第3课时 不同价态含硫物质的转化
[学习目标] 1.了解含硫物质在自然界中的存在与转化。 2.能从物质类别及化合价的角度预测常见含硫化合物的转化关系。
任务一 自然界中硫的存在和转化
1．自然界中硫元素的存在
(1)游离态：存在于火山口附近或地壳的岩层中。
(2)化合态：如H2S、SO2、SO3、H2SO3、H2SO4、Na2SO4、Na2SO3等。
2．自然界中不同价态硫元素之间的转化
[交流研讨1] 自然界中不同价态含硫物质的转化简图如下，按要求写出对应转化的化学方程式。
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
④________________________________________________________________________。
提示：①2H2S＋3O22SO2＋2H2O
②2SO2＋O22SO3
③SO3＋H2O===H2SO4
④S＋O2SO2
[交流研讨2] 完善下列硫的“价—类”二维图，并按要求写出对应转化的化学方程式。
(1)H2S→S：_________________________________________________________。
(2)SO2→S：_________________________________________________________。
(3)SO2→H2SO4：_____________________________________________________。
(4)H2SO4→SO2：____________________________________________________。
提示：
(1)2H2S＋O22H2O＋2S或SO2＋2H2S===3S＋2H2O
(2)SO2＋2H2S===2H2O＋3S
(3)SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl
(4)2H2SO4（浓）＋CuCuSO4＋SO2↑＋2H2O
1．如图是硫元素在自然界中的循环示意图，下列有关说法错误的是( )
A．硫在自然界中既有游离态又有化合态
B．过程⑤宜在土壤的富氧区实现
C．过程②是氧化反应
D．过程①可以通过不同的化学反应实现
答案：B
解析：A．从题图中可以看出，硫在自然界中既有以单质形式（游离态）存在的S，也有以化合态形式存在的H2S、SO、有机硫等，A正确；B．过程⑤将SO转化为H2S，S元素化合价降低，SO表现氧化性，不能在土壤的富氧区实现，B错误；C．过程②中，S转化为SO，S元素化合价升高，发生氧化反应，C正确；D．过程①由H2S转化为S，可以通过分解反应实现，也可以通过H2S与O2接触后发生反应实现，D正确。
2．如图所示是硫及其部分化合物的“价—类”二维图。
下列说法正确的是( )
A．X点对应的物质只有一种
B．Z点对应物质的化学式为H2SO4
C．W点对应的物质在空气中易被氧化
D．X点对应的物质与足量O2在点燃条件下经一步反应可以转化为Y
答案：C
解析：A．X点对应的物质可以是S2、S6、S8，故A错误；B．Z点对应物质为＋4价的酸，其化学式为H2SO3，故B错误；C．W点对应的物质为＋4价的盐，可以在空气中被氧气氧化为硫酸盐，故C正确；D．硫单质与足量O2在点燃条件下经一步反应可以转化为SO2，SO2转化为SO3需要在氧气和催化剂的作用下完成，故D错误；故选C。
任务二 研究含硫物质的转化
1．实验室中研究不同价态含硫物质的转化
【预测性质】
【实验设计】
遵循原则：科学性、可行性、安全性和绿色化。
【实验方案】
转化目标 选择试剂 实验操作和现象 实验结论
H2→ 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
O2→
O2→H2O4 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SO
H2O4→O2 浓硫酸、铜片 加热铜片和浓硫酸的混合物，有刺激性气味的气体生成 浓硫酸被金属铜还原为SO2
2.相同价态含硫物质之间的转化
[交流研讨1] 已知：氢硫酸为二元弱酸，SO2为二元弱酸H2SO3的酸酐。请写出下列序号①～⑤对应转化的化学方程式。
提示：①H2S＋NaOH===NaHS＋H2O；
②NaHS＋NaOH===Na2S＋H2O；
③Na2S＋2HCl===2NaCl＋H2S↑；
④NaHSO3＋NaOH===Na2SO3＋H2O；
⑤Na2SO3＋H2O＋SO2===2NaHSO3。
[交流研讨2] 请写出少量、过量SO2分别与氢氧化钠溶液反应的离子方程式。
提示：SO2少量：SO2＋2OH－===SO＋H2O；
SO2过量：SO2＋OH－===HSO。
1．下列转化不能一步实现的是( )
A．S→H2S B．S→SO3
C．H2SO4→SO2 D．Na2SO3→SO2
答案：B
解析：H2＋SH2S，A不选；S和O2反应只能生成SO2，选B；浓硫酸和还原性物质反应生成SO2，C不选；Na2SO3与浓H2SO4反应生成SO2，D不选。
2．下列有关硫及其化合物的说法正确的是( )
A．SO2、H2SO3均具有还原性，故浓H2SO4均能氧化SO2和H2SO3
B．H2S与浓H2SO4在不同的条件下反应的氧化产物只能是SO2
C．单质氧化物酸或碱盐，能按照上述转化关系直接转化的可以是硫元素
D．硫黄制备硫酸经历两步：SSO3H2SO4
答案：C
解析：A项，SO2、H2SO3虽然有还原性，但与浓H2SO4之间不能发生氧化还原反应，因为＋4价硫与＋6价硫之间无中间价；B项，氧化产物可能是S或SO2；D项，S与O2的燃烧反应只生成SO2，不能生成SO3。
3．如图所示的转化关系中，A为单质，B为一种具有还原性的二元含氧酸，C为溶液，且溶液中仅有一种溶质，D为气体，E、F为白色沉淀。物质间转化过程中需要加入的试剂未完全写出。回答下列问题：
(1)在空格处写出相应物质的化学式：A为_____________________________________；
