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第3课时 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 第一节 硫及其化合物
一、导入新课
硫元素在自然界的循环
自然界中的含硫物质在一定条件下能够相互转化。这种转化在人工条件下也能发生，硫酸的工业生产就是人类通过控制化学反应条件而实现的含硫物质的相互转化。
那么，在实验室里如何实现不同价态含硫物质的相互转化呢？
1.硫元素广泛存在于自然界中，是 生长不可缺少的元素，组成生命体的
中含有硫元素。
2.自然界中 态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层里，煤中也含有少量硫。
3.自然界中 态的硫广泛存在于硫酸盐、硫化物、火山喷发时释放的气体中、地下水里、动植物体内。
植物
蛋白质
游离
化合
二、自然界中硫的存在与转化
自然界中有丰富的含硫元素物质，如下图
【理解应用】
二、自然界中硫的存在与转化
(1)将以上含硫物质，填入下列“价—类”二维图中
SO3
SO2
H2SO4
Na2SO4?10H2O
H2SO3
二、自然界中硫的存在与转化
(2)完成以上转化的化学方程式：
①________________
②_______________
③____________________
④__________________
⑤__________________
⑥_____________________
SO3＋H2O===H2SO4
2H2SO3＋O2===2H2SO4
二、自然界中硫的存在与转化
【相关链接】
自然界中不同价态硫元素之间的转化
大气中SO2主要有三个来源：化石燃料的燃烧、火山爆发和微生物的分解作用。在自然状态下，大气中的SO2，一部分被绿色植物吸收；一部分则与大气中的水结合，经过一系列反应形成H2SO4，随降水落入土壤或水体中，以硫酸盐的形式被植物的根系吸收，转变成蛋白质等有机物，进而被各级消费者所利用，动植物的遗体被微生物分解后，又能将硫元素释放到土壤或大气中，这样就形成一个完整的循环。
二、自然界中硫的存在与转化
1.转化原理
(1)硫元素常见价态及其转化关系
(2)通过 反应实现不同价态含硫物质的相互转化。
(3)低价态的硫向高价态转化时需加入 剂，高价态的硫向低价态转化时需加入 剂。
氧化还原
氧化
还原
三、实验室中研究不同价态含硫物质的转化
2.实验设计
设计实验实现不同价态硫转化，遵循的原则是科学性、可行性、安全性和绿色化。
预期转化 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 色沉淀(或溶液变浑浊) SO2与H2S反应生成_______
淡黄
单质硫
三、实验室中研究不同价态含硫物质的转化
二氧化硫、新制氯水、BaCl2溶液 将SO2通入新制氯水中，溶液 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
_____
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____
H2SO4→
SO2
浅黄绿
白色沉淀
刺激性
SO2
三、实验室中研究不同价态含硫物质的转化
【思维建模】
不同价态硫元素间转化的思维模型
三、实验室中研究不同价态含硫物质的转化
1.同价态硫(＋4价)化合物之间的相互转化关系如图。
【理解应用】
写出图中序号所示反应的化学方程式。
① ；
② ；
③ 。
Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
三、实验室中研究不同价态含硫物质的转化
2.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，可用下图表示
三、实验室中研究不同价态含硫物质的转化
转化关系说明：①H2S→S、②S →SO2 、④ S →H2S 、⑤SO2→ S
SO2＋2H2S===3S＋2H2O
写出①②⑤的化学方程式(选考)
①________________________________；
②_____________________________________；
⑤_______________________。
2Na2S＋O2＋2H2O===4NaOH＋2S↓
2Na2SO3＋O2===2Na2SO4
三、实验室中研究不同价态含硫物质的转化
转化关系说明：①Na2S→S、② S → Na2S、 ③ S →Na2SO3 、 ④ Na2SO3 → S
硫单质及其化合物之间的转化规律
(1)邻位价态原则
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
四、课堂小结
(2)相邻价态的粒子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。
(3)归中规律
当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态，如2H2S＋SO2===3S＋2H2O，2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。
(4)含硫物质的连续氧化规律
硫元素
H2S
SO2
SO3
H2SO4
S
SO2
SO3
H2SO4
四、课堂小结
解析 硫在自然界中既能以化合态(主要为硫化物和硫酸盐)又能以游离态(火山喷口附近或地壳岩层)的形式存在。硫单质俗称硫黄，是一种黄色或淡黄色固体，难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，常用二硫化碳除去试管内壁附着的硫单质。
1.下列关于硫的叙述中不正确的是
A.在自然界中既有化合态的硫又有游离态的硫
B.游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里
C.实验室常用酒精除去附着在试管壁上的硫黄
D.硫是黑火药的主要成分之一
√
五、课堂检测
2.硫在自然界中的循环过程如下图所示，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。
√
五、课堂检测
3.实验证明铜在低温下不能和氧气发生反应，也不能和稀硫酸共热发生反应。但工业上却是将废铜屑倒入热的稀硫酸中并不断地通入空气来制取硫酸铜溶液的。
(1)写出铜屑在上述状态下发生的一系列反应的化学方程式：_______________
______；___________________________。
2CuO
CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O
解析 第一种方法中，Cu与O2反应后的生成物迅速溶解在热的稀硫酸中生成CuSO4；第二种方法是在加热条件下使铜与浓硫酸反应，H2SO4会被还原为SO2，H2SO4的利用率低且生成的气体有毒。
