第五章 第一节 第3课时 硫酸根离子的检验 不同价态含硫物质的转化 课件(共44张PPT) 人教版高中化学必修2

(共44张PPT)
第3课时　硫酸根离子的检验　
不同价态含硫物质的转化
第五章
内容索引
01
02
课前篇 素养初探
课堂篇 素养提升
素养目标
1.通过对比实验,掌握硫酸根离子的检验方法,以此为基础能设计出粗盐提纯的方案和操作方法,提升学生宏观辨识与微观探析的学科核心素养。
2.通过阅读教材相关内容,了解硫元素在自然界中的转化、含硫元素的物质在自然界中的存在以及含硫物质的主要来源。
3.通过实验探究不同价态硫元素的相互转化,掌握运用氧化还原反应规律寻找合适的氧化剂和还原剂的方法,提升变化观念等学科核心素养。
课前篇 素养初探
一、硫酸根离子的检验
的检验方法
【微思考1】若向某溶液中先滴加BaCl2溶液时有白色沉淀生成,再滴加稀盐酸发现沉淀不溶解,则原溶液中是否一定含有
提示 不一定。若原溶液中含有Ag+也会有类似的实验现象。
二、不同价态含硫物质的转化
1.自然界中硫的存在与转化
(1)存在
①游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层中。
②化合态
a.主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。
b.重要的化合物:
名称 黄铁矿 黄铜矿 石膏 芒硝
化学式 FeS2 CuFeS2 CaSO4·2H2O Na2SO4·10H2O
(2)转化
2.不同价态含硫物质的转化
(1)通过氧化还原反应可实现不同价态含硫物质的相互转化;
(2)利用氧化剂,可将硫元素从低价态转化到高价态;
(3)利用还原剂,可将硫元素从高价态转化到低价态。
【微思考2】根据不同价态含硫物质的转化推测单质硫、SO2能否与浓硫酸发生反应
提示 S、SO2中硫元素的化合价分别为0价、+4价,而浓硫酸中硫元素的化合价为+6价,根据转化规律,S与浓硫酸可以反应生成SO2,SO2与浓硫酸不发生反应。
【自我检测】
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)硫元素在自然界中的存在形态有游离态和化合态两种。(　　)
(2)向某溶液中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,该溶液中一定含有
。(　　)
(3)硫单质和SO2都既有氧化性又有还原性。(　　)
(4)将SO2通入氢硫酸中,若出现黄色浑浊,则证明SO2具有氧化性。(　　)
(5)SO2、SO3都可与水直接化合生成相应的含氧酸。(　　)
(6)SO2通入CaCl2溶液中可生成白色沉淀。(　　)
(7)-2价硫元素转化为0价时,可加入H2O2、氯水等氧化性物质。(　　)
(8)在反应H2S+H2SO4(浓) === S↓+SO2↑+2H2O中,氧化产物为SO2,还原产物为S。(　　)
√
×
√
√
√
×
√
×
课堂篇 素养提升
任务一
的检验
【问题探究】
试管①②③中分别盛有稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液,先滴加BaCl2溶液,然后分别加入少量稀盐酸,振荡,观察现象。
1.滴加BaCl2溶液后,三支试管中分别产生什么现象 分别写出相关反应的离子方程式。
2.分别滴加少量稀盐酸后,三支试管中分别产生什么现象 写出相关反应的离子方程式。据此得出什么结论
提示 试管①和②中白色沉淀不溶解,试管③中白色沉淀溶解;③中反应的离子方程式为BaCO3+2H+ === Ba2++CO2↑+H2O;向待测液中加入稀盐酸,无明显现象,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,证明该溶液中含有 。
【深化拓展】
硫酸根离子的检验及注意事项
1.检验原理
Ba2++ === BaSO4↓,BaSO4是既难溶于水又难溶于酸的白色沉淀,有别于CaCO3、BaCO3等可溶于酸的白色沉淀。
2.实验操作
3.注意事项
【素能应用】
典例1(2021山东枣庄高一期末)有一瓶Na2SO3溶液,可能已部分被氧化,某学生进行如下实验:取少量溶液,滴入Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀,再加入过量稀硝酸,充分振荡后仍有白色沉淀,结论正确的是(提示 :稀硝酸具有强氧化性,可将 氧化成 )(　　)
A.Na2SO3溶液已部分被氧化
B.加入Ba(NO3)2溶液后生成的沉淀中一定含有BaSO4
C.加硝酸后仍存在的沉淀一定为BaSO4
D.此实验能确定Na2SO3溶液是否部分被氧化
答案 C
