(共17张PPT)
实验活动5 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
实验目的
1．通过实验加深对硫及其化合物性质的认识。
2．应用氧化还原反应原理实现不同价态含硫物质的转化。
实验用品
1．器材：试管、天平、量筒、酒精灯、铁架台、试管架、橡胶塞、乳胶管、胶头滴管、玻璃导管、陶土网、玻璃棒、药匙、棉花、镊子、火柴。
2．试剂：浓硫酸、铜片、硫粉、铁粉、Na2S溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、H2SO3溶液、品红溶液。
实验步骤
1．－2价、＋4价硫转化为0价的硫及－2价硫转化为0价的硫
(1)实验操作
(2)实验现象
甲：有 生成。
乙：紫红色 ，产生 。
(3)实验结论
S2-能被H2SO3及酸性KMnO4 生成 S。
淡黄色沉淀
褪色
淡黄色沉淀
氧化
单质
2．＋6价的硫转化为＋4价的硫
实验装置
实验现象 加热有______生成，品红溶液逐渐变为______
实验结论 浓硫酸和Cu反应的化学方程式：
2H2SO4(浓)＋Cu CuSO4＋SO2↑＋2H2O
气泡
无色
3．0价的硫转化为－2价的硫
(1)实验装置及操作
(2)实验现象：混合物继续保持 ，最后生成 固体。
(3)硫粉和铁粉反应的方程式：Fe＋S FeS。
红热
黑色
交流研讨
1．在上述实验中，含硫物质中硫元素的价态发生了怎样的变化？
提示：
转化前的含硫物质 转化后的含硫物质 价态变化
Na2S S －2→0
H2SO3 S ＋4→0
H2SO4 SO2 ＋6→＋4
S FeS 0→－2
2.实验1中用浸有NaOH溶液的棉团塞住试管口的作用是什么？
提示：吸收实验过程中可能产生的有毒气体硫化氢和二氧化硫。
3．SO2具有还原性，浓硫酸具有强氧化性，能否用浓硫酸干燥SO2气体？
提示：能。SO2中的硫元素显＋4价，浓硫酸中的硫元素显＋6价，硫元素的化合价在＋4、＋6价之间不存在中间价态，SO2虽具有还原性，但不能被浓硫酸氧化，因此可以用浓硫酸干燥SO2气体。
4．铁粉和硫粉在空气中混合燃烧时，可能发生哪些化学反应？
提示：①Fe与S反应，②S与O2反应，③Fe与O2反应等。
应用体验
√
1．SO2气体通入 BaCl2溶液无明显现象，然后再通入X气体有沉淀生成，则X气体不可能是
A．NH3 B．H2S
C．NO2 D．CO2
A．NH3溶于水生成氨水，与H2SO3反应生成(NH4)2SO3，再与BaCl2反应生成BaSO3沉淀，故A不符合题意；B．H2S可与H2SO3反应生成S，故B不符合题意；C．NO2溶于水后生成硝酸，硝酸能将H2SO3氧化为H2SO4，与BaCl2反应生成BaSO4沉淀，故C不符合题意；D．BaCl2溶液中通入CO2、SO2气体后溶液呈酸性，盐酸的酸性强于碳酸和亚硫酸，因此，不会生成BaCO3或BaSO3沉淀，故D符合题意。
2．固态单质甲及其化合物之间的转化如图所示(某些产物及反应条件略去)。下列分析错误的是
A．甲在空气中燃烧产生淡蓝色火焰
B．工业上乙→丙的条件是：高温、高压、催化剂
C．乙和丙的相对分子质量比为4∶5
D．戊既有还原性又有氧化性
√
高中阶段常见固体单质有：C、Na、Mg、Al、Si、S、Fe，
若甲为C单质，则乙、丙为CO或CO2，但CO不能与水反
应，所以甲不可能为C；若甲为Na，则乙为Na2O，戊为
NaOH，NaOH为强碱受热不分解，即不能生成甲，故甲
不可能为Na；若甲为Mg、Al、Si、Fe，由于它们的氧化
