实验活动5 不同价态含硫物质的转化
【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】
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。
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.S2－的还原性与H2SO3的氧化性
实验操作 实验现象 实验结论
在一支试管中加入1 mL Na2S溶液，边振荡边向其中滴加H2SO3溶液，用浸NaOH溶液的棉团塞住试管口 试管中产生 色沉淀 Na2S被氧化，H2SO3被还原
在一支试管中加入1 mL Na2S溶液，边振荡边向其中滴加酸性KMnO4溶液，用浸NaOH溶液的棉团塞住试管口 紫红色褪去，试管中产生 色沉淀 S2－能被酸性KMnO4氧化成单质硫； 5S2－＋2Mn＋16H＋ 5S↓＋2Mn2＋＋8H2O
2.浓硫酸的氧化性
实验操作 实验现象 实验结论
按下图连接好装置，向试管中加入1 mL浓H2SO4和一小块铜片并加热，将产生的气体通入品红溶液中 表面有 ，铜片逐渐 ；试管底部有灰白色固体生成，品红溶液 浓H2SO4能被Cu还原为SO2； Cu＋ 2H2SO4（浓） CuSO4＋ SO2↑＋ 2H2O
3.单质硫的氧化性
实验操作 实验现象 实验结论
将1.0 g铁粉、0.5 g硫粉均匀混合放在陶土网上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端，当混合物呈红热状态时，移开玻璃棒 混合物保持红热；冷却后有 色固体生成 硫能被Fe还原为FeS； Fe＋SFeS
1.哪些实验能实现→不同价态含硫物质的转化？
2.哪些实验能实现→不同价态含硫物质的转化？
3.铁粉、硫粉混合物在空气中燃烧时，会发生哪些化学反应？实现了哪些价态硫元素的转化？
【规律方法】
探究不同价态硫元素之间相互转化的思路
探究不同价态硫元素之间的相互转化，实际上是探究含有不同价态硫元素的物质之间的相互转化。
首先，要选择含有不同价态硫元素的物质，如含＋4价硫元素的物质可以选择二氧化硫或亚硫酸钠。
其次，实现不同价态硫元素之间的相互转化，依据的是氧化还原理论，需要寻找合适的氧化剂或还原剂。
最后，提供表明相应转化实际发生的反应。
【迁移应用】
1.鸡蛋时间太久或放置时间过长，蛋黄上会产生一层“黑膜”，该黑膜的成分是硫化亚铁。这是由于鸡蛋里的蛋白质受热分解成小分子的氨基酸，有的氨基酸含硫元素，会形成硫化氢，而蛋黄中富含铁元素，当硫化氢遇到铁元素就形成了硫化亚铁，也就是蛋黄上覆盖的那层“黑膜”。
某同学由此联想到铁与硫单质的反应，为了验证铁与硫单质反应产物中铁元素的化合价，该同学设计了以下实验：
已知：①FeS固体难溶于水，可与稀盐酸、稀硫酸发生反应：FeS＋2H＋Fe2＋＋H2S↑。
②3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。
请回答以下问题：
（1）混合粉末A中硫粉必须过量的原因是 。
（2）反应在“惰性环境”中进行的原因是 。
（3）操作②的作用是 ，也可改用 。
（4）操作③稀硫酸煮沸的目的是 。
（5）为检验产物中铁元素的价态，对D溶液的实验操作最好是 。
2.亚硫酸钠（Na2SO3）是一种重要的化工产品，常用作防腐剂、漂白剂、脱氯剂等。为探究 Na2SO3的性质，进行了如下实验。
【性质预测】
（1）Na2SO3中硫元素的化合价是 ，属于 S 元素的中间价态，既具有氧化性，又具有还原性。
【实验验证】
实验 序号 实验试剂X 实验现象
ⅰ KMnO4溶液、稀硫酸 紫色褪去，变为无色
ⅱ Na2S 溶液、 稀硫酸 加入Na2S溶液，无明显现象；再加入稀硫酸，产生淡黄色浑浊
资料：酸性条件下，KMnO4被还原为无色的 Mn2＋。
【分析解释】
（2）实验ⅰ中，反应的离子方程式是 。