D为 。
(2)③中所加的试剂应该具有 （填“氧化”或“还原”）性，可能为 或 。
(3)写出B→E的离子方程式：__________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)S SO2
(2)氧化 O2 H2O2（或其他合理答案）
(3)H2SO3＋Ba2+＋2OH－===BaSO3↓＋2H2O
解析：在中学范围内学习过的具有还原性的二元含氧酸只有亚硫酸，找准这个突破口之后，再由H2O＋SO2 H2SO3可知，D为SO2，A为S。由H2SO3＋Ba(OH)2===BaSO3↓＋2H2O、2H2SO3＋O2===2H2SO4可知，C为H2SO4，E为BaSO3，F为BaSO4。
1．（2023·广东顺德李兆基中学高一校考）下列物质类别不是硫在自然界存在形态的是( )
A．单质 B．硫化物
C．亚硫酸盐 D．硫酸盐
答案：C
解析：硫在地壳中主要以硫化物、硫酸盐等形式存在，火山口处有硫单质，不存在亚硫酸盐。
2．下列变化需要加入氧化剂且通过一步反应就能实现的是( )
A．S→FeS B．S→SO2
C．SO2→S D．S→H2S
答案：B
3．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。
4．（2023·乌苏市第二次月考）如图所示是硫及其部分化合物的“价—类”二维图。
下列说法正确的是( )
A．c点对应物质为酸性氧化物
B．d点对应物质是强电解质
C．a点对应物质的电离方程式为H2S 2H＋＋S2-
D．e和f反应的离子方程式为2H＋＋SO===H2O＋SO2↑
答案：A
解析：根据含有S元素的物质及元素化合价可知：a是H2S，b是S单质，c是SO2，d是H2SO3，e是H2SO4，f是亚硫酸盐，g是硫酸盐，然后根据物质的性质分析解答。A．根据上述分析可知c是SO2，SO2溶于水反应产生H2SO3，因此SO2是酸性氧化物，A正确；B．d是H2SO3，该物质在水中只能部分电离，因此H2SO3是弱酸，H2SO3属于弱电解质，B错误；C．a是H2S，H2S溶于水形成氢硫酸，氢硫酸是二元弱酸，电离分步进行，每一步都存在电离平衡，主要是第一步电离，电离方程式为H2S H＋＋HS－，C错误；D．e是H2SO4，f是亚硫酸盐，由于硫酸的酸性比亚硫酸强，因此二者会发生复分解反
应。但若f是难溶性亚硫酸盐，或加入的硫酸少量，反应的离子方程式就不能写成2H＋＋SO===H2O＋SO2↑形式，D错误；故合理选项是A。
5．“青矾”主要成分是绿矾(FeSO4·7H2O)，有关物质转化如图所示。
已知：SO3、SO2的沸点依次为16.8 ℃、－10 ℃。下列说法正确的是( )
A．矾油主要成分是H2SO4和H2SO3
B．铁的氧化物只能是Fe2O3
C．白色固体R是BaSO4和BaSO3
D．上述转化中发生了氧化还原反应
答案：D
解析：A．气体混合物冷凝时SO3与H2O反应生成H2SO4并放出大量热，SO2沸点低，且与水反应生成的H2SO3不稳定而分解逸出，故矾油主要成分是H2SO4，A选项错误；B．根据氧化还原反应，绿矾分解生成了SO2，硫的化合价降低，故铁的化合价必升高，含＋3价铁的氧化物可能有氧化铁、四氧化三铁，B选项错误；C．SO2通入Ba(NO3)2溶液中，NO在酸性条件下具有强氧化性，能氧化SO2生成SO，白色固体R是BaSO4，C选项错误；D．FeSO4分解、SO2与Ba(NO3)2溶液反应都是氧化还原反应，D选项正确；答案选D。
课时测评3 不同价态含硫物质的转化
（本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！）
题点一 自然界中硫的存在与转化
1．下列有关硫元素循环的说法不合理的是( )
A．煤、石油中的硫元素燃烧时能生成SO2
B．动物尸体腐败过程产生的H2S气体会进入大气
C．循环过程中硫元素既发生氧化反应又发生还原反应
D．大气中的硫元素会全部转化成H2SO4变成酸雨
答案：D
2．硫元素在自然界中的循环如图所示，下列说法错误的是( )
A．硫是组成某些蛋白质的生命元素
B．地壳中化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在
C．硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3
D．化石燃料的燃烧以及含硫矿物的冶炼是大气SO2污染的主要来源
答案：C
解析：A．蛋白质的组成元素主要有C、H、O、N，某些蛋白质还含有P、S等元素，A正确；B．大多数硫化物和硫酸盐比较稳定，地壳中化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在，B正确；C．硫粉在过量的纯氧中燃烧生成SO2，不能直接得到SO3，SO2进一步氧化得到SO3，C错误；D．化石燃料、含硫矿物均含有硫元素，高温下与空气反应生成SO2，是大气SO2污染的主要来源，D正确；故选C。
3．硫在自然界的循环过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A．火山喷发、森林火灾会产生SO2
B．氢、氧两种元素没有参与硫的循环
C．工厂产生的烟气应经脱硫处理后再排放
D．硫在自然界的循环过程涉及氧化还原反应
答案：B
解析：A项，由题图分析可知火山喷发、森林火灾都会产生SO2，正确；B项，动、植物和微生物残体的腐败会产生H2S，H2S可转化为SO2，因此氢、氧两种元素参与了硫的循环，错误；D项，由题图可知，H2S→SO2，有元素化合价变化，属于氧化还原反应，因此硫在自然界的循环过程涉及氧化还原反应，正确。
题点二 不同价态含硫物质的性质与转化
4．下列过程中硫元素被还原的是( )
A．S→SO2 B．H2SO4→SO2
C．Na2S→H2S D．H2S→S
答案：B
