第3课时 不同价态含硫物质的转化
新知探究(一)——自然界中硫的存在和转化
1.自然界中硫的存在
(1)游离态的硫存在于 附近或 中。
(2)化合态的硫广泛存在于动植物体内、海洋、大气和地壳中。
①动植物体内:组成生命体的 中含有硫;
②岩层深处和海底的无氧环境中:金属硫化物,如黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)等;
③地表附近的富氧环境中:硫酸盐,如石膏( )、芒硝( )等;
④大气中:少量的SO2、SO3、H2S等。
2.自然界中不同价态含硫物质的转化
写出上述转化的化学方程式:
① 。
② 。
③ 。
④ 。
[题点多维训练]
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)S在空气中易被氧化,自然界中不存在游离态的硫。 ( )
(2)SO2在空气中易被氧化为SO3。 ( )
(3)Na2SO4在潮湿空气中可以形成Na2SO4·10H2O。 ( )
(4)H2S、CO、CH4均可以燃烧。 ( )
2.硫在自然界中的循环过程如图所示,下列说法不正确的是 ( )
A.石油和煤等化石燃料中含有硫元素
B.大气中的二氧化硫只来源于火山喷发产生的气体
C.地壳中的硫元素常以硫化物和硫酸盐的形式存在
D.动植物遗体被微生物分解后,可产生S和SO2
3.硫在空气中燃烧生成气体A,把气体A溶于水得溶液B,向溶液B中滴加溴水,溴水褪色,B变成C,在溶液C中加入Na2S产生气体D,把气体D通入溶液B得黄色沉淀E。A、B、C、D、E都含同一种元素。则A、B、C、D、E分别是 ( )
A.SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S
B.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S
C.SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3
D.SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3
新知探究(二)——不同价态含硫物质的转化
导学设计
预期转化 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 色沉淀(或溶液变浑浊) SO2与H2S反应生成单质硫和水
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 二氧化硫在水中能被强氧化剂氧化为
H2O4→ O2 浓硫酸、铜片 加热铜片和浓硫酸的混合物,有 气味气体生成 浓硫酸被金属铜还原为
1.根据上述,要将低价含硫物质转化为高价含硫物质,需加什么性质的物质 作什么剂
2.相同价态的含硫物质也可以转化。完成下列各步转化的化学方程式。
[系统融通知能]
1.含硫物质的价—类图
2.硫元素的常见价态及性质
-2价硫处于最低价态 只有还原性,可被O2、Cl2等氧化剂氧化为S
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
3.含硫物质的转化规律
(1)不同价态硫的化合物的转化规律
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,如:
①不同价态硫元素相互转化“三原则一特殊”:
三原则:邻位价态原则、邻价不氧化还原原则、归中原则。
一特殊:当遇到强氧化剂或强还原剂时,硫元素的化合价可能发生“跳位”变化。
②含硫物质的连续氧化
(2)相同价态硫元素的物质之间的转化
①
②
③
[题点多维训练]
题点(一) 含硫物质的转化
1.部分含硫物质的类别与相应的化合价关系如图,下列推断不合理的是 ( )
A.b可与f反应生成a
B.b能将滴有酚酞的NaOH溶液变为无色,表现其漂白性
C.酸雨包括e→d的转化
D.d的浓溶液与Cu反应可生成b
2.由下列元素形成的单质,不能实现如下转化关系的是 ( )
单质氧化物酸(或碱)盐
A.C B.S
C.Na D.Cu
题点(二) 含硫物质转化的实验探究
3.某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3+的反应,他们使用的试剂和装置如图所示,下列说法不合理的是 ( )
A.能表明I-的还原性弱于SO2的现象是b中蓝色溶液褪色
B.装置c的作用是吸收SO2尾气,防止污染空气
C.为了验证a中发生了氧化还原反应,加入酸性KMnO4溶液,紫红色褪去
D.为了验证a中发生了氧化还原反应,加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀
4.亚硫酸钠中+4价的硫既有氧化性又有还原性。现有试剂: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)如何利用其他试剂通过实验证明亚硫酸钠已被氧化
实验操作步骤 实验操作和实验现象
①
②
第3课时 不同价态含硫物质的转化
新知探究(一)
1.(1)火山口 地壳的岩层 (2)①蛋白质
③CaSO4·2H2O Na2SO4·10H2O
2.①2H2S+3O22SO2+2H2O ②2SO2+O22SO3
③SO3+H2OH2SO4 ④S+O2SO2
[题点多维训练]
1.(1)× (2)× (3)√ (4)√
2.选B 大气中的二氧化硫主要来源于化石燃料的燃烧、火山喷发和微生物的分解。
3.选B 硫在空气中燃烧生成SO2,SO2溶于水得亚硫酸,向亚硫酸中滴加溴水,生成H2SO4和HBr,在硫酸中加入Na2S产生H2S,H2S与H2SO3反应产生黄色沉淀S,故B正确。
新知探究(二)
[导学设计]
淡黄 白色沉淀 H2SO4 刺激性 SO2
1.提示:氧化性;氧化剂。
2.提示:①SO2+H2OH2SO3
②H2SO3+2NaOHNa2SO3+2H2O
③Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O
④Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3
⑤NaHSO3+NaOHNa2SO3+H2O
[题点多维训练]
1.选B 根据部分含硫物质的类别与相应化合价关系图可以推知,a为S,b为SO2,c为SO3,d为H2SO4,e为H2SO3,f为H2S。SO2与H2S两者可发生归中反应生成S和水,故A正确。b为SO2,能将滴有酚酞的氢氧化钠溶液变为无色,表现其酸性氧化物的性质,B错误。硫酸型酸雨的形成过程之一:SO2溶于水生成H2SO3,H2SO3再被氧气氧化为H2SO4,包括e→d的转化,故C正确。浓H2SO4与Cu在加热条件下反应生成SO2,故D正确。
