高中化學 第五章 化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素 1.3 不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化課件 新人教版必修2-新人教版高一必修2化學課件

1、第3課時不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化自然界中硫的存在和轉(zhuǎn)化自然界中硫的存在和轉(zhuǎn)化 1.1.自然界中不同價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化自然界中不同價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化【情境情境思考思考】在古代中國在古代中國, ,稀硫酸被稱為稀硫酸被稱為“綠礬油綠礬油”。黃帝九鼎神黃帝九鼎神丹經(jīng)訣丹經(jīng)訣卷九中就記載著卷九中就記載著“煉石膽取精華法煉石膽取精華法”, ,即干餾即干餾石膽石膽( (膽礬膽礬) )而獲得硫酸。綠礬油是一種無色黏稠液體而獲得硫酸。綠礬油是一種無色黏稠液體, ,可用于除掉兵器上的鐵銹。實驗室模擬此過程可用于除掉兵器上的鐵銹。實驗室模擬此過程: :可以用可以用FeSOFeSO4 47H7H2 2O O加強熱加強熱

2、, ,用加冰水混合物的用加冰水混合物的U U形管冷凝即可形管冷凝即可, ,用用NaOHNaOH吸收吸收SOSO2 2, ,理論可得理論可得29.5%29.5%的的H H2 2SOSO4 4。(1)(1)上述過程硫的化合價如何變化上述過程硫的化合價如何變化? ?你能預測生成的含你能預測生成的含鐵化合物是什么嗎鐵化合物是什么嗎? ?(2)(2)試寫出反應的化學方程式。試寫出反應的化學方程式。提示提示: :(1)(1)反應中有硫酸和反應中有硫酸和SOSO2 2生成生成, ,故硫的化合價降低故硫的化合價降低; ;由氧化還原反應的規(guī)律可知鐵的化合價一定升高由氧化還原反應的規(guī)律可知鐵的化合價一定升高, ,

3、故產(chǎn)故產(chǎn)物為物為FeFe2 2O O3 3。(2)(2)反應化學方程式為反應化學方程式為2FeSO2FeSO4 47H7H2 2O FeO Fe2 2O O3 3+SO+SO2 2+SOSO3 3+14H+14H2 2O,SOO,SO3 3+H+H2 2O=HO=H2 2SOSO4 4。高溫高溫=2.2.硫元素不同化合價之間的相互轉(zhuǎn)化硫元素不同化合價之間的相互轉(zhuǎn)化(1)(1)硫的化合價與性質(zhì)的關(guān)系硫的化合價與性質(zhì)的關(guān)系(2)(2)設計實驗實現(xiàn)不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化設計實驗實現(xiàn)不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化序號序號轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化目標目標轉(zhuǎn)化前的轉(zhuǎn)化前的含硫物質(zhì)含硫物質(zhì)選擇試劑選擇試劑轉(zhuǎn)化后的轉(zhuǎn)化后的含硫物質(zhì)含

4、硫物質(zhì)-20-20H H2 2S S_S S_0-20-2S S_H H2 2S S_O O2 2( (不足不足) )SOSO2 2H H2 2FeFe或或CuCuFeSFeS或或CuCu2 2S S序號序號轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化目標目標轉(zhuǎn)化前的轉(zhuǎn)化前的含硫物質(zhì)含硫物質(zhì)選擇試劑選擇試劑轉(zhuǎn)化后的轉(zhuǎn)化后的含硫物質(zhì)含硫物質(zhì)-2+4-2+4H H2 2S S_SOSO2 20+40+4S S_SOSO2 2+40+40SOSO2 2_S S+4+6+4+6SOSO2 2_SOSO3 3_H H2 2SOSO4 4+6+4+6+4H H2 2SOSO4 4_SOSO2 2O O2 2( (足量足量) )O O2 2H

