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第一节硫及其化合物[新教材内容有哪些]第3课时不同价态含硫物质的转化[新课程标准是什么]1.以价态变化为主线，初步了解不同价态元素之间的转化关系。2.运用氧化还原反应原理寻找合适的氧化剂和还原剂，预测不同价态硫元素之间的相互转化。[自学新教材]阅读教材，回答下列问题：如图为自然界中硫元素的存在示意图，读图思考下列问题。1．根据上图自然界中硫元素主要存在形式，进行分类：(1)按物质类别分类单质：氧化物：酸：盐：硫化物：SSO2、SO3H2SO3、H2SO4、H2SCaSO4·2H2O、Na2SO4·10H2OFeS2、CuFeS2、H2S(2)按元素化合价分类－2价：－1价：0价：＋4价：＋6价：CuFeS2、H2SFeS2SH2SO3、SO2H2SO4、SO3、CaSO4·2H2O、Na2SO4·10H2O2．自然界中不同价态的含硫物质是如何转化的，这些转化中含硫物质哪些发生氧化反应，哪些发生还原反应？提示：(1)岩层深处和海底：无氧环境下硫单质转化成硫化物，发生还原反应。(2)地表附近：硫化物转化为硫酸盐，发生氧化反应。(3)火山口附近：硫单质转化成二氧化硫，二氧化硫又转化成三氧化硫，均为氧化反应。[落实新知能]自然界中硫的主要存在形式[演练新学考]1．下列元素在自然界中能够以单质形式存在的是()A．NaB．SC．AlD．Cl解析：Na、Al、Cl以氧化物或盐的形式存在于自然界，S可以以单质形式存在于地壳深处。答案：B2．宋代《图经本草》中有记载：“取此一物，置于铁板上，聚炭封之。囊袋吹令火炽，其矾即沸流出，色赤如融金汁者，是其也。看沸定汁尽，去火待冷，取出按为末，色似黄丹。”文中“矾”的化学式是()A．ZnSO4·7H2OB．FeSO4·7H2OC．KAl(SO4)2·12H2OD．CaSO4·2H2O解析：由题给信息知，文中的“矾”为FeSO4·7H2O，B正确。答案：B3．如图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SO2B．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随雨水降到土壤里解析：D项，大气中的硫元素部分转化成H2SO3随雨水降到土壤里，错误。答案：D[自学新教材]阅读教材，回答下列问题：1．相同价态的含硫物质间的转化相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的如：写出②、③、④反应的化学方程式：②________________________________；③______________________________________；④__________________________________。H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2ONa2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO32．不同价态硫的转化(1)转化方法——通过氧化还原反应实现如有下列转化关系：①S2－→S②SO2－3→SO2③SO2→S④SO2－3→SO2－4⑤H2SO4(浓)→SO2其中加入氧化剂能实现的是，加入还原剂能实现的是。①④③⑤(2)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，可用如图表示如：H2S①O2不足④H2、△S②O2⑤H2SSO2――→③O2SO3写出③、④、⑤反应的化学方程式：③___________________________；④___________________；⑤_______________________。2SO2＋O2催化剂△2SO3S＋H2=====△H2SSO2＋2H2S===3S＋2H2O[落实新知能]1．借助硫元素的价态二维图理解物质间的转化关系2．实现不同价态硫元素间的转化思维方法(1)理论分析：实现低价态到高价态的转化选择合适氧化剂；实现高价态向低价态转化选择合适的还原剂。(2)实验设计：遵循科学性、可行性、安全性和绿色化原则。[演练新学考]1．硫在空气中燃烧生成气体A，把A溶于水得溶液B，向B中滴加溴水，溴水褪色，B变成C，在C里加Na2S产生气体D，把D通入B溶液得浅黄色沉淀E。A、B、C、D、E都含同一种元素。下列按A、B、C、D、E顺序排序的是()A．SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、SB．SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、SC．SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3D．SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3解析：硫在空气中燃烧生成SO2，SO2溶于水得H2SO3，向H2SO3中滴加溴水生成H2SO4和HBr，在H2SO4溶液中加Na2S产生气体H2S，H2S与H2SO3反应产生浅黄色沉淀S，B项正确。答案：B2．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能氧化SO2和H2SO3B．H2S与浓H2SO4在不同的条件下反应的氧化产物只能是SO2C．