课时3 不同价态含硫物质的转化
一、自然界中硫的存在和转化
1 硫的存在
(1)在自然界中硫元素主要以化合态形式存在,如组成生命体的蛋白质中含有硫。在岩层深处和海底的无氧环境下,通常以硫化物的形式存在,如黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)。在地表附近,硫化物转化为硫酸盐,如石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等。
(2)游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层中。
2 硫的转化
火山口附近的硫单质会被大气中的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、常见硫的价态及转化
1 硫的不同价态所对应的常见化合物
(1)含有-2价硫的物质有酸:H2S,盐:Na2S、NaHS等。
(2)含有+4价硫的物质有氧化物:SO2,酸:H2SO3,盐:Na2SO3、NaHSO3等。
(3)含有+6价硫的物质有氧化物:SO3,酸:H2SO4,盐:Na2SO4、NaHSO4等。
2 不同价态硫元素之间的相互转化
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。上述转化中,从左到右,硫元素化合价升高,需加入氧化剂。从右到左,硫元素化合价降低,需加入还原剂。
3 相同价态硫元素之间的转化
以上两种转化关系均属于相同价态硫元素之间的转化,从左到右的转化,加入碱可以实现;从右到左的转化,加入酸可以实现。
例题1 已知:①2H2S+SO2===3S+2H2O
②S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O
③3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O
则下列说法正确的是 ( )
A.①说明SO2能与酸反应,故SO2具有碱性氧化物的通性
B.②若改用稀硫酸,则放出H2
C.②和③说明硫具有两性元素的性质
D.上述反应说明硫既有氧化性又有还原性
【解析】①反应为氧化还原反应,SO2表现氧化性,A错误;S能与浓硫酸反应,但不能与稀硫酸反应,B错误;硫单质既可以发生氧化反应使硫元素化合价升高,也可以发生还原反应使硫元素化合价降低,即硫元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性,C错误,D正确。
【答案】D
例题2 (不定项选择题)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,下列叙述正确的是 ( )
A.该过程中可得到化工产品H2SO4
B.该工艺流程目的是除去煤燃烧时产生的SO2
C.该过程中化合价发生改变的元素有Fe、S、O
D.图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O ===2FeSO4+2H2SO4
【解析】根据工艺流程图可知,该工艺中 Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4,该反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O ===2FeSO4+2H2SO4,该工艺不仅吸收了二氧化硫,还得到了化工产品硫酸,故A、B、D正确;该过程中化合价发生变化的元素有O、Fe、S,故C也正确。
【答案】ABCD
例题3 硫黄在空气中燃烧生成气体甲;将甲溶于水得溶液乙;向溶液乙中滴加溴水时溴水褪色,乙变为丙;在丙中加入硫化钠又生成气体丁;把丁通入溶液乙中得沉淀戊。物质甲、乙、丙、丁、戊中均含有硫元素,它们依次是( )
A.SO3、H2SO4、H2SO3、H2S、S
B.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S
C.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、SO3
D.SO2、H2SO3、H2S、H2SO4、Na2S2O3
【解析】题干中描述的关系依次为S+O2SO2、SO2+H2OH2SO3、H2O+H2SO3+Br2===2HBr+H2SO4、Na2S+H2SO4===Na2SO4+H2S↑、2H2S+H2SO3===3S↓+3H2O,则甲、乙、丙、丁、戊依次为SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S。
【答案】B
例题4 硫元素的价类二维图如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.C可用于葡萄酒工业
B.F溶液久置于空气中会生成E,溶液的pH减小
C.A、C和D都可以通过单质间化合制得
D.E的浓溶液可用于干燥C但不能干燥A
【解析】A为H2S,B为S,C为SO2,D为SO3,E为H2SO4,F为H2SO3,G为硫酸盐或硫酸氢盐,H为亚硫酸盐或亚硫酸氢盐。A选项:适量SO2添加入葡萄酒中可起到抗氧化的作用,使口感更佳;B选项:H2SO3久置于空气中可变成H2SO4,溶液酸性更强,pH减小;C选项:SO3不能通过单质间化合而成;D选项:浓硫酸可以干燥SO2,但不能干燥H2S,会发生氧化还原反应。因此选C。
【答案】C
例题5 硫及其部分化合物的转化关系如图所示,其中A、B、D为化学物质的代号:
物质A和B的化学式分别为 ( )
A.SO、SO2 B.SO2、SO3
C.SO3、SO2 D.SO3、SO4
【解析】S和O2反应只能生成SO2,SO2与O2在催化剂作用下可以生成SO3。所以B选项正确。
【答案】B
- 5 -课时3 不同价态含硫物质的转化
一、自然界中硫的存在和转化
1 硫的存在
(1)在自然界中硫元素主要以化合态形式存在,如组成生命体的蛋白质中含有硫。在岩层深处和海底的无氧环境下,通常以 的形式存在,如黄铁矿( )、黄铜矿( )。在地表附近,硫化物转化为 ,如石膏( )、芒硝( )等。
(2)游离态的硫存在于 附近或地壳的岩层中。
2 硫的转化
火山口附近的硫单质会被大气中的氧气氧化成 ,二氧化硫可被进一步氧化成 。
二、常见硫的价态及转化
1 硫的不同价态所对应的常见化合物
(1)含有-2价硫的物质有酸: ,盐:Na2S、NaHS等。
(2)含有+4价硫的物质有氧化物: ,酸: ,盐:Na2SO3、NaHSO3等。
(3)含有+6价硫的物质有氧化物: ,酸: ,盐:Na2SO4、NaHSO4等。
2 不同价态硫元素之间的相互转化
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。上述转化中,从左到右,硫元素化合价 ,需加入 剂。从右到左,硫元素化合价 ,需加入 剂。
3 相同价态硫元素之间的转化
以上两种转化关系均属于相同价态硫元素之间的转化,从左到右的转化,加入 可以实现;从右到左的转化,加入 可以实现。
例题1 已知:①2H2S+SO2===3S+2H2O
②S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O
③3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O
则下列说法正确的是 ( )
A.①说明SO2能与酸反应,故SO2具有碱性氧化物的通性
B.②若改用稀硫酸,则放出H2
C.②和③说明硫具有两性元素的性质
D.上述反应说明硫既有氧化性又有还原性
例题2 (不定项选择题)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,下列叙述正确的是 ( )
A.该过程中可得到化工产品H2SO4
B.该工艺流程目的是除去煤燃烧时产生的SO2
C.该过程中化合价发生改变的元素有Fe、S、O
D.图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O ===2FeSO4+2H2SO4
例题3 硫黄在空气中燃烧生成气体甲;将甲溶于水得溶液乙;向溶液乙中滴加溴水时溴水褪色,乙变为丙;在丙中加入硫化钠又生成气体丁;把丁通入溶液乙中得沉淀戊。物质甲、乙、丙、丁、戊中均含有硫元素,它们依次是( )
A.SO3、H2SO4、H2SO3、H2S、S
B.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S
C.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、SO3
D.SO2、H2SO3、H2S、H2SO4、Na2S2O3
例题4 硫元素的价类二维图如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.C可用于葡萄酒工业
B.F溶液久置于空气中会生成E,溶液的pH减小
C.A、C和D都可以通过单质间化合制得
D.E的浓溶液可用于干燥C但不能干燥A
例题5 硫及其部分化合物的转化关系如图所示,其中A、B、D为化学物质的代号:
物质A和B的化学式分别为 ( )
A.SO、SO2 B.SO2、SO3
C.SO3、SO2 D.SO3、SO4
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