2.选D C单质燃烧生成二氧化碳,二氧化碳溶于水生成碳酸,碳酸和氢氧化钠反应生成碳酸钠,能实现转化,故不选A;S单质燃烧生成二氧化硫,二氧化硫溶于水生成亚硫酸,亚硫酸和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠,能实现转化,故不选B;Na和氧气反应生成氧化钠或过氧化钠,氧化钠或过氧化钠和水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,能实现转化,故不选C;铜和氧气反应生成氧化铜,氧化铜不溶于水,不能与水反应生成氢氧化铜,不能实现转化,故选D。
3.选C 向含有淀粉的碘水中通入SO2气体,会发生反应:SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI,由于I2被反应消耗,因此b中蓝色溶液褪色,证明物质的还原性:SO2>I-,故A正确;SO2是大气污染物,由于SO2是酸性气体,可以与NaOH发生反应:SO2+2NaOHNa2SO3+H2O,所以可以用NaOH溶液吸收尾气,防止污染空气,故B正确;若SO2与FeCl3不发生反应,向a中加入酸性KMnO4溶液,发生反应:2KMnO4+5SO2+2H2OK2SO4+2MnSO4+2H2SO4和离子反应2Mn+10Cl-+16H+2Mn2++5Cl2↑+8H2O,溶液紫红色褪去,若SO2与FeCl3发生反应:SO2+2H2O+2FeCl3H2SO4+2HCl+2FeCl2,当向该溶液中加入酸性高锰酸钾溶液时,会发生离子反应:Mn+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2O和2Mn+10Cl-+16H+2Mn2++5Cl2↑+8H2O,溶液紫红色也褪去,因此不能验证a中是否发生了氧化还原反应,故C错误;若a中发生了氧化还原反应:SO2+2H2O+2FeCl3H2SO4+2HCl+2FeCl2,溶液中含有硫酸,当加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液时,会发生反应:H2SO4+BaCl2BaSO4↓+2HCl,产生白色沉淀,若没有发生氧化还原反应,则由于酸性HCl>H2SO3,当向溶液中加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液时,不产生白色沉淀,因此可以验证a中发生了氧化还原反应,故D正确。
4.解析:根据氧化还原反应的特点,要证明Na2SO3有氧化性,则应加入还原性试剂,反之,要加入氧化性试剂。(2)Na2SO3与Na2S在酸性条件下反应生成单质S,碱性条件下不反应。(3)通过验证亚硫酸钠溶液中是否含有S,即可确定其是否被氧化。
答案:(1)氯水;氯水褪色;
H2SO3+Cl2+H2OS+2Cl-+4H+
(2)硫化钠溶液和稀硫酸;有淡黄色沉淀生成;
6H++S+2S2-3S↓+3H2O
(3)①取少量亚硫酸钠溶液于试管中,加足量盐酸酸化,未见白色沉淀产生
②再加少量BaCl2溶液,如果出现白色沉淀,则亚硫酸钠已被氧化
5 / 5(共76张PPT)
第3课时 不同价态含硫物质的转化
目录
新知探究(一)——自然界中硫的存在和转化
新知探究(二)——不同价态含硫物质的转化
课时跟踪检测
新知探究(一)
自然界中硫的存在和转化
1．自然界中硫的存在
(1)游离态的硫存在于 附近或 中。
(2)化合态的硫广泛存在于动植物体内、海洋、大气和地壳中。
①动植物体内：组成生命体的 中含有硫；
②岩层深处和海底的无氧环境中：金属硫化物，如黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)等；
火山口
地壳的岩层
蛋白质
③地表附近的富氧环境中：硫酸盐，如石膏( )、芒硝( )等；
④大气中：少量的SO2、SO3、H2S等。
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
2．自然界中不同价态含硫物质的转化
写出上述转化的化学方程式：
① 。
② 。
③ 。
④ 。
SO3＋H2O===H2SO4
1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)S在空气中易被氧化，自然界中不存在游离态的硫。( )
(2)SO2在空气中易被氧化为SO3。( )
(3)Na2SO4在潮湿空气中可以形成Na2SO4·10H2O。( )
(4)H2S、CO、CH4均可以燃烧。( )
[题点多维训练]
×
×
√
√
2．硫在自然界中的循环过程如图所示，下列说法不正确的是( )
A．石油和煤等化石燃料中含有硫元素
B．大气中的二氧化硫只来源于火山喷发产生的气体
C．地壳中的硫元素常以硫化物和硫酸盐的形式存在
D．动植物遗体被微生物分解后，可产生SO 和SO2
解析：大气中的二氧化硫主要来源于化石燃料的燃烧、火山喷发和微生物的分解。
√
3．硫在空气中燃烧生成气体A，把气体A溶于水得溶液B，向溶液B中滴加溴水，溴水褪色，B变成C，在溶液C中加入Na2S产生气体D，把气体D通入溶液B得黄色沉淀E。A、B、C、D、E都含同一种元素。则A、B、C、D、E分别是( )
A．SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S
B．SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S
C．SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3
D．SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3
√
解析：硫在空气中燃烧生成SO2，SO2溶于水得亚硫酸，向亚硫酸中滴加溴水，生成H2SO4和HBr，在硫酸中加入Na2S产生H2S，H2S与H2SO3反应产生黄色沉淀S，故B正确。
新知探究(二)
不同价态含硫物质的转化
导学设计
淡黄
白色沉淀
H2SO4
刺激性
SO2
续表
1.根据上述，要将低价含硫物质转化为高价含硫物质，需加什么性质的物质？作什么剂？
提示：氧化性；氧化剂。
2．相同价态的含硫物质也可以转化。完成下列各步转化的化学方程式。