解析：A．S→SO2，硫元素化合价从0价升高到＋4价，被氧化，故A不选；B．H2SO4→SO2，硫元素化合价从＋6价降低到＋4价，被还原，故B选；C．Na2S→H2S，硫元素始终为－2价，S元素的化合价没有变化，故C不选；D．H2S→S，硫元素化合价从－2价升高到0价，被氧化，故D不选；故选B。
5．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( )
SSO2SO3
A．反应①中3.2 g S充分燃烧后生成2.24 L SO2
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1.5 mol S
D．只要氧气过量，硫可以一步转化为SO3
答案：C
解析：A．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3.2 g S充分燃烧后生成的SO2体积，选项A错误；B．③为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，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；C．反应②的方程式为2H2S＋SO2===3S＋2H2O，生成3 mol S转移电子的物质的量为4 mol，转移2NA个电子时，转移电子的物质的量为2 mol，生成S的物质的量＝×2 mol＝1.5 mol，选项C正确；D．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。
6．将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S，其物质转化如图所示。下列说法正确的是( )
A．在图示的转化中，化合价不变的元素只有铜
B．由图示的转化可得出氧化性的强弱顺序：Fe3+>O2>S
C．回收S的总反应为2H2S＋O2===2H2O＋2S↓
D．在图示的转化中发生的反应有：4Fe2+＋O2＋2H2O===4Fe3+＋4OH－
答案：C
解析：A．根据题图中各元素化合价知，Cu元素化合价都是＋2价、H元素化合价都是＋1价、Cl元素化合价都是－1价，所以化合价不变的是Cu、H、Cl元素，故A错误；B．转化过程中O2把Fe2+氧化为Fe3+，Fe3+把硫离子氧化为S，则氧化性的强弱顺序：O2＞Fe3+＞S，故B错误；C．图示转化中，H2S与O2反应生成S和H2O，所以总反应是2H2S＋O2===2H2O＋2S↓，故C正确；D．在图示的转化中，Fe3+与OH－不能大量共存，发生的反应有：4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O，故D错误；故选C。
7．如图是硫及其化合物的“价—类”二维图，则下列说法错误的是( )
A．将X与Y混合，可生成淡黄色固体
B．Y与氯气等物质的量混合后能增强漂白性
C．在蔗糖中倒入W的浓溶液，可验证W的浓溶液具有脱水性和强氧化性
D．从氧化还原角度分析，欲制备Na2S2O3，可用Na2SO3与S反应制得
答案：B
解析：X为气态氢化物，则X为H2S，Y为硫元素的＋4价氧化物，则Y为SO2，Z为＋4价的盐，则Z为Na2SO3，W为＋6价的酸，则W为H2SO4，据此解答。A．将X与Y混合，二氧化硫和硫化氢反应生成淡黄色固体硫和水，故A正确；B．等物质的量SO2与氯气混合后，溶于水发生反应生成硫酸和盐酸，失去漂白性，故B错误；C．在蔗糖中倒入浓硫酸溶液，蔗糖会变黑且疏松多孔，可验证浓硫酸溶液具有脱水性和强氧化性，故C正确；D．Na2S2O3中S元素化合价为＋2价，Na2SO3与S中S元素化合价分别为＋4和0价，从氧化还原角度分析，可用Na2SO3与S反应制得Na2S2O3，故D正确；故答案选B。
题点三 相同价态含硫物质之间的转化
8．（2023·福建福州高一期中）反应SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O可用于处理SO2尾气，过量SO2与NaOH反应生成NaHSO3，下列有关化学用语或说法正确的是( )
A．Na2SO3的名称：硫酸钠
B．S2-结构示意图：
C．NaHSO3电离方程式：NaHSO3===Na＋＋H＋＋SO
D．SO2是酸性氧化物
答案：D
解析：A．Na2SO3的名称为亚硫酸钠，A错误；B．S2-结构示意图应该为，B错误；C．NaHSO3电离方程式：NaHSO3===Na＋＋HSO，C错误；D．SO2能与碱反应只生成盐和水，是酸性氧化物，D正确。
9．下表所列各组物质，不能通过一步反应就能实现如图所示物质转化关系的是( )
选项 A B C D
甲 S H2SO4 SO2 SO2
乙 Na2S SO2 KHSO3 BaSO4
丙 H2S SO3 K2SO3 H2SO4
答案：D
解析：A．S和Na反应生成Na2S，Na2S和HCl反应生成H2S，H2S和SO2反应生成S，可以实现，故A不选；B．浓硫酸和亚硫酸钠反应生成SO2，SO2和O2反应生成SO3，SO3和水反应生成硫酸，可以实现，故B不选；C．SO2和KOH反应生成KHSO3，KHSO3和KOH反应生成K2SO3，K2SO3和浓硫酸反应生成SO2，可以实现，故C不选；D．BaSO4不能直接转化为H2SO4，反应不能实现，故D选。
10．（2024·浙江宁波高一期末）一定量的SO2通入到含0.2 mol NaOH的溶液中，充分反应后生成的Na2SO3和NaHSO3的物质的量之比为2∶1。再向反应后溶液中通入Cl2恰好使硫元素全部转化为SO。则通入Cl2的物质的量为( )
A．0.04 mol B．0.08 mol
C．0.12 mol D．0.2 mol
答案：C
解析：设生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠物质的量分别为2x和x，根据钠原子守恒，2x×2＋x＝0.2，解得x＝0.04 mol，通入Cl2恰好使硫元素全部转化为SO，根据得失电子守恒，氯气物质的量：＝0.12 mol。