5、 H2 2S SO O2 2ClCl2 2CuCu書寫有關(guān)化學方程式書寫有關(guān)化學方程式: :_2H2H2 2S+OS+O2 2 2S+2H 2S+2H2 2O,SOO,SO2 2+2H+2H2 2S=3S+2HS=3S+2H2 2O OH H2 2+ S H+ S H2 2S, Fe+S FeSS, Fe+S FeS或或2Cu+S Cu2Cu+S Cu2 2S S2H2H2 2S+3OS+3O2 2 2SO 2SO2 2+2H+2H2 2O O點燃點燃=點燃點燃=_Cu+2HCu+2H2 2SOSO4 4( (濃濃) CuSO) CuSO4 4+2H+2H2 2O+SOO+SO2 2S+OS+

6、O2 2 SO SO2 2SOSO2 2+2H+2H2 2S=3S+2HS=3S+2H2 2O O2SO2SO2 2+ O+ O2 2 2SO 2SO3 3ClCl2 2+ SO+ SO2 2+2H+2H2 2O=HO=H2 2SOSO4 4+2HCl+2HCl點燃點燃=催化劑催化劑 =【巧判斷巧判斷】(1) (1) 硫在過量、純凈的硫在過量、純凈的O O2 2中燃燒的產(chǎn)物是中燃燒的產(chǎn)物是SOSO3 3。 ( () )提示提示: :。硫與。硫與O O2 2反應的產(chǎn)物是反應的產(chǎn)物是SOSO2 2而不是而不是SOSO3 3。(2) (2) 將將SOSO2 2通入氫硫酸中通入氫硫酸中, ,若出現(xiàn)黃色

7、渾濁若出現(xiàn)黃色渾濁, ,則證明則證明SOSO2 2具有氧化性。具有氧化性。( () )提示提示: :。將。將SOSO2 2通入氫硫酸中通入氫硫酸中, ,發(fā)生反應發(fā)生反應SOSO2 2+2H+2H2 2S=S=3S+2H3S+2H2 2O,SOO,SO2 2表現(xiàn)氧化性。表現(xiàn)氧化性。(3)(3)在反應在反應H H2 2S+HS+H2 2SOSO4 4( (濃濃)=S+SO)=S+SO2 2+2H+2H2 2O O中中, ,氧化氧化產(chǎn)物為產(chǎn)物為SOSO2 2, ,還原產(chǎn)物為還原產(chǎn)物為S S。( () )提示提示: :。根據(jù)氧化還原反應規(guī)律分析反應。根據(jù)氧化還原反應規(guī)律分析反應 , ,氧化產(chǎn)物為氧化產(chǎn)

8、物為S,S,還原產(chǎn)物為還原產(chǎn)物為SOSO2 2?！厩榫城榫乘伎妓伎肌看笮凸?jié)日時大型節(jié)日時, ,人們經(jīng)常會燃放煙花爆竹等。但這會帶來人們經(jīng)常會燃放煙花爆竹等。但這會帶來很大的空氣污染很大的空氣污染, ,近幾年近幾年, ,越來越多的城市全年全區(qū)域越來越多的城市全年全區(qū)域禁止燃放煙花爆竹。禁止燃放煙花爆竹。(1)(1)燃放爆竹時的主要反應是燃放爆竹時的主要反應是S+2KNOS+2KNO3 3+3C=K+3C=K2 2S S+3CO+3CO2 2+N+N2 2,S,S發(fā)生了什么變化發(fā)生了什么變化? ?表現(xiàn)什么性質(zhì)表現(xiàn)什么性質(zhì)? ?提示提示: :反應中反應中S S的化合價降低的化合價降低, ,發(fā)生還原反