提示：①SO2＋H2O??H2SO3
②H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O
③Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
④Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3
⑤NaHSO3＋NaOH===Na2SO3＋H2O
1．含硫物质的价—类图
[系统融通知能]
2．硫元素的常见价态及性质
－2价硫处于最低价态 只有还原性，可被O2、Cl2等氧化剂氧化为S
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
3.含硫物质的转化规律
(1)不同价态硫的化合物的转化规律
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，如：
①不同价态硫元素相互转化“三原则一特殊”：
三原则：邻位价态原则、邻价不氧化还原原则、归中原则。
一特殊：当遇到强氧化剂或强还原剂时，硫元素的化合价可能发生“跳位”变化。
②含硫物质的连续氧化
(2)相同价态硫元素的物质之间的转化
①
②
③
√
题点(一) 含硫物质的转化
1．部分含硫物质的类别与相应的化合价关系如图，下列推断不合理的是( )
A．b可与f反应生成a
B．b能将滴有酚酞的NaOH溶液变为无色，
表现其漂白性
C．酸雨包括e→d的转化
D．d的浓溶液与Cu反应可生成b
[题点多维训练]
解析：根据部分含硫物质的类别与相应化合价关系图可以推知，a为S，b为SO2，c为SO3，d为H2SO4，e为H2SO3，f为H2S。SO2与H2S两者可发生归中反应生成S和水，故A正确。b为SO2，能将滴有酚酞的氢氧化钠溶液变为无色，表现其酸性氧化物的性质，B错误。硫酸型酸雨的形成过程之一：SO2溶于水生成H2SO3，H2SO3再被氧气氧化为H2SO4，包括e→d的转化，故C正确。浓H2SO4与Cu在加热条件下反应生成SO2，故D正确。
√
2．由下列元素形成的单质，不能实现如下转化关系的是( )
A．C B．S
C．Na D．Cu
解析：C单质燃烧生成二氧化碳，二氧化碳溶于水生成碳酸，碳酸和氢氧化钠反应生成碳酸钠，能实现转化，故不选A；S单质燃烧生成二氧化硫，二氧化硫溶于水生成亚硫酸，亚硫酸和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠，能实现转化，故不选B；Na和氧气反应生成氧化钠或过氧化钠，氧化钠或过氧化钠和水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，能实现转化，故不选C；铜和氧气反应生成氧化铜，氧化铜不溶于水，不能与水反应生成氢氧化铜，不能实现转化，故选D。
题点(二) 含硫物质转化的实验探究
3．某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3＋的反应，他们使用的试剂和装置如图所示，下列说法不合理的是( )
A．能表明I－的还原性弱于SO2的现象是b中蓝色溶液褪色
B．装置c的作用是吸收SO2尾气，防止污染空气
C．为了验证a中发生了氧化还原反应，加入酸性KMnO4溶液，紫红色褪去
D．为了验证a中发生了氧化还原反应，加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀
√
解析：向含有淀粉的碘水中通入SO2气体，会发生反应：SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI，由于I2被反应消耗，因此b中蓝色溶液褪色，证明物质的还原性：SO2>I－，故A正确；SO2是大气污染物，由于SO2是酸性气体，可以与NaOH发生反应：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O，所以可以用NaOH溶液吸收尾气，防止污染空气，故B正确；
溶液紫红色也褪去，因此不能验证a中是否发生了氧化还原反应，故C错误；若a中发生了氧化还原反应：SO2＋2H2O＋2FeCl3===H2SO4＋2HCl＋2FeCl2，溶液中含有硫酸，当加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液时，会发生反应：H2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl，产生白色沉淀，若没有发生氧化还原反应，则由于酸性HCl>H2SO3，当向溶液中加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液时，不产生白色沉淀，因此可以验证a中发生了氧化还原反应，故D正确。
4．亚硫酸钠中＋4价的硫既有氧化性又有还原性。现有试剂：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：
______________________________________________________。
解析：根据氧化还原反应的特点，要证明Na2SO3有氧化性，则应加入还原性试剂，反之，要加入氧化性试剂。
氯水；氯水褪色；
(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：____________________________
___________________________________________________。
解析：根据氧化还原反应的特点，要证明Na2SO3有氧化性，则应加入还原性试剂，反之，要加入氧化性试剂。(2)Na2SO3与Na2S在酸性条件下反应生成单质S，碱性条件下不反应。
硫化钠溶液和稀硫酸；
有淡黄色沉淀生成；
(3)如何利用其他试剂通过实验证明亚硫酸钠已被氧化？
实验操作步骤 实验操作和实验现象
①
②
取少量亚硫酸钠溶液于试管中，加足量盐酸酸化，未见白色沉淀产生
再加少量BaCl2溶液，如果出现白色沉淀，则亚硫酸钠已被氧化
解析：根据氧化还原反应的特点，要证明Na2SO3有氧化性，则应加入还原性试剂，反之，要加入氧化性试剂。
课时跟踪检测
(选择题第1～10小题，每小题3分，第13小题5分，本检测满分70分)
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√