11．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FeSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4均能循环利用
B．只有FeSO4是该流程的催化剂
C．该过程中吸收的SO2和消耗的O2的物质的量之比为1∶2
D．图中涉及的反应有Fe2(SO4)3＋SO2＋H2O===FeSO4＋H2SO4
答案：A
解析：根据工艺流程所示可知，该工艺中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，反应的化学方程式为Fe2(SO4)3＋2H2O＋SO2===2FeSO4＋2H2SO4，然后硫酸亚铁在酸性溶液中吸收氧气又转化为硫酸铁，反应的化学方程式为4FeSO4＋2H2SO4＋O2===2Fe2(SO4)3＋2H2O，据此分析解答。A．根据分析结合题图可知，该过程中FeSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4均能循环利用，A正确；B．只有Fe2(SO4)3是该流程的催化剂，FeSO4只是反应的中间产物，B错误；C．根据工艺流程图所示可知，该过程中吸收的SO2和消耗的O2的物质的量之比为2∶1，C错误；D．由分析可知，题图中涉及的反应有Fe2(SO4)3＋2H2O＋SO2===2FeSO4＋2H2SO4，题给方程式未配平，D错误；故答案为A。
12．（2023·北京朝阳高一期末）Na2CO3溶液吸收烟气中的SO2，溶液中各种盐的浓度变化如下。下列分析不正确的是( )
A．Na2CO3溶液、NaHCO3溶液均呈碱性
B．曲线1表示Na2CO3，曲线2表示NaHCO3
C．“0～a”发生的反应主要是：Na2CO3＋2SO2＋H2O===2NaHSO3＋CO2
D．Na2SO3溶液吸收SO2的反应为Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3
答案：C
解析：B．二氧化硫不断被碳酸钠吸收，碳酸钠减少，生成碳酸氢钠、亚硫酸钠，直到碳酸钠消耗完，碳酸氢钠达到最大值，再吸收二氧化硫，碳酸氢钠减少，生成二氧化碳和亚硫酸钠，因此曲线1表示Na2CO3，曲线2表示NaHCO3，故B正确；C．“0～a”发生的反应主要是二氧化硫和碳酸钠反应生成亚硫酸钠、碳酸氢钠：2Na2CO3＋SO2＋H2O===Na2SO3＋2NaHCO3，故C错误；D．Na2SO3溶液吸收SO2，反应生成亚硫酸氢钠，其反应为Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3，故D正确。
13．（2023·辽宁辽阳高一期末）研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储，过程如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．22.4 L SO2所含的原子数为3NA
B．“H2SO4分解”反应中，每生成1 mol O2，转移的电子数为4NA
C．“SO2催化歧化”反应中，S是氧化产物
D．反应Ⅲ中S与过量O2反应可生成SO3
答案：B
解析：A．没有指明是否是标准状况，无法运用22.4 L/mol计算二氧化硫的物质的量，故A错误；B．硫酸分解方程式为2H2SO4===O2↑＋2SO2↑＋2H2O，每生成1 mol O2，转移电子数为1×2×2×NA＝4NA，故B正确；C．“SO2催化歧化”步骤中发生3SO2＋2H2O===2H2SO4＋S↓，SO2→S，S元素化合价降低，被还原，S为还原产物，故C错误；D．反应Ⅲ发生S＋O2SO2，无论氧气是否过量，硫单质与氧气反应都生成二氧化硫，二氧化硫与氧气在催化剂、高温条件下生成三氧化硫，故D错误。
14．（2023·西安高一期中）研究不同价态硫元素之间的转化是合理利用硫元素的基础。
Ⅰ.如图是硫元素的“价—类”二维图及含硫物质相互转化的部分信息。
(1)A的化学式为 。
(2)C有毒，写出实验室用足量的NaOH溶液吸收C的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。
可选用的实验药品如下：①Na2SO3溶液；②浓硫酸；③Na2S溶液；④稀硫酸；⑤酸性KMnO4溶液；⑥品红溶液；⑦铜片。
实验序号 预期转化 选择试剂 证明实现转化的现象
ⅰ →
ⅱ ①③④ 淡黄色沉淀
ⅲ → ②⑦⑥
(3)实验ⅰ选择的试剂是 （填序号），证明实现转化的现象是________________________________________________________________________
____________________________________________________________________，
该转化利用了Na2SO3的 性。
(4)实验ⅱ实现了＋4价和－2价S向0价S的转化，写出该转化反应的离子方程式：________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________。
(5)证明实现实验ⅲ转化的现象是___________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)H2S (2)SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O (3)①⑤ 酸性KMnO4溶液褪色 还原
(4)SO＋2S2-＋6H＋===3S↓＋3H2O (5)品红溶液褪色
15．人们从化石燃料的燃烧过程中获得能量，同时也产生废气及颗粒等污染物，它们在太阳辐射等作用下，经过复杂变化形成次生污染物（如图所示），进而在一定的天气条件下造成酸雨、雾霾、光化学烟雾等污染现象。某班同学分成几个学习小组，以其中的SO2为例，进行了一系列的研究性学习：
(1)在空气、水蒸气的共同作用下，SO2最终会形成 （填化学式）随雨水落下，损伤农作物、加快建筑物腐蚀。