物不能与水反应，故甲不可能为Mg、Al、Si、Fe；故甲应为S，则乙为SO2，SO2与O2反应生成SO3(丙)，丙与水反应生成H2SO4(丁)，浓硫酸可被还原为SO2，乙与水反应生成戊(H2SO3)，H2SO3可以与H2S反应生成S。A．S单质在纯氧中燃烧火焰为蓝紫色，在空气中为淡蓝色，A正确；B．SO2与O2反应生成SO3的条件为催化剂、加热，B错误；C．SO2与SO3相对分子质量比为64∶80，即4∶5，C正确；D．H2SO3中S元素为＋4价，既可以被氧化到＋6价，也可以被还原到0价，故戊既有还原性又有氧化性，D正确；故答案选B。
3．实验室研究不同价态元素的转化，对于物质的制备和应用至关重要。实验室可以用如下图所示装置研究S(＋6价)→S(＋4价)。
(1)装置C的作用是____________________。
防倒吸(或作安全瓶)
装置C是安全瓶，作用是防止倒吸。
(2)装置B、D盛放的试剂应分别为 、 (填字母)。
a．BaCl2溶液 b．KI淀粉溶液 c．FeSO4溶液
d．NaOH溶液 e．品红溶液
e
d
装置B作用是检验二氧化硫的，盛放试剂为品红溶液，D用于尾气处理，选用氢氧化钠溶液。
(3)实验结束后，发现装置A中溶液几乎为无色，且试管中有较多的白色固体。试管中溶液显无色，体现了浓硫酸的 性。
吸水
浓硫酸具有吸水性，使装置A中固体变为白色。
(4)实验结束后，若要证明装置A中白色固体为无水CuSO4，需要采取的操作是____________________________________________________________
_______。
将冷却后的装置A中物质缓缓加入适量水中，并搅拌，观察溶液颜
色变化
若要证明装置A中白色固体为无水CuSO4，因为溶液中存在浓硫酸，所以需要采取的操作是将冷却后的装置A中物质缓缓加入适量水中，并搅拌，观察溶液颜色变化。实验活动5 不同价态含硫物质的转化
1．通过实验加深对硫及其化合物性质的认识。
2．应用氧化还原反应原理实现不同价态含硫物质的转化。
1．器材：试管、天平、量筒、酒精灯、铁架台、试管架、橡胶塞、乳胶管、胶头滴管、玻璃导管、陶土网、玻璃棒、药匙、棉花、镊子、火柴。
2．试剂：浓硫酸、铜片、硫粉、铁粉、Na2S溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、H2SO3溶液、品红溶液。
1．－2价、＋4价硫转化为0价的硫及－2价硫转化为0价的硫
(1)实验操作
(2)实验现象
甲：有淡黄色沉淀生成。
乙：紫红色褪色，产生淡黄色沉淀。
(3)实验结论
S2-能被H2SO3及酸性KMnO4氧化生成单质S。
2．＋6价的硫转化为＋4价的硫
实验 装置
实验 现象 加热有气泡生成，品红溶液逐渐变为无色
实验 结论 浓硫酸和Cu反应的化学方程式： 2H2SO4（浓）＋CuCuSO4＋SO2↑＋2H2O
3．0价的硫转化为－2价的硫
(1)实验装置及操作
(2)实验现象：混合物继续保持红热，最后生成黑色固体。
(3)硫粉和铁粉反应的方程式：Fe＋SFeS。
1．在上述实验中，含硫物质中硫元素的价态发生了怎样的变化？
提示：
转化前的含硫物质 转化后的含硫物质 价态变化
Na2S S －2→0
H2SO3 S ＋4→0
H2SO4 SO2 ＋6→＋4
S FeS 0→－2
2.实验1中用浸有NaOH溶液的棉团塞住试管口的作用是什么？
提示：吸收实验过程中可能产生的有毒气体硫化氢和二氧化硫。
3．SO2具有还原性，浓硫酸具有强氧化性，能否用浓硫酸干燥SO2气体？