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1．下列变化需要加入氧化剂才能实现的是( )
A．S2－→HS－ B．Na2SO3→SO2
C．SO2→S D．SO2→SO3
√
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2．硫是生物必需的营养元素之一，下列关于如图所示的自然界中硫循环的描述正确的是( )
A．含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环
B．硫循环中硫的化合物均为无机物
C．上述硫循环中硫元素均被氧化
D．烧煤时加石灰石，可减少酸性气体及温室气体的排放
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解析：硫酸盐、亚硫酸盐等在含硫杆菌及好氧/厌氧菌作用下缓慢转化成植物R1—S—R2，故含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环，A项正确；硫循环过程中，硫的化合物中有含硫的有机物，如煤、石油等，不全是无机物，B项错误；硫循环中，有硫元素的化合价升高被氧化，也有硫元素的化合价降低被还原为H2S(－2价硫)，C项错误；烧煤时加石灰石，吸收二氧化硫、三氧化硫等，可减少酸性气体的排放，但生成二氧化碳，会增加温室气体的排放，D项错误。
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3
3．下列关于不同价态含硫物质的转化实验，硫元素的化合价变化合理的是( )
A．图Ⅰ：0价→＋2价 B．图Ⅱ：0价→＋6价
C．图Ⅲ：＋4价→＋6价 D．图Ⅳ：＋6价→＋4价
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3
解析：铁与硫加热生成硫化亚铁，硫元素从0价变为－2价，A项错误；硫与氧气反应生成二氧化硫，硫元素从0价变为＋4价，B项错误；三价铁和二氧化硫和水反应生成亚铁离子、硫酸根离子和氢离子，硫元素从＋4价变为＋6价，C项正确；酒精灯加热CuSO4·5H2O，硫元素的化合价不变，D项错误。
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4．(2024·泉州高一期中)青矾，又名绿矾、皂矾，在我国古代被用于医药、陶瓷生产中。《金石类》中记载“青矾烧之赤色，气熏人，衣服当之易烂，载木不盛”，《景德镇陶录》中记载：“矾红釉，用青矾炼红加铅粉、广胶合成”。下列说法不正确的是( )
A．青矾的主要成分是FeSO4·7H2O
B．“赤色”“炼红”可能指分解产生了Fe3O4
C．“气熏人，衣服当之易烂，载木不盛”可能指产生了SO2、SO3气体
D．青矾分解过程发生的是氧化还原反应
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解析：青矾，又名绿矾，显绿色，主要成分是FeSO4·7H2O，A项正确；Fe3O4显黑色，Fe2O3显红色，“赤色”“炼红”可能指分解产生了Fe2O3，B项不正确；青矾中的Fe元素是＋2价，分解产生Fe2O3，Fe元素的化合价升高到＋3价，该过程有元素化合价发生改变，发生的是氧化还原反应，反应的化学方程式是2FeSO4·7H2O Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O，SO2、SO3气体具有腐蚀性，能腐蚀衣服等物，C、D项正确。
√
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5．化学是神奇的科学。“硫去硫又回”的转化关系如图，下列有关说法正确的是( )
A．反应①中试剂A一定为氧气
B．反应②为过量SO2与NaOH溶液反应
C．反应④中生成的S既是氧化产物也是还原产物
D．反应④中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1
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6．如图是某元素的“价—类”二维图。其中A是一种酸式盐，E的相对分子质量比D的相对分子质量大16，当x为一种强酸时，有如下转化关系。下列说法不正确的是( )
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A．物质A、B、C、D、E、F中均含有硫元素
B．物质D可以使石蕊溶液先变红后褪色
C．物质C可在纯氧中燃烧，火焰呈蓝紫色
D．物质F的浓溶液可以用铁制容器盛放
解析：物质D为SO2，SO2不能使指示剂褪色，B不正确。
√
√
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7．(2024·淄博高一期末)在“价—类”二维图中融入“杠杆模型”，可直观辨析部分物质转化及其定量关系。如图所示，图中的字母分别代表硫及其常见化合物，下列推断不合理的是( )
A．b、d、f既具有氧化性又具有还原性
B．硫酸型酸雨的形成过程涉及b到c的转化
C．d与c在一定条件下反应可生成b或a
D．d在加热条件下与强碱溶液反应生成e和f，且n(e)∶n(f)＝2∶1
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解析：根据“价—类”二维图可知，a为H2S，b为H2SO3，c为H2SO4，d为S单质，e为－2价的硫化物，f为＋4价亚硫酸盐，g为＋6价的硫酸盐。b、d、f中S元素都处于中间价态，既有氧化性又有还原性，A正确；酸雨的形成涉及H2SO3转化为H2SO4的反应，B正确；S在加热条件下与强碱溶液反应生成硫化物和亚硫酸盐，两者物质的量之比为2∶1，D正确。
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A．①中棉团颜色褪去
B．②中棉团颜色褪去，体现了SO2的还原性
C．③中同时有BaSO3和BaSO4生成
D．④中可发生反应：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