(2)甲组同学设计用生石灰进行燃煤脱硫工艺，如图所示，请写出脱硫生成X的总反应方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)乙组同学拟用碱液吸收的方法去除烟气中的SO2，设计了如下两种方案：
方案A：
方案B：
方案展示后，全班同学讨论后认为两种方案各有优势并可以进一步优化：
新方案的优点是： （填物质名称）实现了循环利用，降低了成本，符合资源再利用的原则。
答案：(1)H2SO4
(2)2CaO＋2SO2＋O22CaSO4
(3)氢氧化钠
解析：(1)在空气、水蒸气的共同作用下，SO2最终会形成H2SO4随雨水落下，损伤农作物、加快建筑物腐蚀。(2)用生石灰进行燃煤脱硫生成X，X是CaSO4，总反应方程式：2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。(3)对比前后方案可知，新方案氢氧化钠实现了循环利用，降低了成本，符合资源再利用的原则。(共56张PPT)
第3课时 不同价态含硫物质的转化
第五章 第一节 硫及其化合物
1．了解含硫物质在自然界中的存在与转化。
2．能从物质类别及化合价的角度预测常见含硫化合物的转化关系。
学习目标
任务一 自然界中硫的存在和转化
新知构建
1．自然界中硫元素的存在
(1)游离态：存在于火山口附近或地壳的岩层中。
(2)化合态：如H2S、SO2、SO3、H2SO3、H2SO4、Na2SO4、Na2SO3等。
2．自然界中不同价态硫元素之间的转化
SO2
SO3
S
FeS2
CuFeS2
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
交流研讨1
自然界中不同价态含硫物质的转化简图如下，按要求写出对应转化的化学方程式。
①_____________________________。
②______________________。
③______________________。
④__________________。
SO3＋H2O===H2SO4
交流研讨2
完善下列硫的“价—类”二维图，并按要求写出对应转化的化学方程式。
(1)H2S→S：________________________________________________。
(2)SO2→S：_________________________。
(3)SO2→H2SO4：_________________________________。
(4)H2SO4→SO2：_________________________________________。
SO2＋2H2S===2H2O＋3S
SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl
提示：
典例应用
1．如图是硫元素在自然界中的循环示意图，
下列有关说法错误的是
A．硫在自然界中既有游离态又有化合态
B．过程⑤宜在土壤的富氧区实现
C．过程②是氧化反应
D．过程①可以通过不同的化学反应实现
√
2．如图所示是硫及其部分化合物的“价—类”二维图。
下列说法正确的是
A．X点对应的物质只有一种
B．Z点对应物质的化学式为H2SO4
C．W点对应的物质在空气中易被氧化
D．X点对应的物质与足量O2在点燃条
件下经一步反应可以转化为Y
√
A．X点对应的物质可以是S2、S6、S8，
故A错误；B．Z点对应物质为＋4价的
酸，其化学式为H2SO3，故B错误；C．
W点对应的物质为＋4价的盐，可以在
空气中被氧气氧化为硫酸盐，故C正确；
D．硫单质与足量O2在点燃条件下经一
步反应可以转化为SO2，SO2转化为SO3需要在氧气和催化剂的作用下完成，故D错误；故选C。
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任务二 研究含硫物质的转化
新知构建
1．实验室中研究不同价态含硫物质的转化
【预测性质】
【实验设计】
遵循原则：科学性、可行性、安全性和绿色化。
【实验方案】
转化目标 选择试剂 实验操作和现象 实验结论
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____
浓硫酸、铜片 加热铜片和浓硫酸的混合物，有刺激性气味的气体生成 浓硫酸被金属铜还原为____
SO2
交流研讨1
2.相同价态含硫物质之间的转化
已知：氢硫酸为二元弱酸，SO2为二元弱酸H2SO3的酸酐。请写出下列序号①～⑤对应转化的化学方程式。
提示：①H2S＋NaOH===NaHS＋H2O；
②NaHS＋NaOH===Na2S＋H2O；
③Na2S＋2HCl===2NaCl＋H2S↑；
④NaHSO3＋NaOH===Na2SO3＋H2O；
⑤Na2SO3＋H2O＋SO2===2NaHSO3。
交流研讨2
请写出少量、过量SO2分别与氢氧化钠溶液反应的离子方程式。
典例应用
1．下列转化不能一步实现的是
A．S→H2S B．S→SO3
C．H2SO4→SO2 D．Na2SO3→SO2
√
H2＋S H2S，A不选；S和O2反应只能生成SO2，选B；浓硫酸和还原性物质反应生成SO2，C不选；Na2SO3与浓H2SO4反应生成SO2，D不选。
2．下列有关硫及其化合物的说法正确的是
A．SO2、H2SO3均具有还原性，故浓H2SO4均能氧化SO2和H2SO3
B．H2S与浓H2SO4在不同的条件下反应的氧化产物只能是SO2
√
A项，SO2、H2SO3虽然有还原性，但与浓H2SO4之间不能发生氧化还原反应，因为＋4价硫与＋6价硫之间无中间价；B项，氧化产物可能是S或SO2；D项，S与O2的燃烧反应只生成SO2，不能生成SO3。
3．如图所示的转化关系中，A为单质，B为一种具有还原性的二元含氧酸，C为溶液，且溶液中仅有一种溶质，D为气体，E、F为白色沉淀。物质间转化过程中需要加入的试剂未完全写出。回答下列问题：
(1)在空格处写出相应物质的化学式：A为______；D为 。