9、應發(fā)生還原反應, ,表現(xiàn)氧化表現(xiàn)氧化性。性。(2)(2)燃放爆竹時會聞到強烈的刺激性氣味燃放爆竹時會聞到強烈的刺激性氣味, ,你知道其中你知道其中的原因嗎的原因嗎? ?提示提示: :燃放爆竹時燃放爆竹時S S與空氣中的氧氣反應生成有刺激性與空氣中的氧氣反應生成有刺激性氣味的氣味的SOSO2 2氣體。氣體。知識點不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化知識點不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化【重點釋疑重點釋疑】1.1.常見含硫的物質(zhì)的轉(zhuǎn)化常見含硫的物質(zhì)的轉(zhuǎn)化2.2.不同價態(tài)硫的化合物的轉(zhuǎn)化不同價態(tài)硫的化合物的轉(zhuǎn)化(1)(1)價態(tài)與性質(zhì)價態(tài)與性質(zhì)-2-2價硫處于最低價態(tài)價硫處于最低價態(tài), ,只有還原性只有還原性, ,可被可被O

10、 O2 2、ClCl2 2等氧等氧化劑氧化為化劑氧化為S;S;0 0價、價、+4+4價硫處于中間價態(tài)價硫處于中間價態(tài), ,既有氧化性又有還原性既有氧化性又有還原性; ;+6+6價硫處于最高價態(tài)價硫處于最高價態(tài), ,只有氧化性。只有氧化性。注意濃硫酸在一定條件下與金屬或還原性鹽反應時既注意濃硫酸在一定條件下與金屬或還原性鹽反應時既體現(xiàn)強氧化性又體現(xiàn)酸性體現(xiàn)強氧化性又體現(xiàn)酸性, ,如如Cu+2HCu+2H2 2SOSO4 4( (濃濃) ) CuSOCuSO4 4+2H+2H2 2O+SOO+SO2 2 。=(2)(2)價態(tài)變化規(guī)律價態(tài)變化規(guī)律當硫元素的化合價升高或降低時當硫元素的化合價升高或降低

11、時, ,一般升高或降低到其一般升高或降低到其相鄰的價態(tài)相鄰的價態(tài), ,即臺階式升降即臺階式升降, ,如如: :(3)(3)含硫物質(zhì)的連續(xù)氧化含硫物質(zhì)的連續(xù)氧化 【思考思考討論討論】把把SOSO2 2氣體通入氣體通入BaClBaCl2 2溶液中溶液中, ,產(chǎn)生了白色沉淀產(chǎn)生了白色沉淀, ,該沉淀該沉淀的成分是什么的成分是什么? ?請解釋原因。請解釋原因。提示提示: :白色沉淀為白色沉淀為BaSOBaSO4 4。SOSO2 2氣體通入氣體通入BaClBaCl2 2溶液中溶液中, ,不不會直接與會直接與BaClBaCl2 2反應反應,SO,SO2 2與水反應生成與水反應生成H H2 2SOSO3 3

12、, H, H2 2SOSO3 3被氧被氧氣氧化為氣氧化為H H2 2SOSO4 4,H,H2 2SOSO4 4與與BaClBaCl2 2反應生成反應生成BaSOBaSO4 4沉淀。沉淀。【案例示范案例示范】【典例典例】酸雨被人們稱為酸雨被人們稱為“天堂的眼淚天堂的眼淚”或或“空中死空中死神神”, ,具有很大破壞力。目前具有很大破壞力。目前, ,我國的酸雨主要分布地我國的酸雨主要分布地區(qū)是長江以南的四川盆地、貴州、湖南、江西以及沿區(qū)是長江以南的四川盆地、貴州、湖南、江西以及沿海的福建、廣東等地海的福建、廣東等地, ,占我國國土面積的占我國國土面積的30%30%?，F(xiàn)有雨水樣品現(xiàn)有雨水樣品1 1份份

13、, ,每隔一段時間測定該雨水樣品的每隔一段時間測定該雨水樣品的pH,pH,所得數(shù)據(jù)如下所得數(shù)據(jù)如下: :測試時間測試時間/h/h0 01 12 23 34 4雨水的雨水的pHpH4.734.734.634.634.564.564.554.554.554.55分析數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù), ,回答下列問題回答下列問題: :(1)(1)雨水樣品的雨水樣品的pHpH變化的原因是什么變化的原因是什么?(?(科學探究科學探究) )如何用實驗驗證中變化原因如何用實驗驗證中變化原因?(?(證據(jù)推理證據(jù)推理) )如果將剛?cè)拥纳鲜鲇晁妥詠硭嗷旌先绻麑側(cè)拥纳鲜鲇晁妥詠硭嗷旌?pH,pH將如何將如何變化變化? ?