（3）实验ⅱ中，能说明Na2S 在酸性条件下被氧化的实验现象是 。
【继续探究】
（4）甲同学认为实验ⅱ的现象不能直接得出“Na2SO3具有氧化性”。
①对淡黄色浑浊产生的原因作出如下假设：
假设a：酸性溶液中的S具有氧化性，可产生S；
假设b：空气中存在O2，在酸性条件下，由于 （用离子方程式表示），可产生S；
假设c：酸性溶液中的 S具有氧化性，可产生S。
②设计实验ⅲ证实了假设a和b不是产生S的主要原因。
实验ⅲ：向Na2S 溶液中加入 （填试剂），产生有臭鸡蛋气味的气体，溶液未变浑浊。
（5）结合实验ⅱ和ⅲ，用离子方程式解释实验ⅱ中产生淡黄色浑浊的原因： 。
实验活动5 不同价态含硫物质的转化
实验步骤
1.淡黄 淡黄 2.气泡冒出 溶解 褪色 3.黑
问题与讨论
1.提示：①向氢硫酸（H2S）中通入O2，出现黄色浑浊，化学方程式为2H2S＋O2S↓＋2H2O。②向氢硫酸（H2S）中通入Cl2，出现黄色浑浊，化学方程式为H2S＋Cl2S↓＋2HCl。
2.提示：①向少量溴水中通入SO2气体，溴水褪色，化学方程式为SO2＋Br2＋2H2O2HBr＋H2SO4。
②向少量碘水中通入SO2气体，碘水褪色，化学方程式为I2＋SO2＋2H2O2HI＋H2SO4。
③向含有少量KSCN的FeCl3溶液中通入SO2，溶液由红色变为浅绿色，化学方程式为SO2＋2Fe3＋＋2H2O2Fe2＋＋S＋4H＋。
3.提示：铁粉、硫粉混合物在空气中燃烧时发生的反应为Fe＋SFeS，实现了转化；S＋O2SO2，实现了转化。
迁移应用
1.（1）防止因铁粉过量而使滤渣C中含有的铁粉与H2SO4反应，生成Fe2＋干扰实验，过量的铁粉还能与可能存在的Fe3＋反应，影响实验结果
（2）防止环境中的O2参与反应
（3）除去混合物中过量的硫粉 CS2
（4）防止稀硫酸中溶解的氧气氧化生成的Fe2＋
（5）加入煮沸的KSCN溶液，若溶液变红色，证明产物中有Fe3＋；若溶液无明显现象，再滴入过氧化氢溶液（或新制氯水），溶液显红色，则证明产物中有Fe2＋
解析：（1）混合粉末A中硫粉必须过量，可防止因铁粉过量而使滤渣C中含有的铁粉与H2SO4反应，生成Fe2＋干扰实验，同时过量的铁粉还能与可能存在的Fe3＋反应，影响实验结果。
（2）空气中的O2能与Fe2＋反应，会影响实验，所以反应应在“惰性环境”中进行。
（3）3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，操作②的作用是除去混合物中过量的硫粉，也可以利用硫的溶解性用二硫化碳。
（4）操作③稀硫酸煮沸的目的是防止稀硫酸中溶解的氧气氧化生成的Fe2＋。
（5）为检验产物中铁元素的价态，具体操作是加入煮沸的KSCN溶液，若溶液变红色，证明产物中有Fe3＋；若溶液无明显现象，再滴入过氧化氢溶液（或新制氯水），溶液显红色，则证明产物中有Fe2＋。
2.（1）＋4 （2）6H＋＋5S＋2Mn5S＋2Mn2＋＋3H2O （3）加入Na2S溶液，无明显现象；再加入稀硫酸，产生淡黄色浑浊
（4）①4H＋＋2S2－＋O22S↓＋2H2O ②稀硫酸
（5）6H＋＋S＋2S2－3S↓＋3H2O
解析：（2）由资料可知，酸性条件下，KMnO4被还原为无色的 Mn2＋，Na2SO3与高锰酸钾溶液反应的离子方程式为6H＋＋5S＋2Mn5S＋2Mn2＋＋3H2O。（3）Na2SO3加入Na2S溶液，无明显现象；再加入稀硫酸，产生淡黄色浑浊，生成S，说明 Na2S 在酸性条件下被氧化。（4）①空气中存在 O2，在酸性条件下，离子方程式为4H＋＋2S2－＋O22S↓＋2H2O；②实验ⅲ：向 Na2S 溶液中加入稀硫酸，产生有臭鸡蛋气味的气体（H2S），溶液未变浑浊，说明没有S生成，稀硫酸可以提供假设a的S 和H＋，提供b中的H＋，空气中存在O2，则假设a、b不成立。（5）实验ⅲ证实了假设a和b不是产生S的主要原因，则实验ⅱ中Na2SO3和Na2S 反应生成S，离子方程式为6H＋＋S＋2S2－3S↓＋3H2O。
