2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)專題4硫與環(huán)境保護(hù)第2單元硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化教學(xué)案蘇教版必修第一冊(cè)

PAGE7-其次單元硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化發(fā)展目標(biāo)體系構(gòu)建1.能從氧化還原反應(yīng)的視角探討物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，培育宏觀辨識(shí)與微觀探析的化學(xué)核心素養(yǎng)。2．相識(shí)同一元素不同化合物之間轉(zhuǎn)化的一般規(guī)律，培育改變觀念與平衡思想的化學(xué)核心素養(yǎng)。一、含硫物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化1．硫及其化合物轉(zhuǎn)化原理(1)通過氧化還原反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)含有不同價(jià)態(tài)硫元素的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化。(2)通過非氧化還原反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)含有相同價(jià)態(tài)硫元素的不同物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化。2．通過下表中試驗(yàn)可完成不同價(jià)態(tài)硫元素物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，請(qǐng)?zhí)顚懴卤恚涸囼?yàn)內(nèi)容現(xiàn)象化學(xué)方程式價(jià)態(tài)改變汞與硫黃反應(yīng)有黑色固體生成Hg＋S=HgSeq\o(S,\s\up6(0))→eq\o(S,\s\up6(－2))硫黃在氧氣中點(diǎn)燃硫黃在O2中燃燒，產(chǎn)生光明的藍(lán)紫色火焰S＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))SO2eq\o(S,\s\up6(0))→eq\o(S,\s\up6(＋4))Na2SO3被空氣中的氧氣氧化無明顯現(xiàn)象2Na2SO3＋O2=2Na2SO4eq\o(S,\s\up6(＋4))→eq\o(S,\s\up6(＋6))微點(diǎn)撥：硫單質(zhì)的氧化性較弱，與鐵、銅等變價(jià)金屬反應(yīng)時(shí)生成低價(jià)金屬的硫化物。3．下表中的試驗(yàn)可完成相同價(jià)態(tài)硫元素物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，請(qǐng)?zhí)顚懴卤恚涸囼?yàn)內(nèi)容現(xiàn)象化學(xué)方程式價(jià)態(tài)改變Na2SO3與H2SO4反應(yīng)制SO2產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋H2Oeq\o(S,\s\up6(＋4))→eq\o(S,\s\up6(＋4))，eq\o(S,\s\up6(＋6))→eq\o(S,\s\up6(＋6))過量NaOH溶液汲取SO2無明顯現(xiàn)象SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2Oeq\o(S,\s\up6(＋4))→eq\o(S,\s\up6(＋4))二、氧化還原反應(yīng)方程式的配平1．氧化還原方程式配平的基本原則2．氧化還原反應(yīng)方程式配平的步驟(1)標(biāo)變價(jià)：寫出反應(yīng)物、生成物的化學(xué)式。在化學(xué)方程式中標(biāo)出化合價(jià)發(fā)生改變的元素的化合價(jià)。eq\o(C,\s\up6(0))＋H2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4(濃)——eq\o(C,\s\up6(＋4))O2＋eq\o(S,\s\up6(＋4))O2＋H2O(2)列得失：依據(jù)化合價(jià)的改變標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。(4)配系數(shù)：依據(jù)質(zhì)量守恒定律配平其他物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，并添加氣體符號(hào)，注明反應(yīng)條件，將單線改為雙線。C＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O1．推斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”。)(1)含硫化合物間的轉(zhuǎn)化，既可以通過氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)，也可以通過非氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)。 (√)(2)向H2S溶液中通入空氣，溶液變渾濁，是因?yàn)榘l(fā)生了氧化還原反應(yīng)。 (√)(3)濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，SO2具有還原性，所以濃硫酸不能干燥SO2。 (×)(4)因?yàn)镃u(或Fe)與Cl2反應(yīng)生成高價(jià)態(tài)的氯化物，而Cu(或Fe)與S反應(yīng)生成低價(jià)態(tài)的硫化物，所以氧化性：Cl2>S。 (√)2．配平下列化學(xué)方程式(1)eq\x()NH3＋eq\x()O2=eq\x()NO＋eq\x()H2O(2)eq\x()MnOeq\o\al(－,4)＋eq\x()Cl－＋eq\x()H＋=eq\x()Mn2＋＋eq\x()Cl2↑＋eq\x()H2O[答案](1)4546(2)210162583．Na2SO3中有＋4價(jià)的硫，它既有氧化性又有還原性，現(xiàn)有試劑：溴水、Na2S溶液、Na2SO3溶液、H2SO4、NaOH溶液、氨水。(1)要證明Na2SO3具有還原性，應(yīng)選用的試劑有，看到的現(xiàn)象是，反應(yīng)的離子方程式為。(2)要證明Na2SO3具有氧化性，應(yīng)選用的試劑有，看到的現(xiàn)象是，反應(yīng)的離子方程式為。(3)證明H2SO3的酸性小于H2SO4，選用的試劑有，反應(yīng)的現(xiàn)象是，反應(yīng)的離子方程式為。[解析](1)要證明Na2SO3具有還原性，應(yīng)選用氧化性物質(zhì)溴水。向Na2SO3溶液中滴加溴水，溴水褪色，說明Na2SO3具有還原性。(2)要證明Na2SO3具有氧化性，應(yīng)選用還原性物質(zhì)Na2S溶液和H2SO4。先加入少量H2SO4，使反應(yīng)在酸性環(huán)境中進(jìn)行，為反應(yīng)供應(yīng)H＋，再向Na2SO3溶液中滴加Na2S溶液，若溶液中出現(xiàn)黃色渾濁，說明有單質(zhì)硫生成，也說明Na2SO3具有氧化性。(3)要證明H2SO3的酸性小于H2SO4，應(yīng)選用的試劑為Na2SO3溶液和H2SO4，向Na2SO3溶液中滴加硫酸，若有氣泡產(chǎn)生，說明H2SO3的酸性小于H2SO4。[答案](1)Na2SO3溶液、溴水溴水褪色SOeq\o\al(2－,3)＋Br2＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2Br－＋2H＋(2)Na2SO3溶液、Na2S溶液、H2SO4有黃色渾濁出現(xiàn)SOeq\o\al(2－,3)＋2S2－＋6H＋=3S↓＋3H2O(3)Na2SO3溶液、H2SO4有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=SO2↑＋H2O含硫物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化(素養(yǎng)養(yǎng)成——科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí))1831年，英國人菲利浦(P.Philips)把硫黃裝入內(nèi)部鑲有鉑催化劑的瓷管里加熱，并通入足量的空氣與其反應(yīng)，再將生成的三氧化硫溶于水制得硫酸。這就是接觸法制硫酸的雛形。后來，人們對(duì)這種方法進(jìn)行了改進(jìn)，如用釩代替鉑做催化劑、用氧氣代替空氣等，使生產(chǎn)效率得到極大提高。現(xiàn)代工業(yè)上制備硫酸的過程如下所示：[問題1]利用含硫物質(zhì)制備硫酸的過程就是含硫物質(zhì)轉(zhuǎn)化的過程。接觸法制硫酸的三部分裝置中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)是什么？Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)嗎？[提示]Ⅰ中S＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))SO2；Ⅱ中2SO2＋O22SO3；Ⅲ中SO3＋H2O=H2SO4。Ⅰ、Ⅱ中的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，Ⅲ中的反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)。[問題2]將0.5g硫粉和1g鐵粉勻稱混合，放在石棉網(wǎng)上堆成條狀。用灼熱的玻璃棒觸及混合粉末的一端，當(dāng)混合物呈紅熱狀態(tài)時(shí)，移開玻璃棒。預(yù)料你能看到什么現(xiàn)象？最終可能生成什么物質(zhì)？[提示]條狀混合物接著反應(yīng)，從一端起先漸漸變紅熱，反應(yīng)過程中有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，冷卻后有黑色固體生成。該黑色物質(zhì)可能是FeS。1．硫及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系SO2、SO3是酸性氧化物，H2SO3、H2SO4是酸，物質(zhì)的類別可以幫助我們理解它們的性質(zhì)。相同價(jià)態(tài)的不同含硫化合物間是通過酸堿反應(yīng)規(guī)律聯(lián)系在一起的。如2．當(dāng)硫元素的化合價(jià)上升或降低時(shí)，一般上升或降低到其相鄰的價(jià)態(tài)，即臺(tái)階式升降。3．相鄰價(jià)態(tài)的微粒不發(fā)生氧化還原反應(yīng)如S和H2S、S和SO2、SO2和濃硫酸之間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。4．含硫物質(zhì)的連續(xù)氧化某化學(xué)小組欲探究不同價(jià)態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化，請(qǐng)回答下列問題：(1)除膠頭滴管、酒精燈外，你認(rèn)為本試驗(yàn)必不行少的一種玻璃儀器是。