(2)③中所加的试剂应该具有 (填“氧化”或“还原”)性，可能为
或 。
(3)写出B→E的离子方程式：_____________________________________。
S
SO2
氧化
O2
H2O2(或其他合理答案)
H2SO3＋Ba2+＋2OH－===BaSO3↓＋2H2O
在中学范围内学习过的具有还原性的二元含氧酸只有亚硫酸，找准这个突破口之后，再由H2O＋SO2 H2SO3可知，D为SO2，A为S。由H2SO3＋Ba(OH)2===BaSO3↓＋2H2O、2H2SO3＋O2===2H2SO4可知，C为H2SO4，E为BaSO3，F为BaSO4。
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随堂达标演练
1．(2023·广东顺德李兆基中学高一校考)下列物质类别不是硫在自然界存在形态的是
A．单质 B．硫化物
C．亚硫酸盐 D．硫酸盐
√
硫在地壳中主要以硫化物、硫酸盐等形式存在，火山口处有硫单质，不存在亚硫酸盐。
2．下列变化需要加入氧化剂且通过一步反应就能实现的是
A．S→FeS B．S→SO2
C．SO2→S D．S→H2S
√
3．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
√
要证明Na2SO3具有还原性，应选用具有氧化性的溴水。
4．(2023·乌苏市第二次月考)如图所示是
硫及其部分化合物的“价—类”二维图。
下列说法正确的是
A．c点对应物质为酸性氧化物
B．d点对应物质是强电解质
C．a点对应物质的电离方程式为H2S 2H＋＋S2-
D．e和f反应的离子方程式为2H＋＋SO ===H2O＋SO2↑
√
根据含有S元素的物质及元素化合价可知：
a是H2S，b是S单质，c是SO2，d是H2SO3，
e是H2SO4，f是亚硫酸盐，g是硫酸盐，然
后根据物质的性质分析解答。A．根据上
述分析可知c是SO2，SO2溶于水反应产生
H2SO3，因此SO2是酸性氧化物，A正确；B．d是H2SO3，该物质在水中只能部分电离，因此H2SO3是弱酸，H2SO3属于弱电解质，B错误；C．a是H2S，H2S溶于水形成氢硫酸，氢硫酸是二元弱酸，电离分步进行，每一步都存在电离平衡，主要是第一步电离，电离方程式为H2S H＋＋HS－，C错误；D．e是H2SO4，f是亚硫酸盐，由于硫酸的酸性比亚硫酸强，因此二者会发生复分解反应。但若f是难溶性亚硫酸盐，或加入的硫酸少量，反应的离子方程式就不能写成2H＋＋SO ===H2O＋SO2↑形式，D错误；故合理选项是A。
5．“青矾”主要成分是绿矾(FeSO4·7H2O)，有关物质转化如图所示。
已知：SO3、SO2的沸点依次为16.8 ℃、－10 ℃。下列说法正确的是
A．矾油主要成分是H2SO4和H2SO3
B．铁的氧化物只能是Fe2O3
C．白色固体R是BaSO4和BaSO3
D．上述转化中发生了氧化还原反应
√
A．气体混合物冷凝时SO3与H2O反应生
成H2SO4并放出大量热，SO2沸点低，且
与水反应生成的H2SO3不稳定而分解逸
出，故矾油主要成分是H2SO4，A选项错
误；B．根据氧化还原反应，绿矾分解生成了SO2，硫的化合价降低，故铁的化合价必升高，含＋3价铁的氧化物可能有氧化铁、四氧化三铁，B选项错误；C．SO2通入Ba(NO3)2溶液中，NO 在酸性条件下具有强氧化性，能氧化SO2生成SO ，白色固体R是BaSO4，C选项错误；D．FeSO4分解、SO2与Ba(NO3)2溶液反应都是氧化还原反应，D选项正确；答案选D。
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课时测评
题点一 自然界中硫的存在与转化
1．下列有关硫元素循环的说法不合理的是
A．煤、石油中的硫元素燃烧时能生成SO2
B．动物尸体腐败过程产生的H2S气体会进入大气
C．循环过程中硫元素既发生氧化反应又发生还原反应
D．大气中的硫元素会全部转化成H2SO4变成酸雨
√
2．硫元素在自然界中的循环如图所示，下列说法错误的是
A．硫是组成某些蛋白质的生命元素
B．地壳中化合态的硫主要以硫化物和硫酸
盐的形式存在
C．硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3
D．化石燃料的燃烧以及含硫矿物的冶炼是
大气SO2污染的主要来源
√
A．蛋白质的组成元素主要有C、H、O、
N，某些蛋白质还含有P、S等元素，A正确；
B．大多数硫化物和硫酸盐比较稳定，地壳
中化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式
存在，B正确；C．硫粉在过量的纯氧中燃
烧生成SO2，不能直接得到SO3，SO2进一步氧化得到SO3，C错误；D．化石燃料、含硫矿物均含有硫元素，高温下与空气反应生成SO2，是大气SO2污染的主要来源，D正确；故选C。
3．硫在自然界的循环过程如图所示。下列说
法不正确的是
A．火山喷发、森林火灾会产生SO2
B．氢、氧两种元素没有参与硫的循环
C．工厂产生的烟气应经脱硫处理后再排放
D．硫在自然界的循环过程涉及氧化还原反应
√
A项，由题图分析可知火山喷发、森林火灾都
会产生SO2，正确；B项，动、植物和微生物
残体的腐败会产生H2S，H2S可转化为SO2，因
此氢、氧两种元素参与了硫的循环，错误；D
项，由题图可知，H2S→SO2，有元素化合价
变化，属于氧化还原反应，因此硫在自然界的循环过程涉及氧化还原反应，正确。
题点二 不同价态含硫物质的性质与转化
4．下列过程中硫元素被还原的是
A．S→SO2 B．H2SO4→SO2
C．Na2S→H2S D．H2S→S
√
A．S→SO2，硫元素化合价从0价升高到＋4价，被氧化，故A不选；B．H2SO4→SO2，硫元素化合价从＋6价降低到＋4价，被还原，故B选；C．Na2S→H2S，硫元素始终为－2价，S元素的化合价没有变化，故C不选；D．H2S→S，硫元素化合价从－2价升高到0价，被氧化，故D不选；故选B。