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实验活动5 不同价态含硫物质的转化
【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】
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。
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. S2－的还原性与H2SO3的氧化性
实验操作 实验现象 实验结论
在一支试管中加入1 mL
Na2S溶液，边振荡边向其
中滴加H2SO3溶液，用浸
NaOH溶液的棉团塞住试
管口 试管中产生
色沉淀 Na2S被氧化，H2SO3被
还原
淡
黄
实验操作 实验现象 实验结论
在一支试管中加入1 mL
Na2S溶液，边振荡边向其
中滴加酸性KMnO4溶液，
用浸NaOH溶液的棉团塞
住试管口 紫红色褪去，试
管中产生
色沉淀
淡
黄
2. 浓硫酸的氧化性
实验操作 实验现象 实验结论
按下图连接好装置，向试
管中加入1 mL浓H2SO4和
一小块铜片并加热，将产
生的气体通入品红溶液中 表面有
，铜片逐渐
；试管底部
有灰白色固体生
成，品红溶液
气泡冒
出
溶解
褪
色
3. 单质硫的氧化性
实验操作 实验现象 实验结论
将1.0 g铁粉、0.5 g硫粉均
匀混合放在陶土网上堆成
条状。用灼热的玻璃棒触
及混合粉末的一端，当混
合物呈红热状态时，移开
玻璃棒 混合物保持红热；
冷却后有 色
固体生成
黑
1. 哪些实验能实现 → 不同价态含硫物质的转化？
提示：①向氢硫酸（H2S）中通入O2，出现黄色浑浊，化学方程式
为2H2S＋O2 S↓＋2H2O。②向氢硫酸（H2S）中通入Cl2，出现
黄色浑浊，化学方程式为H2S＋Cl2 S↓＋2HCl。
2. 哪些实验能实现 → 不同价态含硫物质的转化？
提示：①向少量溴水中通入SO2气体，溴水褪色，化学方程式为
SO2＋Br2＋2H2O 2HBr＋H2SO4。
②向少量碘水中通入SO2气体，碘水褪色，化学方程式为I2＋SO2＋
2H2O 2HI＋H2SO4。
③向含有少量KSCN的FeCl3溶液中通入SO2，溶液由红色变为浅绿
色，化学方程式为SO2＋2Fe3＋＋2H2O 2Fe2＋＋S ＋4H＋。
3. 铁粉、硫粉混合物在空气中燃烧时，会发生哪些化学反应？实现了
哪些价态硫元素的转化？
提示：铁粉、硫粉混合物在空气中燃烧时发生的反应为Fe＋S
FeS，实现了 转化；S＋O2 SO2，实现了 转化。
【规律方法】
探究不同价态硫元素之间相互转化的思路
探究不同价态硫元素之间的相互转化，实际上是探究含有不同价态
硫元素的物质之间的相互转化。
首先，要选择含有不同价态硫元素的物质，如含＋4价硫元素的物质
可以选择二氧化硫或亚硫酸钠。
其次，实现不同价态硫元素之间的相互转化，依据的是氧化还原理
论，需要寻找合适的氧化剂或还原剂。
最后，提供表明相应转化实际发生的反应。
【迁移应用】
1. 鸡蛋时间太久或放置时间过长，蛋黄上会产生一层“黑膜”，该黑
膜的成分是硫化亚铁。这是由于鸡蛋里的蛋白质受热分解成小分子
的氨基酸，有的氨基酸含硫元素，会形成硫化氢，而蛋黄中富含铁
元素，当硫化氢遇到铁元素就形成了硫化亚铁，也就是蛋黄上覆盖
的那层“黑膜”。
某同学由此联想到铁与硫单质的反应，为了验证铁与硫单质反应产
物中铁元素的化合价，该同学设计了以下实验：
已知：①FeS固体难溶于水，可与稀盐酸、稀硫酸发生反应：FeS＋
2H＋ Fe2＋＋H2S↑。
②3S＋6NaOH 2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。
请回答以下问题：
（1）混合粉末A中硫粉必须过量的原因是
。