(2)請(qǐng)幫他們完成以下試驗(yàn)報(bào)告：試驗(yàn)?zāi)康模禾骄咳N價(jià)態(tài)(0、＋4、＋6)硫元素間的相互轉(zhuǎn)化。選用試劑：硫黃、濃硫酸、二氧化硫、氯水、硫化氫、銅片、氧氣。試驗(yàn)記錄(畫斜線部分不必填寫)：試驗(yàn)編號(hào)預(yù)期的轉(zhuǎn)化選擇的試劑試驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論(用化學(xué)方程式表示)①S→SO2硫黃、氧氣②SO2→S二氧化硫、硫化氫③SO2→H2SO4二氧化硫、氯水氯水褪色④濃硫酸→SO2問題探討：從三種價(jià)態(tài)(0、＋4、＋6)硫元素間的相互轉(zhuǎn)化還可得到規(guī)律：當(dāng)硫元素處于最低價(jià)時(shí)只有性，處于最高價(jià)時(shí)只有性，處于中間價(jià)時(shí)既有性，又有性。(3)依據(jù)以上規(guī)律推斷，下列物質(zhì)中既有氧化性，又有還原性的有：(填字母)。A．Cl2B．NaC．Na＋D．Cl－E．SO2[解析](1)該試驗(yàn)的進(jìn)行還需一種試劑的反應(yīng)容器，選試管最合適。(2)①硫黃在氧氣中燃燒，產(chǎn)生藍(lán)紫色火焰；②SO2具有弱氧化性，可氧化H2S中－2價(jià)的硫元素，SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O；③SO2具有較強(qiáng)還原性，可被Cl2氧化：SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl；④濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，可被Cu還原而生成SO2。(3)Cl2中氯元素為0價(jià)，處于中間價(jià)態(tài)；SO2中硫元素為＋4價(jià)，處于中間價(jià)態(tài)，因而Cl2和SO2既有氧化性，又有還原性。[答案](1)試管(2)如表所示①藍(lán)紫色火焰②SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O③SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl④銅片、濃硫酸Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O還原氧化氧化(或還原)還原(或氧化)(3)AE1．下列改變，須要加入還原劑才能實(shí)現(xiàn)的是()A．H2SO4→SO2 B．H2S→SO2C．S→SO2 D．SOeq\o\al(2－,3)→SO2A[還原劑失去電子被氧化，即題目中所含元素化合價(jià)降低的過程須要加入還原劑。]2．下列化合物中，不能由組成該化合物的兩種元素的單質(zhì)干脆化合而成的是()A．Cu2S B．SO3C．FeS D．H2SB[由于S的氧化性相對(duì)O2和Cl2較弱，只能將變價(jià)金屬氧化成較低價(jià)態(tài)，故S與Cu、Fe化合，分別生成Cu2S、FeS，S與O2干脆化合只能生成SO2，S與H2化合生成H2S。]3．對(duì)于反應(yīng)O3＋I(xiàn)－＋H＋→I2＋O2＋H2O(未配平)，下列說法正確的是()A．O2和H2O是還原產(chǎn)物B．該反應(yīng)能說明O2的氧化性大于I2C．氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶1D．配平后的化學(xué)方程式為2O3＋2I－＋4H＋=I2＋2O2＋H2OC[此反應(yīng)中氧化劑是O3，還原劑是I－，氧化產(chǎn)物是I2，還原產(chǎn)物是H2O；由題意可知氧化性O(shè)3>I2，不能說明氧化性O(shè)2>I2；D中電荷不守恒，應(yīng)為O3＋2I－＋2H＋=I2＋O2＋H2O。]4．硫的氧化性不如氧氣強(qiáng)，在下列敘述中不能說明這一事實(shí)的是()A．S＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))SO2，O2是氧化劑、S是還原劑B．S是淡黃色固體，O2是無色氣體C．氫硫酸放置在空氣中易變渾濁(2H2S＋O2=2S↓＋2H2O)D．S和Cu反應(yīng)只能生成Cu2S(硫化亞銅)，而O2與Cu反應(yīng)生成CuOB[A項(xiàng)，S與O2化合時(shí)，O2作氧化劑，硫作還原劑，說明氧氣的氧化性比硫強(qiáng)；B項(xiàng)，不同單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱與單質(zhì)的存在狀態(tài)無必定聯(lián)系；C項(xiàng)，氫硫酸放置在空氣中易變渾濁，是氧氣將硫置換出來，說明氧氣的氧化性比硫強(qiáng)；D項(xiàng)，S可以將Cu氧化生成Cu2S(Cu的化合價(jià)為＋1)，而O2可以將Cu氧化為CuO(Cu的化合價(jià)為＋2)，說明氧氣的氧化性比硫強(qiáng)。]5．在通常狀況下，A為固態(tài)單質(zhì)。依據(jù)如圖轉(zhuǎn)化關(guān)系，回答：(1)寫出A、B、C的化學(xué)式：A，B，C。(2)寫出A在加熱條件下與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式：。(3)已知B與C在常溫下即可反應(yīng)生成A，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為