14、原因是什么原因是什么?(?(科學探究科學探究) )(2)(2)減少酸雨產(chǎn)生的途徑有哪些減少酸雨產(chǎn)生的途徑有哪些?(?(社會責任社會責任) )【解析解析】(1)(1)酸雨放置時酸雨放置時pHpH變小變小, ,其原因是雨水中的其原因是雨水中的H H2 2SOSO3 3被空氣中氧氣氧化所致被空氣中氧氣氧化所致:SO:SO2 2+H+H2 2O HO H2 2SOSO3 3, ,2H2H2 2SOSO3 3+O+O2 2=2H=2H2 2SOSO4 4。 可以通過檢驗不同時間的雨水中可以通過檢驗不同時間的雨水中 的濃度大小確的濃度大小確定定2H2H2 2SOSO3 3+O+O2 2=2H=2H2 2S

15、OSO4 4的發(fā)生。分別取的發(fā)生。分別取2 mL 0 h2 mL 0 h和和3 h3 h的雨水于試管中的雨水于試管中, ,加入等量鹽酸酸化加入等量鹽酸酸化, ,再加入等量足量再加入等量足量的的BaClBaCl2 2溶液溶液, ,盛有盛有3 h3 h的雨水的試管中溶液更渾濁的雨水的試管中溶液更渾濁, ,說說明明 濃度大。濃度大。24SO24SO雨水和自來水混合雨水和自來水混合, ,應考慮應考慮H H2 2SOSO3 3與與ClCl2 2( (或或HClO)HClO)的反的反應應:H:H2 2SOSO3 3+HClO=H+HClO=H2 2SOSO4 4+HCl(+HCl(或或SOSO2 2+2H

16、+2H2 2O+ClO+Cl2 2=H H2 2SOSO4 4+2HCl)+2HCl)。因此雨水與自來水混合后溶液。因此雨水與自來水混合后溶液pHpH將變小將變小。(2)(2)減少酸雨的產(chǎn)生需減少減少酸雨的產(chǎn)生需減少SOSO2 2的排放的排放, ,將煤轉(zhuǎn)化為清潔將煤轉(zhuǎn)化為清潔能源能源( (如煤的氣化和液化如煤的氣化和液化),),燃料脫硫、固硫燃料脫硫、固硫, ,開發(fā)不含開發(fā)不含硫的新能源硫的新能源( (如氫能、核能等如氫能、核能等),),都是有力措施。都是有力措施。答案答案: :(1)(1)雨水中存在反應雨水中存在反應SOSO2 2+H+H2 2O HO H2 2SOSO3 3, ,2H2H2

17、 2SOSO3 3+O+O2 2=2H=2H2 2SOSO4 4, ,酸性增強酸性增強,pH,pH變小變小分別取分別取2 mL 0 h2 mL 0 h和和3 h3 h的雨水于試管中的雨水于試管中, ,加入等量鹽加入等量鹽酸酸化酸酸化, ,再加入等量足量的再加入等量足量的BaClBaCl2 2溶液溶液, ,盛有盛有3 h3 h的雨水的雨水的試管中溶液更渾濁的試管中溶液更渾濁, ,說明說明 濃度大濃度大, ,說明說明2H2H2 2SOSO3 3+O+O2 2 =2H=2H2 2SOSO4 4的發(fā)生的發(fā)生24SO 變小變小; ;自來水使用自來水使用ClCl2 2消毒消毒, ,含有含有ClCl2 2和