解析： 混合粉末A中硫粉必须过量，可防止因铁粉过
量而使滤渣C中含有的铁粉与H2SO4反应，生成Fe2＋干扰
实验，同时过量的铁粉还能与可能存在的Fe3＋反应，影响
实验结果。
防止因铁粉过量而使滤
渣C中含有的铁粉与H2SO4反应，生成Fe2＋干扰实验，过量的
铁粉还能与可能存在的Fe3＋反应，影响实验结果
（2）反应在“惰性环境”中进行的原因是
。
解析：空气中的O2能与Fe2＋反应，会影响实验，所以反
应应在“惰性环境”中进行。
（3）操作②的作用是 ，
也可改用 。
解析：3S＋6NaOH 2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，操作②
的作用是除去混合物中过量的硫粉，也可以利用硫的溶解性
用二硫化碳。
防止环境中的O2参与反
应
除去混合物中过量的硫粉
CS2
（4）操作③稀硫酸煮沸的目的是
。
解析： 操作③稀硫酸煮沸的目的是防止稀硫酸中溶解的
氧气氧化生成的Fe2＋。
防止稀硫酸中溶解的氧气氧化生
成的Fe2＋
（5）为检验产物中铁元素的价态，对D溶液的实验操作最好是
。
解析：为检验产物中铁元素的价态，具体操作是加入煮
沸的KSCN溶液，若溶液变红色，证明产物中有Fe3＋；若溶
液无明显现象，再滴入过氧化氢溶液（或新制氯水），溶液
显红色，则证明产物中有Fe2＋。
加
入煮沸的KSCN溶液，若溶液变红色，证明产物中有Fe3＋；
若溶液无明显现象，再滴入过氧化氢溶液（或新制氯水），
溶液显红色，则证明产物中有Fe2＋
2. 亚硫酸钠（Na2SO3）是一种重要的化工产品，常用作防腐剂、漂白
剂、脱氯剂等。为探究 Na2SO3的性质，进行了如下实验。
【性质预测】
（1）Na2SO3中硫元素的化合价是 ，属于 S 元素的中间价态，
既具有氧化性，又具有还原性。
＋4
【实验验证】
实验序号 实验试剂X 实验现象
ⅰ KMnO4溶液、稀
硫酸 紫色褪去，变为无色
ⅱ Na2S 溶液、稀硫
酸 加入Na2S溶液，无明显现
象；再加入稀硫酸，产生
淡黄色浑浊
资料：酸性条件下，KMnO4被还原为无色的 Mn2＋。
【分析解释】
（2）实验ⅰ中，反应的离子方程式是
。
解析：由资料可知，酸性条件下，KMnO4被还原为无色的
Mn2＋，Na2SO3与高锰酸钾溶液反应的离子方程式为6H＋＋
5S ＋2Mn 5S ＋2Mn2＋＋3H2O。
6H＋＋5S ＋2Mn
5S ＋2Mn2＋＋3H2O
（3）实验ⅱ中，能说明Na2S 在酸性条件下被氧化的实验现象是
。
解析：Na2SO3加入Na2S溶液，无明显现象；再加入稀硫酸，
产生淡黄色浑浊，生成S，说明 Na2S 在酸性条件下被氧化。
加
入Na2S溶液，无明显现象；再加入稀硫酸，产生淡黄色浑
浊
【继续探究】
（4）甲同学认为实验ⅱ的现象不能直接得出“Na2SO3具有氧化性”。
①对淡黄色浑浊产生的原因作出如下假设：
假设a：酸性溶液中的S 具有氧化性，可产生S；
假设c：酸性溶液中的 S 具有氧化性，可产生S。
4H＋＋2S2－＋
O2 2S↓＋2H2O
②设计实验ⅲ证实了假设a和b不是产生S的主要原因。
实验ⅲ：向Na2S 溶液中加入 （填试剂），产生有臭鸡蛋
气味的气体，溶液未变浑浊。
解析：①空气中存在 O2，在酸性条件下，离子方程式为4H＋＋
2S2－＋O2 2S↓＋2H2O；②实验ⅲ：向 Na2S 溶液中加入稀硫
酸，产生有臭鸡蛋气味的气体（H2S），溶液未变浑浊，说明没
有S生成，稀硫酸可以提供假设a的S 和H＋，提供b中的H＋，
空气中存在O2，则假设a、b不成立。
稀硫酸
（5）结合实验ⅱ和ⅲ，用离子方程式解释实验ⅱ中产生淡黄色浑浊的原
因： 。
解析：实验ⅲ证实了假设a和b不是产生S的主要原因，则实验ⅱ中
Na2SO3和Na2S 反应生成S，离子方程式为6H＋＋S ＋2S2－
3S↓＋3H2O。
6H＋＋S ＋2S2－ 3S↓＋3H2O
感谢欣赏
THE END