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解析：A对，SO2可使品红褪色，①中棉团颜色褪去；B对，KMnO4具有氧化性，能氧化SO2，②中棉团颜色褪去，体现了SO2的还原性；C错，将生成的气体通入BaCl2溶液中发生反应：SO3＋H2O===H2SO4，H2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl，由于H2SO3酸性小于HCl和H2SO4，因此SO2不能与BaCl2反应，故无BaSO3生成；D对，④为吸收尾气(SO2)的装置，可发生反应：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。
√
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9．(2024·重庆八中高一期末)工业上将Na2CO3和Na2S以物质的量之比为1∶2配成溶液，再通入SO2，可制取Na2S2O3，同时放出CO2。下列对该反应的叙述正确的是( )
A．Na2S2O3既是氧化产物又是还原产物
B．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C．每生成1 mol Na2S2O3，转移4 mol电子
D．相同条件下，每吸收10 L SO2就会放出5 L CO2
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10．硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S，其转化如图所示(CuS不溶于水)。下列说法中不正确的是( )
A．过程①中，生成CuS的反应为H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋
B．过程②中，Fe3＋作氧化剂
C．回收S的总反应为2H2S＋O2===2H2O＋2S
D．过程③中，各元素的化合价均未改变
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解析：过程①中，生成CuS的反应为H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋，A项正确；过程②中的反应为CuS＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋＋S，铁元素的化合价降低，Fe3＋作氧化剂，B项正确；由题图可知总反应为2H2S＋O2===2S＋2H2O，C项正确；过程③中的反应为4Fe2＋＋4H＋＋O2===4Fe3＋＋2H2O，在转化过程中O、Fe元素的化合价发生变化，D项错误。
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11．(10分)已知甲、乙、丙为常见单质，A、B、C、D、E、F、G、X均为常见的化合物；A、B、C、D、E、X等的焰色试验均呈黄色；B和X的摩尔质量相同，E的相对分子质量比D的相对分子质量大16。在一定条件下，各物质相互转化关系如图所示。
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(1)写出X和G的化学式：X________，G______。
解析：A、B、C、D、E、X的焰色试验均呈黄色，则均含有钠元素，甲、乙、丙为常见的单质，甲和乙反应生成X，甲和丙反应生成A，可推知甲为钠；甲、乙能与单质丙连续两次反应，可能是甲、乙分别被连续氧化，B和水反应又生成单质丙，则丙为氧气，B为过氧化钠，A为氧化钠，C为氢氧化钠；B和X的摩尔质量相同，则X为硫化钠，乙为单质硫，F为二氧化硫，G为三氧化硫；E的相对分子质量比D的相对分子质量大16，则E为硫酸钠，D为亚硫酸钠，将上述物质代入各转化关系，符合题意。
Na2S
SO3
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(2)写出有关反应的化学方程式。
D＋丙：________________________。
C＋G：______________________________。
2Na2SO3＋O2===2Na2SO4
SO3＋2NaOH===Na2SO4＋H2O
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解析：A、B、C、D、E、X的焰色试验均呈黄色，则均含有钠元素，甲、乙、丙为常见的单质，甲和乙反应生成X，甲和丙反应生成A，可推知甲为钠；甲、乙能与单质丙连续两次反应，可能是甲、乙分别被连续氧化，B和水反应又生成单质丙，则丙为氧气，B为过氧化钠，A为氧化钠，C为氢氧化钠；B和X的摩尔质量相同，则X为硫化钠，乙为单质硫，F为二氧化硫，G为三氧化硫；E的相对分子质量比D的相对分子质量大16，则E为硫酸钠，D为亚硫酸钠，将上述物质代入各转化关系，符合题意。
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2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋
(3)写出B与H2O反应的离子方程式：_________________________
____________；若消耗0.5 mol B，转移电子_____ mol。
4OH－＋O2↑
0.5
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解析：A、B、C、D、E、X的焰色试验均呈黄色，则均含有钠元素，甲、乙、丙为常见的单质，甲和乙反应生成X，甲和丙反应生成A，可推知甲为钠；甲、乙能与单质丙连续两次反应，可能是甲、乙分别被连续氧化，B和水反应又生成单质丙，则丙为氧气，B为过氧化钠，A为氧化钠，C为氢氧化钠；B和X的摩尔质量相同，则X为硫化钠，乙为单质硫，F为二氧化硫，G为三氧化硫；E的相对分子质量比D的相对分子质量大16，则E为硫酸钠，D为亚硫酸钠，将上述物质代入各转化关系，符合题意。
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12．(12分)物质类别与元素化合价是研究物质性质的两个视角，下列是硫元素及其化合物的“价—类”二维图。根据要求回答下列问题：
(1)写出图中A的化学式：________。
H2SO3
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(2)SO2属于______氧化物，因此可与NaOH、______(写出与NaOH不同类别的一种具体物质)等反应。当SO2与NaOH按物质的量之比为1∶1完全反应的化学方程式是________________________。