18、和HClO,HClO,與雨水混與雨水混合發(fā)生反應合發(fā)生反應H H2 2SOSO3 3+HClO=H+HClO=H2 2SOSO4 4+HCl(+HCl(或或SOSO2 2+2H+2H2 2O+ClO+Cl2 2 =H=H2 2SOSO4 4+2HCl)+2HCl)酸性增強酸性增強,pH,pH變小變小(2) (2) 少用煤作燃料少用煤作燃料; ;燃料脫硫燃料脫硫; ;開發(fā)新能源開發(fā)新能源【遷移遷移應用應用】1.1.已知已知X X為一種常見酸的濃溶液為一種常見酸的濃溶液, ,能使蔗糖粉末變黑。能使蔗糖粉末變黑。A A與與X X反應的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示反應的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示, ,其中反應條件及部分產(chǎn)其

19、中反應條件及部分產(chǎn)物均已略去物均已略去, ,則下列有關(guān)說法正確的是則下列有關(guān)說法正確的是( () )A.XA.X使蔗糖變黑的現(xiàn)象主要體現(xiàn)了使蔗糖變黑的現(xiàn)象主要體現(xiàn)了X X的強氧化性的強氧化性B.B.若若A A為鐵為鐵, ,則足量則足量A A與與X X在室溫下即可完全反應在室溫下即可完全反應C.C.若若A A為碳單質(zhì)為碳單質(zhì), ,則將則將C C通入少量的澄清石灰水中通入少量的澄清石灰水中, ,一定一定可以觀察到有白色沉淀產(chǎn)生可以觀察到有白色沉淀產(chǎn)生D.D.工業(yè)上工業(yè)上,B,B轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為D D的反應條件為高溫、常壓、使用催的反應條件為高溫、常壓、使用催化劑化劑【解析解析】選選D D。X X為一種

20、常見酸的濃溶液為一種常見酸的濃溶液, ,能使蔗糖粉末能使蔗糖粉末變黑變黑, ,則則X X是硫酸是硫酸,D,D和水反應生成硫酸和水反應生成硫酸, ,則則D D是三氧化是三氧化硫硫,B,B和氧氣反應生成三氧化硫和氧氣反應生成三氧化硫, ,則則B B是二氧化硫。濃硫是二氧化硫。濃硫酸使蔗糖變黑的現(xiàn)象主要體現(xiàn)了它的脫水性酸使蔗糖變黑的現(xiàn)象主要體現(xiàn)了它的脫水性,A,A錯誤錯誤; ;若若A A是鐵是鐵, ,常溫下常溫下, ,鐵與濃硫酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象鐵與濃硫酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象, ,所以鐵不能所以鐵不能完全溶解完全溶解,B,B錯誤錯誤; ;若若A A是碳是碳, ,濃硫酸和碳反應生成二氧化濃硫酸和碳反應生成二氧化碳、

21、二氧化硫和水碳、二氧化硫和水, ,二氧化碳和少量氫氧化鈣反應生成二氧化碳和少量氫氧化鈣反應生成可溶性的碳酸氫鈣可溶性的碳酸氫鈣,C,C錯誤錯誤; ;工業(yè)上工業(yè)上, ,二氧化硫轉(zhuǎn)化為三二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的反應條件為高溫、常壓、使用催化劑氧化硫的反應條件為高溫、常壓、使用催化劑,D,D正確正確。2.2.亞硫酸鈉中亞硫酸鈉中+4+4價的硫既有氧化性又有還原性。現(xiàn)有價的硫既有氧化性又有還原性。現(xiàn)有試劑試劑: :氯水、硫化鈉溶液、亞硫酸鈉溶液、稀硫酸、氫氯水、硫化鈉溶液、亞硫酸鈉溶液、稀硫酸、氫氧化鈉溶液。氧化鈉溶液。世紀金榜導學號世紀金榜導學號(1)(1)要證明亞硫酸溶液具有還原性要證明亞硫酸溶液具有還原性, ,應選用什么試劑應選用什么試劑? ?會會觀察到什么現(xiàn)象觀察到什么現(xiàn)象? ?寫出反應的離子方程式。寫出反應的離子方