提示：能。SO2中的硫元素显＋4价，浓硫酸中的硫元素显＋6价，硫元素的化合价在＋4、＋6价之间不存在中间价态，SO2虽具有还原性，但不能被浓硫酸氧化，因此可以用浓硫酸干燥SO2气体。
4．铁粉和硫粉在空气中混合燃烧时，可能发生哪些化学反应？
提示：①Fe与S反应，②S与O2反应，③Fe与O2反应等。
1．SO2气体通入 BaCl2溶液无明显现象，然后再通入X气体有沉淀生成，则X气体不可能是( )
A．NH3 B．H2S
C．NO2 D．CO2
答案：D
解析：A．NH3溶于水生成氨水，与H2SO3反应生成(NH4)2SO3，再与BaCl2反应生成BaSO3沉淀，故A不符合题意；B．H2S可与H2SO3反应生成S，故B不符合题意；C．NO2溶于水后生成硝酸，硝酸能将H2SO3氧化为H2SO4，与BaCl2反应生成BaSO4沉淀，故C不符合题意；D．BaCl2溶液中通入CO2、SO2气体后溶液呈酸性，盐酸的酸性强于碳酸和亚硫酸，因此，不会生成BaCO3或BaSO3沉淀，故D符合题意。
2．固态单质甲及其化合物之间的转化如图所示（某些产物及反应条件略去）。下列分析错误的是( )
A．甲在空气中燃烧产生淡蓝色火焰
B．工业上乙→丙的条件是：高温、高压、催化剂
C．乙和丙的相对分子质量比为4∶5
D．戊既有还原性又有氧化性
答案：B
解析：高中阶段常见固体单质有：C、Na、Mg、Al、Si、S、Fe，若甲为C单质，则乙、丙为CO或CO2，但CO不能与水反应，所以甲不可能为C；若甲为Na，则乙为Na2O，戊为NaOH，NaOH为强碱受热不分解，即不能生成甲，故甲不可能为Na；若甲为Mg、Al、Si、Fe，由于它们的氧化物不能与水反应，故甲不可能为Mg、Al、Si、Fe；故甲应为S，则乙为SO2，SO2与O2反应生成SO3（丙），丙与水反应生成H2SO4（丁），浓硫酸可被还原为SO2，乙与水反应生成戊(H2SO3)，H2SO3可以与H2S反应生成S。A．S单质在纯氧中燃烧火焰为蓝紫色，在空气中为淡蓝色，A正确；B．SO2与O2反应生成SO3的条件为催化剂、加热，B错误；C．SO2与SO3相对分子质量比为64∶80，即4∶5，C正确；D．H2SO3中S元素为＋4价，既可以被氧化到＋6价，也可以被还原到0价，故戊既有还原性又有氧化性，D正确；故答案选B。
3．实验室研究不同价态元素的转化，对于物质的制备和应用至关重要。实验室可以用如下图所示装置研究S（＋6价）→S（＋4价）。
(1)装置C的作用是______________________________________________________。
(2)装置B、D盛放的试剂应分别为 、 （填字母）。
a．BaCl2溶液 b．KI淀粉溶液 c．FeSO4溶液
d．NaOH溶液 e．品红溶液
(3)实验结束后，发现装置A中溶液几乎为无色，且试管中有较多的白色固体。试管中溶液显无色，体现了浓硫酸的 性。
(4)实验结束后，若要证明装置A中白色固体为无水CuSO4，需要采取的操作是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)防倒吸（或作安全瓶） (2)e d (3)吸水
(4)将冷却后的装置A中物质缓缓加入适量水中，并搅拌，观察溶液颜色变化
解析：(1)装置C是安全瓶，作用是防止倒吸。(2)装置B作用是检验二氧化硫的，盛放试剂为品红溶液，D用于尾气处理，选用氢氧化钠溶液。 (3)浓硫酸具有吸水性，使装置A中固体变为白色。(4)若要证明装置A中白色固体为无水CuSO4，因为溶液中存在浓硫酸，所以需要采取的操作是将冷却后的装置A中物质缓缓加入适量水中，并搅拌，观察溶液颜色变化。