酸性
H2O
SO2＋NaOH===NaHSO3
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(3)某学生预测SO2具有还原性，其理论依据是________________
________________________________________，将SO2通入FeCl3溶液中，下列实验事实能够证实SO2具有还原性的是______。
①反应后溶液由黄色变为浅绿色
②取反应后的溶液少许，加入BaCl2溶液，产生白色沉淀
③取反应后的溶液少许，加入Ba(OH)2溶液，产生沉淀，加入少量盐酸后沉淀部分溶解
SO2中硫的化合
价为＋4价，可被氧化为＋6价，表现还原性
①③
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(4)SO2与酸性高锰酸钾反应时，后者的产物是Mn2＋，试写出该反应的离子方程式：__________________________________________，其中SO2是________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
还原剂
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高阶思维训练(选做题)
13．(2024·湖北部分学校联考)双碱法脱硫过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A．过程Ⅰ中，SO2表现出酸性氧化物的性质
B．过程Ⅱ中，1 mol O2可氧化2 mol Na2SO3
C．总反应为2Ca(OH)2＋2SO2＋O2===2CaSO4＋2H2O
D．双碱法脱硫过程中，Ca(OH)2可以循环利用
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解析：双碱法脱硫过程中，过程Ⅰ消耗NaOH，过程Ⅱ生成NaOH，即NaOH可循环利用，而Ca(OH)2不能循环利用，D项错误。
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14．(13分)某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。
任务Ⅰ：从以下试剂中选择合适的试剂实现 的转化。
试剂清单：①浓H2SO4 ②稀H2SO4
③酸性KMnO4溶液 ④品红溶液 ⑤Cu
(1)写出实现转化的化学方程式：
________________________________________。
Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O
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解析：铜和浓硫酸在加热条件下反应可以实现 的转化；Na2S2O3中硫元素的化合价为＋2价，SO2中硫元素的化合价为＋4价，转化Ⅰ为加入氧化剂实现Na2S2O3到SO2的转化；转化Ⅱ为SO2转化为Na2SO3，二氧化硫是酸性氧化物，和碱反应生成盐和水；转化Ⅲ可以为向Na2SO3溶液中通入氧气使Na2SO3转变为Na2SO4。
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(2)设计实验证明实现了该转化：____________________________
__________________________________________________________________________________________________(写出操作和现象)。
任务Ⅱ：实现硫元素在不同价态之间的转化。
取2～3 mL浓硫酸于试管中，
放入少量铜片，加热试管，将产生的气体通入品红溶液中，观察到
品红溶液褪色，证明实现了 的转化
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解析：铜和浓硫酸在加热条件下反应可以实现 的转化；Na2S2O3中硫元素的化合价为＋2价，SO2中硫元素的化合价为＋4价，转化Ⅰ为加入氧化剂实现Na2S2O3到SO2的转化；转化Ⅱ为SO2转化为Na2SO3，二氧化硫是酸性氧化物，和碱反应生成盐和水；转化Ⅲ可以为向Na2SO3溶液中通入氧气使Na2SO3转变为Na2SO4。
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(3)欲制备Na2S2O3，从氧化还原反应角度分析，合理的是_____(填字母)。
A．Na2S＋S B．Na2SO3＋S
C．Na2SO3＋Na2SO4 D．SO2＋Na2SO4
B
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解析：铜和浓硫酸在加热条件下反应可以实现 的转化；Na2S2O3中硫元素的化合价为＋2价，SO2中硫元素的化合价为＋4价，转化Ⅰ为加入氧化剂实现Na2S2O3到SO2的转化；转化Ⅱ为SO2转化为Na2SO3，二氧化硫是酸性氧化物，和碱反应生成盐和水；转化Ⅲ可以为向Na2SO3溶液中通入氧气使Na2SO3转变为Na2SO4。
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(4)转化Ⅱ中加入的物质可以是___________。
解析：铜和浓硫酸在加热条件下反应可以实现 的转化；Na2S2O3中硫元素的化合价为＋2价，SO2中硫元素的化合价为＋4价，转化Ⅰ为加入氧化剂实现Na2S2O3到SO2的转化；转化Ⅱ为SO2转化为Na2SO3，二氧化硫是酸性氧化物，和碱反应生成盐和水；转化Ⅲ可以为向Na2SO3溶液中通入氧气使Na2SO3转变为Na2SO4。
NaOH溶液
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(5)转化Ⅲ可以通入氧气来实现，写出相应的离子方程式：___________________。
解析：铜和浓硫酸在加热条件下反应可以实现 的转化；Na2S2O3中硫元素的化合价为＋2价，SO2中硫元素的化合价为＋4价，转化Ⅰ为加入氧化剂实现Na2S2O3到SO2的转化；转化Ⅱ为SO2转化为Na2SO3，二氧化硫是酸性氧化物，和碱反应生成盐和水；转化Ⅲ可以为向Na2SO3溶液中通入氧气使Na2SO3转变为Na2SO4。
