少量溶液加入到盛有水的容器中，根据溶液是否变为蓝色，确定其中是否含有Cu2+，D错误；故合理选项是A。
1．硫元素的几种化合物及其单质存在下列转化关系(反应条件
省略)。
下列判断不正确的是（ ）
A．反应①中氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1
B．反应②表明SO2具有酸性氧化物的性质
C．反应③的原子利用率是100%
D．反应④中稀H2SO4作氧化剂
D
【解析】A．反应①为浓硫酸氧化铜单质的反应，浓硫酸作氧化剂被还原成SO2，化合价降低2价，Cu作还原剂被氧化成Cu2+，化合价升高2价，所以氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1，故A正确；B．二氧化硫与NaOH反应生成盐和水，表明二氧化硫为酸性氧化物，故B正确；C．反应③为Na2SO3+S=Na2S2O3，生成物只有一种，原子利用率是100%，故C正确；D．反应④的化学方程式：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O，稀硫酸既不是氧化剂也不是还原剂，故D错误；综上所述答案为D。
2．如图是硫元素在自然界中的循环示意图，下列有关说法不正
确的是（ ）
A．硫元素在自然界中既有游离态又有化合态
B．过程⑤可在土壤的缺氧区实现
C．循环过程中硫元素只被还原
D．若生物体有机硫中硫元素为-2价，则过程③中发生的是还原
反应
C
【解析】A．硫元素在自然界中有游离态和化合态，两种存在形态，A正确；B．在缺氧的条件下可实现过程⑤的转化，B正确；C．①、②中硫元素均被氧化，C错误；D．若生物体有机硫中硫元素为-2价，SO42-中S为+6价，过程③中S的化合价降低，发生还原反应，D正确。答案选C。
3．如图中的字母代表硫及其化合物，相关推断不合理的是（ ）
A．ab溶液反应有d生成
B．e和f都存在酸式盐
C．硫酸型酸雨的形成过程涉及b→c的转化
D．检验g中阴离子所用试剂只需BaCl2溶液
D
【解析】根据硫及其化合物的转化关系图可知，a为H2S，b为H2SO3，c为H2SO4，d为S，e为硫化物，f为亚硫酸盐，g为硫酸盐。A项，H2S和H2SO3反应可以生成中间价态的S，正确；B项，若为钠盐，则e为－2价的Na2S或NaHS，f为Na2SO3或NaHSO3，正确；C项，b为H2SO3，c为H2SO4，硫酸型酸雨是H2SO3被空气中氧气氧化为H2SO4，正确；D项，检验硫酸根，应该用盐酸和BaCl2溶液，错误。
4．硫元素的价类二维图如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．a与c、d、e都有可能反应生成b
B．d溶液久置于空气中会生成e
C．盐g与盐f之间也可能发生反应
D．铜与e的浓溶液共热产生的气体通入BaCl2溶液中，无明显
现象
D
【解析】根据化合价以及物质的类别可知a为H2S、b为S、c为SO2、d为H2SO3、e为H2SO4、f为 亚硫酸盐、g为硫酸盐 。A．a为H2S，可以和SO2、H2SO3、H2SO4发生归中反应生成硫单质，A正确；B．H2SO3具有较强的还原性，在空气久置会被氧气氧化成硫酸，B正确；C．g为硫酸盐或酸式盐，f为亚硫酸盐，可能会发生反应生成二氧化硫，C正确；D．铜与浓硫酸共热产生的气体SO2，SO2通入 BaCl2 溶液中，SO2先与水反应生成亚硫酸，亚硫酸易被空气中的氧气氧化为硫酸，硫酸与BaCl2反应生成硫酸钡白色沉淀，D错误；答案选D。
延时符
不同价态含硫物质的转化
自然界中硫的存在：游离态（火山喷口附近或地壳的岩层里、煤）、化合态（矿石、含硫化合物）
自然界中硫及转化：S+O2=SO2、SO3+H2O=H2SO4等
实验探究不同价态含硫物质的转化
转化类型：直线型、交叉型、三角型
化学实验设计原则
价态与性质：价类二维图
第4课时 不同价态含硫物质的转化