五、课堂检测
(2)利用铜和浓硫酸在加热条件下也能制备硫酸铜溶液，其化学方程式为_____
____________________________________。
(3)以上两种方法是前者好还是后者好：_______，原因是__________________
______________________________________________________。
Cu＋
前者好
制得相同质量的产
品，前者消耗的硫酸少，而且后者生成的SO2会造成大气污染
五、课堂检测
4.A、B、C、D、E五种物质中含有同一种元素，A是淡黄色固体，其相互转化关系如图所示，回答下列问题：
解析 淡黄色的固体有S和Na2O2，根据A的相关反应可以判断A是S，从而得出B、E分别是H2S、H2SO4。
(1)写出B、E的化学式：B____、E_______。
H2S
H2SO4
五、课堂检测
(2)写出C→D的化学方程式：____________________。
五、课堂检测
(3)将足量的物质C通入BaCl2溶液中，下列说法正确的是______(填序号)。
①溶液没有明显变化
②溶液中出现白色沉淀
③若继续通入Cl2，则溶液中出现白色沉淀
①③
解析 SO2与BaCl2不发生反应，若继续通入Cl2，与SO2、H2O反应生成H2SO4，则溶液中出现白色沉淀。
五、课堂检测
再 见
硫及其化合物
第3课时
教学目标
知道含不同价态硫元素的物质可以相互转化，并能设计实验进行探究或验证，增强对氧化还原反应的认识。
教学重难点
不同价态含硫物质的转化。
教学过程
一、导入新课
自然界中的含硫物质在一定条件下能够相互转化。这种转化在人工条件下也能发生，硫酸的工业生产就是人类通过控制化学反应条件而实现的含硫物质的相互转化。
那么，在实验室里如何实现不同价态含硫物质的相互转化呢？
二、讲授新课
【资料卡片】介绍自然界中硫的存在和转化
【方法导引】化学实验设计
化学实验设计是指实验者在实施化学实验之前，根据一定的实验目的，运用化学知识与技能，按照一定的实验方法，对实验的原理、试剂、仪器与装置、步骤和方法等所进行的规划。
运用化学实验设计时，应遵循科学性、可行性、安全性和绿色化原则。化学实验设计一般以实验设计方案的形式呈现，通常包括实验课题、实验目的、实验原理、实验仪器与试剂、实验步骤及注意事项、实验数据及处理、实验结论与讨论等。
【过渡】那么，在实验室里如何实现不同价态含硫物质的相互转化？
【探究】实验室不同价态含硫物质的转化
(1)尽可能多地列举每种价态的硫元素所对应的物质，并根据硫元素化合价的变化，分析各种物质在反应中表现的是氧化性还是还原性。
(2)从上述转化关系中设计实验实现其转化。
(3)综合考虑实验安全和环境保护，选择一种实验方案进行实验。
【总结】含硫物质的价类二维图
【化学与职业】化工工程师
化工工程师是解决人类在生产、生活等领域面临的化工相关问题的专业技术人才，工作在石油炼制、化肥生产、医药开发和环境治理等了领域。主要工作是依据科学原理，统筹各方面的资源，设计化工生产的工艺流程，并监控生产过程，及时解决生产中遇到的技术问题。
化工工程师需要具有高度的社会责任感、团队精神、全局观念、风险管控意识和创新能力，并具备化学、化工、安全、经济、环境等方面的专业知识。
三、学习小结
四、达标检测
1.下列关于硫的叙述中不正确的是( )
A.在自然界中既有化合态的硫又有游离态的硫
B.游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里
C.实验室常用酒精除去附着在试管壁上的硫黄
D.硫是黑火药的主要成分之一
答案 C
解析 硫在自然界中既能以化合态(主要为硫化物和硫酸盐)又能以游离态(火山喷口附近或地壳岩层)的形式存在。硫单质俗称硫黄，是一种黄色或淡黄色固体，难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，常用二硫化碳除去试管内壁附着的硫单质。
2.硫在自然界中的循环过程如下图所示，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
答案 B
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.实验证明铜在低温下不能和氧气发生反应，也不能和稀硫酸共热发生反应。但工业上却是将废铜屑倒入热的稀硫酸中并不断地通入空气来制取硫酸铜溶液的。
(1)写出铜屑在上述状态下发生的一系列反应的化学方程式：______________________；
__________________________________________________________________________。
(2)利用铜和浓硫酸在加热条件下也能制备硫酸铜溶液，其化学方程式为____________
____________________________________________________________。
(3)以上两种方法是前者好还是后者好：________，原因是_________________________
_______________________________________________。
答案 (1)2Cu＋O22CuO
CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O
(2)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
(3)前者好 制得相同质量的产品，前者消耗的硫酸少，而且后者生成的SO2会造成大气污染
解析 第一种方法中，Cu与O2反应后的生成物迅速溶解在热的稀硫酸中生成CuSO4；第二种方法是在加热条件下使铜与浓硫酸反应，H2SO4会被还原为SO2，H2SO4的利用率低且生成的气体有毒。
4.A、B、C、D、E五种物质中含有同一种元素，A是淡黄色固体，其相互转化关系如图所示，回答下列问题：
(1)写出B、E的化学式：B__________、E_______________________________________。
(2)写出C→D的化学方程式：___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)将足量的物质C通入BaCl2溶液中，下列说法正确的是________(填序号)。
①溶液没有明显变化
②溶液中出现白色沉淀
③若继续通入Cl2，则溶液中出现白色沉淀
答案 (1)H2S H2SO4 (2)2SO2＋O22SO3 (3)①③
解析 (1)淡黄色的固体有S和Na2O2，根据A的相关反应可以判断A是S，从而得出B、E分别是H2S、H2SO4。(2)C→D的化学方程式为2SO2＋O22SO3。(3)SO2与BaCl2不发生反应，若继续通入Cl2，与SO2、H2O反应生成H2SO4，则溶液中出现白色沉淀。
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