解析 稀硝酸具有强氧化性,可将BaSO3氧化成BaSO4,加硝酸后仍存在的沉淀一定为BaSO4,但加硝酸前的沉淀可能为BaSO3或BaSO4或二者的混合物,所以该实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化。
【变式设问】
你认为该同学实验操作中的关键错误是什么 如何改进实验操作
提示 不能加入Ba(NO3)2溶液和过量稀硝酸;应将Ba(NO3)2溶液换成BaCl2溶液,将稀硝酸换成稀盐酸,若最终产生白色沉淀,则证明有Na2SO3被氧化变质。
易错警示 硫酸根离子检验的误区
变式训练1(2021山东德州高一期末)下列关于物质或离子检验的叙述正确的是(　　)
A.在溶液中滴加KSCN溶液,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+
B.在溶液中先加盐酸无现象,再加BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明原溶液中含
C.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,无K+
D.某气体可使湿润的淀粉KI试纸变蓝,证明该气体是Cl2
答案 B
解析 向待测液中滴加KSCN溶液,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,不能判断是否含有Fe2+,A错误;向待测液中滴加盐酸无现象,则不含 、 及Ag+,再加BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明原溶液中含 ,B正确;灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,由于未透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色,不能确定是否含有K+,C错误;使湿润的淀粉KI试纸变蓝的气体具有较强的氧化性,可能是Cl2、Br2(g)、NO2等,不能证明该气体一定是Cl2,D错误。
任务二
不同价态含硫物质的转化
【问题探究】
1.大型节日时,人们经常会燃放烟花爆竹等。但这会带来很大的空气污染,近几年,越来越多的城市全年全区域禁止燃放烟花爆竹。
(1)燃放爆竹时的主要反应是S+2KNO3+3C K2S+3CO2↑+N2↑,S发生了什么反应 表现了什么性质
提示 反应中硫元素的化合价降低,发生还原反应,S表现氧化性。
(2)燃放爆竹时会闻到强烈的刺激性气味,你知道其中的原因吗
提示 燃放爆竹时S与空气中的氧气反应生成有刺激性气味的SO2气体。
2.黄铁矿在过量的纯氧中充分反应,能否直接生成SO3
提示 不能,黄铁矿与氧气反应时只能得到SO2。
3.将硫化氢气体通入浓硫酸中可得到硫单质,若将该气体通入稀硫酸中能否也得到硫单质
提示 不能,因浓硫酸具有强氧化性(+6价硫),而稀硫酸不具有强氧化性(其具有的弱氧化性是由于含H+)。
4.试列举生成SO2气体的反应。
提示 (1)氧化反应:如硫黄的燃烧、硫化氢气体的燃烧、硫铁矿(FeS2)在空气中加热等;(2)还原反应:如浓硫酸与Cu或C的反应等;(3)非氧化还原反应:如Na2SO3固体与浓硫酸的反应[Na2SO3+H2SO4(浓) === Na2SO4+H2O+SO2↑]、亚硫酸的分解等。
【深化拓展】
1.硫及其化合物间的转化
2.含硫物质化合价的变化
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
3.相邻价态的含硫物质不发生氧化还原反应
如S和H2S,S和SO2,SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
4.含硫物质的连续氧化
【素能应用】
典例2人们认识和应用物质常从两方面入手,一是从物质的类别认识该物质可能跟哪些物质发生反应;二是从物质所含元素的化合价分析该物质是否具有氧化性或还原性。下图所示是硫元素价态与物质类别的对应关系:
(1)写出指定物质的化学式:A　　　　　　,B　　　　　　。
(2)D转化为硫酸是酸雨形成的重要过程之一,写出其反应的化学方程式:
　 。
(3)若C是铜盐,试写出由H2SO4→C的化学方程式:
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)为进一步减少SO2的污染并变废为宝,我国正在探索在一定条件下用CO还原SO2得到单质硫的方法来除去SO2。写出该反应的化学方程式:
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析 A中硫元素的化合价为+6价,且既可以转化为硫酸,又可以和二氧化硫互相转化,因此A为三氧化硫;B中的硫元素的化合价为-2价,且为气态氢化物,因此B为硫化氢;C为铜盐,且可由硫酸经反应得到,因此C为硫酸铜;由于D是由二氧化硫转化得到的,且D转化为硫酸是形成酸雨的重要过程之一,因此D为亚硫酸,E为亚硫酸盐。
变式训练2(2021山东潍坊高一期末)如图是硫元素价态与含硫元素物质类别的二维坐标图,其中b、c、d、e分子中只含有一个硫原子。下列说法错误的是(　　)
A.物质j和物质e反应生成物质a
B.物质b既有氧化性又有还原性
C.物质d的浓溶液具有脱水性
D.物质f一定能与物质q发生氧化还原反应
答案 D
解析 物质j和e分别是H2S、H2SO3,二者发生氧化还原反应生成S(a),A正确;物质b是SO2,硫元素显+4价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性,B正确;物质d是H2SO4,浓硫酸具有脱水性,能使蔗糖等有机物脱水炭化,C正确;物质f和q分别是硫酸盐、硫化物,二者不一定能发生氧化还原反应,D错误。
随堂检测
1.(2021河北五校高一联考)自然界中硫元素的循环如图所示,下列说法不合理的是(　　)
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随雨水降到土壤里
答案 D
解析 煤、石油中的硫元素燃烧时能生成SO2,A正确;动物尸体腐败过程产生的H2S气体会进入大气,B正确;循环过程中,煤、石油中硫元素转化为SO2进入大气,发生氧化反应,再转化为煤、石油中的硫时必定发生还原反应,C正确;大气中的硫元素部分转化成亚硫酸,进一步转化为H2SO4随雨水降到土壤里,D错误。
2.(原创题)某粗盐水a中含有Mg2+、 杂质,可用下列方法去除(部分产物、步骤略去):
下列说法不正确的是(　　)
A.盐泥的主要成分是Mg(OH)2
C.粗盐水b中还可能含有ClO-
D.上述除杂过程涉及的反应都是氧化还原反应
答案 D
解析 根据流程图知,粗盐水a中含有Mg2+,加入NaOH调节溶液pH=11时,Mg2+结合OH-生成Mg(OH)2沉淀,则盐泥的主要成分是Mg(OH)2,A正确;根据流程图分析,通入氯气时反应生成氮气,在碱性条件下反应为
3Cl2+2 +8OH- === N2+6Cl-+8H2O,B正确;过量的氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,所以粗盐水b中还可能含有ClO-,C正确;在除杂过程中,生成Mg(OH)2沉淀的反应是非氧化还原反应,D错误。
3.硫元素的几种化合物存在下列转化关系:
下列判断不正确的是(　　)
A.反应①中浓硫酸是氧化剂
B.反应②表明SO2有酸性氧化物的性质
C.反应③中硫元素既被氧化又被还原
D.反应④稀硫酸是还原剂
答案 D
解析 Cu与浓硫酸反应时,Cu单质被氧化为硫酸铜,浓硫酸表现了氧化性,是氧化剂,A正确;SO2与NaOH反应产生亚硫酸钠和水,表明SO2有酸性氧化物的性质,B正确;反应③中硫元素由0价和+4价变为+2价,则硫元素既被氧化又被还原,C正确;Na2S2O3与稀硫酸发生复分解反应,产生硫代硫酸和硫酸钠,硫代硫酸不稳定,分解产生硫单质、二氧化硫和水,所以硫酸起酸的作用,不是还原剂,D错误。
4.在下列反应中硫元素只表现氧化性的是(　　)
答案 A
解析 A项,该反应中S的化合价由0价变为-2价,所以S只体现氧化性,正确;B项,该反应中S的化合价分别由0价、+6价变为+4价,所以S体现氧化性和还原性,错误;C项,该反应中S的化合价由-2价变为0价,所以S只体现还原性,错误;D项,该反应中S的化合价由0价分别变为-2价、+4价,所以S体现氧化性和还原性,错误。
5.(2021北京昌平区高一期末)为除去粗盐水中含有的杂质 、Ca2+和Mg2+,得到精制食盐水,某同学利用NaOH溶液、盐酸、Na2CO3溶液和BaCl2溶液,设计了如下实验流程:
(1)操作a的名称是　　　　　　　。
(2)沉淀A的化学式是　　　　　　　。
(3)溶液B中含有的离子有　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)写出试剂2参与反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)某小组认为也可以选用Ba(OH)2溶液作为除杂试剂,若采用此方案,加入试剂的顺序依次为　　　　　　　　　　。
答案 (1)过滤　(2)BaSO4
(3)Ba2+、Cl-、Ca2+、Na+、OH-
(5)Ba(OH)2溶液、Na2CO3溶液、盐酸