综合提能强训(一) 课时跟踪检测(三) 不同价态含硫物质的转化
(选择题第1~10小题,每小题3分,第13小题5分,本检测满分70分)
1.下列变化需要加入氧化剂才能实现的是 ( )
A.S2-→HS- B.Na2SO3→SO2
C.SO2→S D.SO2→SO3
2.硫是生物必需的营养元素之一,下列关于如图所示的自然界中硫循环的描述正确的是 ( )
A.含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环
B.硫循环中硫的化合物均为无机物
C.上述硫循环中硫元素均被氧化
D.烧煤时加石灰石,可减少酸性气体及温室气体的排放
3.下列关于不同价态含硫物质的转化实验,硫元素的化合价变化合理的是 ( )
A.图Ⅰ:0价→+2价 B.图Ⅱ:0价→+6价
C.图Ⅲ:+4价→+6价 D.图Ⅳ:+6价→+4价
4.(2024·泉州高一期中)青矾,又名绿矾、皂矾,在我国古代被用于医药、陶瓷生产中。《金石类》中记载“青矾烧之赤色,气熏人,衣服当之易烂,载木不盛”,《景德镇陶录》中记载:“矾红釉,用青矾炼红加铅粉、广胶合成”。下列说法不正确的是 ( )
A.青矾的主要成分是FeSO4·7H2O
B.“赤色”“炼红”可能指分解产生了Fe3O4
C.“气熏人,衣服当之易烂,载木不盛”可能指产生了SO2、SO3气体
D.青矾分解过程发生的是氧化还原反应
5.化学是神奇的科学。“硫去硫又回”的转化关系如图,下列有关说法正确的是 ( )
SSO2Na2SO3溶液Na2S2O3溶液S
A.反应①中试剂A一定为氧气
B.反应②为过量SO2与NaOH溶液反应
C.反应④中生成的S既是氧化产物也是还原产物
D.反应④中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1
6.如图是某元素的“价—类”二维图。其中A是一种酸式盐,E的相对分子质量比D的相对分子质量大16,当x为一种强酸时,有如下转化关系。下列说法不正确的是 ( )
A.物质A、B、C、D、E、F中均含有硫元素
B.物质D可以使石蕊溶液先变红后褪色
C.物质C可在纯氧中燃烧,火焰呈蓝紫色
D.物质F的浓溶液可以用铁制容器盛放
7.(2024·淄博高一期末)在“价—类”二维图中融入“杠杆模型”,可直观辨析部分物质转化及其定量关系。如图所示,图中的字母分别代表硫及其常见化合物,下列推断不合理的是 ( )
A.b、d、f既具有氧化性又具有还原性
B.硫酸型酸雨的形成过程涉及b到c的转化
C.d与c在一定条件下反应可生成b或a
D.d在加热条件下与强碱溶液反应生成e和f,且n(e)∶n(f)=2∶1
8.灼烧绿矾的化学方程式为2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O。将绿矾灼烧后生成的气体通入下图装置,下列叙述不正确的是 ( )
A.①中棉团颜色褪去
B.②中棉团颜色褪去,体现了SO2的还原性
C.③中同时有BaSO3和BaSO4生成
D.④中可发生反应:SO2+2NaOHNa2SO3+H2O
9.(2024·重庆八中高一期末)工业上将Na2CO3和Na2S以物质的量之比为1∶2配成溶液,再通入SO2,可制取Na2S2O3,同时放出CO2。下列对该反应的叙述正确的是 ( )
A.Na2S2O3既是氧化产物又是还原产物
B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C.每生成1 mol Na2S2O3,转移4 mol电子
D.相同条件下,每吸收10 L SO2就会放出5 L CO2
10.硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S,其转化如图所示(CuS不溶于水)。下列说法中不正确的是 ( )
A.过程①中,生成CuS的反应为H2S+Cu2+CuS↓+2H+
B.过程②中,Fe3+作氧化剂
C.回收S的总反应为2H2S+O22H2O+2S
D.过程③中,各元素的化合价均未改变
11. (10分)已知甲、乙、丙为常见单质,A、B、C、D、E、F、G、X均为常见的化合物;A、B、C、D、E、X等的焰色试验均呈黄色;B和X的摩尔质量相同,E的相对分子质量比D的相对分子质量大16。在一定条件下,各物质相互转化关系如图所示。
(1)写出X和G的化学式:X ,G 。
(2)写出有关反应的化学方程式。
D+丙: 。
C+G: 。
(3)写出B与H2O反应的离子方程式: ;若消耗0.5 mol B,转移电子 mol。
12. (12分)物质类别与元素化合价是研究物质性质的两个视角,下列是硫元素及其化合物的“价—类”二维图。根据要求回答下列问题:
(1)写出图中A的化学式: 。
(2)SO2属于 氧化物,因此可与NaOH、 (写出与NaOH不同类别的一种具体物质)等反应。当SO2与NaOH按物质的量之比为1∶1完全反应的化学方程式是 。
(3)某学生预测SO2具有还原性,其理论依据是 ,将SO2通入FeCl3溶液中,下列实验事实能够证实SO2具有还原性的是 。
①反应后溶液由黄色变为浅绿色
②取反应后的溶液少许,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
③取反应后的溶液少许,加入Ba(OH)2溶液,产生沉淀,加入少量盐酸后沉淀部分溶解
(4)SO2与酸性高锰酸钾反应时,后者的产物是Mn2+,试写出该反应的离子方程式: ,其中SO2是 (填“氧化剂”或“还原剂”)。
高阶思维训练(选做题)
13.(2024·湖北部分学校联考)双碱法脱硫过程如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.过程Ⅰ中,SO2表现出酸性氧化物的性质
B.过程Ⅱ中,1 mol O2可氧化2 mol Na2SO3
C.总反应为2Ca(OH)2+2SO2+O22CaSO4+2H2O
D.双碱法脱硫过程中,Ca(OH)2可以循环利用
14. (13分)某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。
任务Ⅰ:从以下试剂中选择合适的试剂实现的转化。
试剂清单:①浓H2SO4 ②稀H2SO4
③酸性KMnO4溶液 ④品红溶液 ⑤Cu
(1)写出实现转化的化学方程式: 。
(2)设计实验证明实现了该转化:
(写出操作和现象)。
任务Ⅱ:实现硫元素在不同价态之间的转化。
Na2O3溶液SO2Na2SO3溶液Na2SO4溶液
(3)欲制备Na2S2O3,从氧化还原反应角度分析,合理的是 (填字母)。