5．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
A．反应①中3.2 g S充分燃烧后生成2.24 L SO2
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1.5 mol S
D．只要氧气过量，硫可以一步转化为SO3
√
A．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3.2 g S充分燃烧后生成的SO2体积，选项A错误；B．③为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，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；C．反应②的方程式为2H2S＋SO2===3S＋2H2O，生成3 mol S转移电子的物质的量为4 mol，转移2NA个电子时，转移电子的物质的量为2 mol，生成S的物质的量＝ ×2 mol＝1.5 mol，选项C正确；D．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。
6．将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S，其物质转化如图所示。下列说法正确的是
A．在图示的转化中，化合价不变的元素只有铜
B．由图示的转化可得出氧化性的强弱顺序：
Fe3+>O2>S
C．回收S的总反应为2H2S＋O2===2H2O＋2S↓
D．在图示的转化中发生的反应有：
4Fe2+＋O2＋2H2O===4Fe3+＋4OH－
√
A．根据题图中各元素化合价知，Cu元素化合
价都是＋2价、H元素化合价都是＋1价、Cl元
素化合价都是－1价，所以化合价不变的是Cu、
H、Cl元素，故A错误；B．转化过程中O2把
Fe2+氧化为Fe3+，Fe3+把硫离子氧化为S，则氧
化性的强弱顺序：O2＞Fe3+＞S，故B错误；C．图示转化中，H2S与O2反应生成S和H2O，所以总反应是2H2S＋O2===2H2O＋2S↓，故C正确；D．在图示的转化中，Fe3+与OH－不能大量共存，发生的反应有：4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O，故D错误；故选C。
7．如图是硫及其化合物的“价—类”二维图，则下列说法错误的是
A．将X与Y混合，可生成淡黄色固体
B．Y与氯气等物质的量混合后能增强漂白性
C．在蔗糖中倒入W的浓溶液，可验证W的浓
溶液具有脱水性和强氧化性
D．从氧化还原角度分析，欲制备Na2S2O3，
可用Na2SO3与S反应制得
√
X为气态氢化物，则X为H2S，Y为硫元素
的＋4价氧化物，则Y为SO2，Z为＋4价的
盐，则Z为Na2SO3，W为＋6价的酸，则W
为H2SO4，据此解答。A．将X与Y混合，
二氧化硫和硫化氢反应生成淡黄色固体硫
和水，故A正确；B．等物质的量SO2与氯气混合后，溶于水发生反应生成硫酸和盐酸，失去漂白性，故B错误；C．在蔗糖中倒入浓硫酸溶液，蔗糖会变黑且疏松多孔，可验证浓硫酸溶液具有脱水性和强氧化性，故C正确；D．Na2S2O3中S元素化合价为＋2价，Na2SO3与S中S元素化合价分别为＋4和0价，从氧化还原角度分析，可用Na2SO3与S反应制得Na2S2O3，故D正确；故答案选B。
题点三 相同价态含硫物质之间的转化
8．(2023·福建福州高一期中)反应SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O可用于处理SO2尾气，过量SO2与NaOH反应生成NaHSO3，下列有关化学用语或说法正确的是
A．Na2SO3的名称：硫酸钠
B．S2-结构示意图：
C．NaHSO3电离方程式：NaHSO3===Na＋＋H＋＋SO
D．SO2是酸性氧化物
√
9．下表所列各组物质，不能通过一步反应就能实现如图所示物质转化关系的是
√
选项 A B C D
甲 S H2SO4 SO2 SO2
乙 Na2S SO2 KHSO3 BaSO4
丙 H2S SO3 K2SO3 H2SO4
A．S和Na反应生成Na2S，Na2S和HCl反应生成H2S，
H2S和SO2反应生成S，可以实现，故A不选；B．浓
硫酸和亚硫酸钠反应生成SO2，SO2和O2反应生成SO3，
SO3和水反应生成硫酸，可以实现，故B不选；C．SO2
和KOH反应生成KHSO3，KHSO3和KOH反应生成K2SO3，K2SO3和浓硫酸反应生成SO2，可以实现，故C不选；D．BaSO4不能直接转化为H2SO4，反应不能实现，故D选。
√
10．(2024·浙江宁波高一期末)一定量的SO2通入到含0.2 mol NaOH的溶液中，充分反应后生成的Na2SO3和NaHSO3的物质的量之比为2∶1。再向反应后溶液中通入Cl2恰好使硫元素全部转化为SO 。则通入Cl2的物质的量为
A．0.04 mol B．0.08 mol
C．0.12 mol D．0.2 mol
设生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠物质的量分别为2x和x，根据钠原子守恒，2x×2＋x＝0.2，解得x＝0.04 mol，通入Cl2恰好使硫元素全部转化
为SO ，根据得失电子守恒，氯气物质的量： ＝0.12 mol。
11．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FeSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4均能
循环利用
B．只有FeSO4是该流程的催化剂
C．该过程中吸收的SO2和消耗的O2的物质的量之比为1∶2
D．图中涉及的反应有Fe2(SO4)3＋SO2＋H2O===FeSO4＋H2SO4
√
根据工艺流程所示可知，该工艺中Fe2(SO4)3溶液
吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，反应的化学方程式
为Fe2(SO4)3＋2H2O＋SO2===2FeSO4＋2H2SO4，
然后硫酸亚铁在酸性溶液中吸收氧气又转化为
硫酸铁，反应的化学方程式为4FeSO4＋2H2SO4
＋O2===2Fe2(SO4)3＋2H2O，据此分析解答。A．
根据分析结合题图可知，该过程中FeSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4均能循环利用，A正确；B．只有Fe2(SO4)3是该流程的催化剂，FeSO4只是反应的中间产物，B错误；C．根据工艺流程图所示可知，该过程中吸收的SO2和消耗的O2的物质的量之比为2∶1，C错误；D．由分析可知，题图中涉及的反应有Fe2(SO4)3＋2H2O＋SO2===2FeSO4＋2H2SO4，题给方程式未配平，D错误；故答案为A。
12．(2023·北京朝阳高一期末)Na2CO3溶液吸收烟气中的SO2，溶液中各种盐的浓度变化如下。下列分析不正确的是
A．Na2CO3溶液、NaHCO3溶液均呈碱性
B．曲线1表示Na2CO3，曲线2表示NaHCO3
C．“0～a”发生的反应主要是：
Na2CO3＋2SO2＋H2O===2NaHSO3＋CO2
D．Na2SO3溶液吸收SO2的反应为Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3
√
B．二氧化硫不断被碳酸钠吸收，碳酸钠减
少，生成碳酸氢钠、亚硫酸钠，直到碳酸
钠消耗完，碳酸氢钠达到最大值，再吸收
二氧化硫，碳酸氢钠减少，生成二氧化碳
和亚硫酸钠，因此曲线1表示Na2CO3，曲
线2表示NaHCO3，故B正确；C．“0～a”发生的反应主要是二氧化硫和碳酸钠反应生成亚硫酸钠、碳酸氢钠：2Na2CO3＋SO2＋H2O===Na2SO3＋2NaHCO3，故C错误；D．Na2SO3溶液吸收SO2，反应生成亚硫酸氢钠，其反应为Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3，故D正确。
13．(2023·辽宁辽阳高一期末)研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储，过程如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．22.4 L SO2所含的原子数为3NA
B．“H2SO4分解”反应中，每生成1 mol O2，转移的电子数为4NA
C．“SO2催化歧化”反应中，S是氧化产物
D．反应Ⅲ中S与过量O2反应可生成SO3
√
A．没有指明是否是标准状况，无法运用22.4 L/mol计算二氧化硫的物质的量，故A错误；B．硫酸分解方程式为2H2SO4===O2↑＋2SO2↑＋2H2O，每生成1 mol O2，转移电子数为1×2×2×NA＝4NA，故B正确；C．“SO2催化歧化”步骤中发生3SO2＋2H2O===2H2SO4＋S↓，SO2→S，S元素化合价降低，被还原，S为还原产物，故C错误；D．反应Ⅲ发生S＋O2 SO2，无论氧气是否过量，硫单质与氧气反应都生成二氧化硫，二氧化硫与氧气在催化剂、高温条件下生成三氧化硫，故D错误。
14．(2023·西安高一期中)研究不同价态硫
元素之间的转化是合理利用硫元素的基础。
Ⅰ.如图是硫元素的“价—类”二维图及含
硫物质相互转化的部分信息。
(1)A的化学式为 。
(2)C有毒，写出实验室用足量的NaOH溶液吸收C的化学方程式：________________________________。
H2S
SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
Ⅱ.某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。
可选用的实验药品如下：①Na2SO3溶液；②浓硫酸；③Na2S溶液；④稀硫酸；⑤酸性KMnO4溶液；⑥品红溶液；⑦铜片。
(3)实验ⅰ选择的试剂是 (填序号)，证明实现转化的现象是______________________，该转化利用了Na2SO3的 性。
(4)实验ⅱ实现了＋4价和－2价S向0价S的转化，写出该转化反应的离子方程式：_____________________________。
(5)证明实现实验ⅲ转化的现象是________________。
实验序号 预期转化 选择试剂 证明实现转化的现象
ⅰ
ⅱ ①③④ 淡黄色沉淀
ⅲ ②⑦⑥
①⑤
酸性KMnO4溶液褪色
还原
品红溶液褪色
15．人们从化石燃料的燃烧过程中获得能量，
同时也产生废气及颗粒等污染物，它们在太
阳辐射等作用下，经过复杂变化形成次生污
染物(如图所示)，进而在一定的天气条件下造
成酸雨、雾霾、光化学烟雾等污染现象。某班
同学分成几个学习小组，以其中的SO2为例，进行了一系列的研究性学习：
(1)在空气、水蒸气的共同作用下，SO2最终会形成 (填化学式)随雨水落下，损伤农作物、加快建筑物腐蚀。
H2SO4
在空气、水蒸气的共同作用下，SO2最终会形成H2SO4随雨水落下，损伤农作物、加快建筑物腐蚀。
(2)甲组同学设计用生石灰进行燃煤脱硫工艺，如图所示，请写出脱硫生成X的总反应方程式：________________________________。
用生石灰进行燃煤脱硫生成X，X是CaSO4，总反应方程式：2CaO＋2SO2＋O2 2CaSO4。
(3)乙组同学拟用碱液吸收的方法去除烟气中的SO2，设计了如下两种方案：
方案A： 方案B：
方案展示后，全班同学讨论后认为两种方案各有优势并可以进一步优化：
新方案的优点是： (填物质名称)实现了循环利用，降低了成本，符合资源再利用的原则。
氢氧化钠
对比前后方案可知，新方案氢氧化钠实现了循环利用，降低了成本，符合资源再利用的原则。
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