单质――→＋O2氧化物――→＋H2O酸或碱――→＋NaOH或HCl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：S――→O2/点燃SO3――→H2OH2SO4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。答案：C3．用硫及其化合物制硫酸有下列三种反应途径，某些反应条件和产物已省略。下列有关说法不正确的是()途径①：S―――→浓HNO3H2SO4途径②：S――→O2SO2――→O2SO3――→H2OH2SO4途径③：FeS2――→O2SO2――→O2SO3――→H2OH2SO4A．途径①的反应中体现了浓HNO3的强氧化性B．途径②、③的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2的浓度来降低成本C．由途径①、②、③分别制取1molH2SO4，理论上各消耗1molS，各转移6mole－D．途径②、③比途径①污染相对小且原子利用率高，更能体现“绿色化学”的理论解析：途径①属于浓硝酸和非金属单质的反应，表现了浓硝酸的强氧化性，A项正确；途径②、③的第二步反应为可逆反应，通过增大O2的浓度来提高SO2的转化率，降低成本，B项正确；由途径①、②分别制取1molH2SO4，理论上各消耗1molS，各转移6mole－，而途径③转移7mole－，C项错误。答案：C[难度增一点][典例]已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法正确的是()A．X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性B．若A为铁，则足量A与X在室温下即可完全反应C．若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水，一定可以观察到白色沉淀产生D．工业上，B转化为D的反应条件为高温、常压、使用催化剂[解析]由题意知X为浓H2SO4。A项，浓H2SO4使蔗糖变黑主要体现了脱水性；B项，浓H2SO4在室温下使Fe钝化；C项，CO2通入少量澄清石灰水中生成可溶性Ca(HCO3)2；D项，SO2与O2反应的条件为高温、常压、催化剂。[答案]D[知能深一点]巧用转化关系模型图进行物质之间连续转化的推断1．直线型转化关系S(固体)――→O2SO2――→O2SO3――→H2OH2SO4或H2S――→O2S(固体)――→O2SO2――→O2SO3――→H2OH2SO42．交叉型转化关系图3．三角型转化关系[选考难一点]1.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，下列叙述不正确的是()A．该过程中可得到化工产品H2SO4B．该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2C．该过程中化合价发生改变的元素为Fe和SD．图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4解析：根据图可知，该工艺中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，该反应的化学方程式为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4，该工艺不仅吸收了二氧化硫，还得到了化工产品硫酸，A、D正确；根据以上分析可知该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2，B正确；该过程中化合价发生变化的元素有氧、铁、硫，C错误。答案：C2．如图W、X、Y、Z为四种物质，若箭头表示能一步转化的常见反应，其中常温下能实现图示转化关系的是()选项WXYZASSO2SO3H2SO4BNaNa2O2NaOHNaClCFeFeCl3Fe(OH)2FeCl2DAlAlCl3NaAlO2Al2(SO4)3解析：A项，S生成SO2需要点燃，不能一步生成SO3或H2SO4；B项，Na生成Na2O2需要加热；C项，Fe生成FeCl3需要点燃且不能一步生成Fe(OH)2。答案：D3.A为非金属单质，B是一种具有还原性的二元含氧弱酸，D为一种非金属氧化物的气体，E为白色沉淀。它们之间的转化关系如图。(1)写出下列物质的化学式：A：________，D：________；E：________。(2)写出B→E的离子方程式：_______________________。答案：(1)SSO2BaSO3(2)H2SO3＋Ba2＋＋2OH－===BaSO3↓＋2H2O4．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。如图所示是硫元素的各个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，试写出任意一个由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中的S的化合价为＋6价且可以转化为H2SO4，又可以和SO2互相转化，因此A为SO3；B中的硫的化合价为－2价且为气态氢化物，因此B为H2S；C为铜盐且由H2SO4得到，因此为CuSO4；由于D是由SO2转化得到，且D转化为H2SO4是形成酸雨的重要过程之一，因此D为H2SO3，E为亚硫酸盐。答案：(1)SO3H2S(2)2H2SO3＋O2===2H2SO4(3)Cu＋2H2SO4(浓)=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2O(4)2CO＋SO2===========一定条件S＋2CO2