A.Na2S+S B.Na2SO3+S
C.Na2SO3+Na2SO4 D.SO2+Na2SO4
(4)转化Ⅱ中加入的物质可以是 。
(5)转化Ⅲ可以通入氧气来实现,写出相应的离子方程式: 。
课时跟踪检测(三)
1.D
2.选A 硫酸盐、亚硫酸盐等在含硫杆菌及好氧/厌氧菌作用下缓慢转化成植物R1—S—R2,故含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环,A项正确;硫循环过程中,硫的化合物中有含硫的有机物,如煤、石油等,不全是无机物,B项错误;硫循环中,有硫元素的化合价升高被氧化,也有硫元素的化合价降低被还原为H2S(-2价硫),C项错误;烧煤时加石灰石,吸收二氧化硫、三氧化硫等,可减少酸性气体的排放,但生成二氧化碳,会增加温室气体的排放,D项错误。
3.选C 铁与硫加热生成硫化亚铁,硫元素从0价变为-2价,A项错误;硫与氧气反应生成二氧化硫,硫元素从0价变为+4价,B项错误;三价铁和二氧化硫和水反应生成亚铁离子、硫酸根离子和氢离子,硫元素从+4价变为+6价,C项正确;酒精灯加热CuSO4·5H2O,硫元素的化合价不变,D项错误。
4.选B 青矾,又名绿矾,显绿色,主要成分是FeSO4·7H2O,A项正确;Fe3O4显黑色,Fe2O3显红色,“赤色”“炼红”可能指分解产生了Fe2O3,B项不正确;青矾中的Fe元素是+2价,分解产生Fe2O3,Fe元素的化合价升高到+3价,该过程有元素化合价发生改变,发生的是氧化还原反应,反应的化学方程式是2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O,SO2、SO3气体具有腐蚀性,能腐蚀衣服等物,C、D项正确。
5.选D 反应①中试剂A可能是O2,也可能是浓硫酸等强氧化剂,A项错误;反应②生成Na2SO3,应为少量或适量SO2与NaOH溶液的反应,B项错误;反应④的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4S↓+SO2↑+Na2SO4+H2O,Na2S2O3中S元素的化合价为+2价,即反应④中生成的S是还原产物,C项错误;反应④的离子方程式为S2+2H+S↓+SO2↑+H2O,其中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1,D项正确。
6.选B 物质D为SO2,SO2不能使指示剂褪色,B不正确。
7.选C 根据“价—类”二维图可知,a为H2S,b为H2SO3,c为H2SO4,d为S单质,e为-2价的硫化物,f为+4价亚硫酸盐,g为+6价的硫酸盐。b、d、f中S元素都处于中间价态,既有氧化性又有还原性,A正确;酸雨的形成涉及H2SO3转化为H2SO4的反应,B正确;S在加热条件下与强碱溶液反应生成硫化物和亚硫酸盐,两者物质的量之比为2∶1,D正确。
8.选C A对,SO2可使品红褪色,①中棉团颜色褪去;B对,KMnO4具有氧化性,能氧化SO2,②中棉团颜色褪去,体现了SO2的还原性;C错,将生成的气体通入BaCl2溶液中发生反应:SO3+H2OH2SO4,H2SO4+BaCl2BaSO4↓+2HCl,由于H2SO3酸性小于HCl和H2SO4,因此SO2不能与BaCl2反应,故无BaSO3生成;D对,④为吸收尾气(SO2)的装置,可发生反应:SO2+2NaOHNa2SO3+H2O。
9.选A 由题意可知,该反应的化学方程式为Na2CO3+2Na2S+4SO23Na2S2O3+CO2,反应中Na2S是还原剂,SO2是氧化剂,Na2S2O3既是氧化产物又是还原产物,故反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,A项正确,B项错误;当反应中转移8 mol电子时生成3 mol Na2S2O3,则生成1 mol Na2S2O3时转移 mol电子,C项错误;在相同条件下,气体的体积之比等于物质的量之比,故每吸收10 L SO2放出的CO2的体积为2.5 L,D项错误。
10.选D 过程①中,生成CuS的反应为H2S+Cu2+CuS↓+2H+,A项正确;过程②中的反应为CuS+2Fe3+2Fe2++Cu2++S,铁元素的化合价降低,Fe3+作氧化剂,B项正确;由题图可知总反应为2H2S+O22S+2H2O,C项正确;过程③中的反应为4Fe2++4H++O24Fe3++2H2O,在转化过程中O、Fe元素的化合价发生变化,D项错误。
11.解析:A、B、C、D、E、X的焰色试验均呈黄色,则均含有钠元素,甲、乙、丙为常见的单质,甲和乙反应生成X,甲和丙反应生成A,可推知甲为钠;甲、乙能与单质丙连续两次反应,可能是甲、乙分别被连续氧化,B和水反应又生成单质丙,则丙为氧气,B为过氧化钠,A为氧化钠,C为氢氧化钠;B和X的摩尔质量相同,则X为硫化钠,乙为单质硫,F为二氧化硫,G为三氧化硫;E的相对分子质量比D的相对分子质量大16,则E为硫酸钠,D为亚硫酸钠,将上述物质代入各转化关系,符合题意。
答案:(1)Na2S SO3 (2)2Na2SO3+O22Na2SO4
SO3+2NaOHNa2SO4+H2O
(3)2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑ 0.5
12.(1)H2SO3
(2)酸性 H2O SO2+NaOHNaHSO3
(3)SO2中硫的化合价为+4价,可被氧化为+6价,表现还原性 ①③
(4)5SO2+2Mn+2H2O5S+2Mn2++4H+ 还原剂
13.选D 双碱法脱硫过程中,过程Ⅰ消耗NaOH,过程Ⅱ生成NaOH,即NaOH可循环利用,而Ca(OH)2不能循环利用,D项错误。
14.解析:铜和浓硫酸在加热条件下反应可以实现的转化;Na2S2O3中硫元素的化合价为+2价,SO2中硫元素的化合价为+4价,转化Ⅰ为加入氧化剂实现Na2S2O3到SO2的转化;转化Ⅱ为SO2转化为Na2SO3,二氧化硫是酸性氧化物,和碱反应生成盐和水;转化Ⅲ可以为向Na2SO3溶液中通入氧气使Na2SO3转变为Na2SO4。
答案:(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O (2)取2~3 mL浓硫酸于试管中,放入少量铜片,加热试管,将产生的气体通入品红溶液中,观察到品红溶液褪色,证明实现了的转化 (3)B (4)NaOH溶液 (5)2S+O22S
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