不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化-講義

高中化學(xué)人教版（2019）必修第二冊(cè)

【5.1.3不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化】【學(xué)習(xí)要點(diǎn)】硫及含硫化物的轉(zhuǎn)化、含硫化合物的性質(zhì)及制備

【知識(shí)梳理】

1.自然界中硫元素的存在游離態(tài)：火山噴口及地殼的巖層中?；蠎B(tài)①硫化物：黃鐵礦（）、黃銅礦（）②硫酸鹽：石膏（）、芒硝（）③其他：蛋白質(zhì)、化石燃料（煤、石油、天然氣）

2.硫及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系

（1）硫元素的化合價(jià)相同的物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化，發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，主要試劑是酸、堿、鹽、氧化物等；硫元素的化合價(jià)不同的物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，主要試劑是氧化劑和還原劑。（2）氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化鏈物質(zhì)連續(xù)被氧化，一般是因?yàn)橹行脑卮嬖诙喾N價(jià)態(tài)

【典例分析】

例1.單質(zhì)到鹽的轉(zhuǎn)化關(guān)系可表示為：下述轉(zhuǎn)化關(guān)系不正確的是(

)A.

Na→O2Na2O→H2ONaOH→CH3COOH

CH3COONa

B.

Mg→O2MgO→H2OMg(OH)2→HCl

MgCl2

C.

C→O2CO2→H2OH2CO3→Ca(OH)2【解析】A.鈉與氧氣反應(yīng)生成氧化鈉，氧化鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉，氫氧化鈉與醋酸反應(yīng)生成醋酸鈉和水，符合轉(zhuǎn)化關(guān)系，故A正確，但不符合題意；

B.鎂與氧氣反應(yīng)生成氧化鎂，氧化鎂難溶于水，與水不反應(yīng)，不符合轉(zhuǎn)化關(guān)系，故B不正確，符合題意；

C.碳與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸，碳酸與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣和水，符合轉(zhuǎn)化關(guān)系，故C正確，但不符合題意；

D.硫與氧氣反應(yīng)生成二氧化硫，二氧化硫與水反應(yīng)生成亞硫酸，亞硫酸與氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，符合轉(zhuǎn)化關(guān)系，故D正確，但不符合題意；故答案為：B例2.工業(yè)尾氣中含有的SO2對(duì)環(huán)境有害，采取合理的方法可以將其轉(zhuǎn)化為硫化鈣、硫酸鉀等有用的物質(zhì)。其一種轉(zhuǎn)化路線如圖所示：（1）提高尾氣中SO2的去除率，在高溫反應(yīng)時(shí)可采用的常用措施是________，得到的固體產(chǎn)物A是________(寫(xiě)化學(xué)式)。（2）反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為_(kāi)_______，該反應(yīng)需在60℃～70℃下進(jìn)行，溫度不能高于70℃的原因除了減少氨氣揮發(fā)外還有________。（3）固體A與過(guò)量焦炭一起焙燒生成CaS，該反應(yīng)的化學(xué)方程式________。（4）濾液B中除K+、SO42-離子外，大量存在的的離子還有________。

【答案】（1）將CaCO3研細(xì)成粉末、減緩(慢)通入尾氣的速率、延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間、通入適當(dāng)過(guò)量的空氣；CaSO4

（2）NH4HCO3+NH3+CaSO4=CaCO3+(NH4)2SO4；防止(減少)NH4HCO3分解

（3）CaSO4+4C高溫__CaS+4CO↑

（4）NH4+【解析】(1)將CaCO3研細(xì)成粉末增大接觸面積、減緩(慢)通入尾氣的速率、延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間、通入適當(dāng)過(guò)量的空氣均可以提高提高尾氣中SO2的去除率；根據(jù)非分析可知A為CaSO4；(2)反應(yīng)Ⅰ中少量硫酸鈣溶解生成的鈣離子與碳酸氫根電離出的碳酸根結(jié)合生成碳酸鈣沉淀，平衡不斷正向移動(dòng)最終硫酸鈣溶解，轉(zhuǎn)化為碳酸鈣沉淀，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH4HCO3+NH3+CaSO4=CaCO3+(NH4)2SO4；NH4HCO3受熱易分解，為防止(減少)NH4HCO3分解反應(yīng)需要控制在60℃～70℃下進(jìn)行；(3)焦炭即碳單質(zhì)，CaSO4與C一起焙燒得到CaS，說(shuō)明S元素被還原，則C元素被氧化生成CO，化學(xué)方程式為CaSO4+4C高溫__CaS+4CO↑；(4)反應(yīng)Ⅰ得到的溶液溶質(zhì)主要為(NH4)2SO4，與KCl反應(yīng)得到硫酸鉀，則溶液中除K+、SO42-離子外，大量存在的的離子還有NH4+例3.實(shí)驗(yàn)室里研究不同價(jià)態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化（1）A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______。（2）B中的現(xiàn)象是________。（3）C中出現(xiàn)淡黃色沉淀，反應(yīng)中Na2S做________(填“氧化劑”或“還原劑”)。（4）D溴水褪色，該反應(yīng)S元素的價(jià)態(tài)變化是由+4價(jià)變?yōu)開(kāi)_______價(jià)。（5）某同學(xué)認(rèn)為D中換成H2O2溶液也可以實(shí)現(xiàn)上述硫元素的價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明了他的觀點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)方案和現(xiàn)象為：取D中反應(yīng)后的溶液于試管中，________。（6）E的作用是________，離子方程式為_(kāi)_______。

（7）上述實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)SO2的性質(zhì)有________。【答案】（1）Cu+2H2SO4(濃)=加熱CuSO4+SO2↑+2H2O

（2）品紅褪色

（3）還原劑

（4）+6

（5）加入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀

（6）吸收SO2尾氣，防止污染環(huán)境；SO2+2OH?=SO32?+H2O

（7）漂白性、氧化性、還原性、酸性氧化物通性【解析】(1)A裝置中Cu和濃硫酸加熱條件下反應(yīng),生成硫酸銅、二氧化硫和水,化學(xué)方程式為Cu+2H2SO4(濃)=加熱CuSO4+SO2↑+2H2O；(2)B裝置為檢驗(yàn)SO2的裝置，SO2有漂白性，能使品紅褪色，所以B裝置中現(xiàn)象是品紅溶液褪色；(3)C裝置中，Na2S和SO2發(fā)生反應(yīng)2Na2S+3SO2=3S↓+2Na2SO3，可觀察到有淡黃色沉淀(或渾濁)生成，該反應(yīng)中的Na2S：S的化合價(jià)由?2價(jià)升為0價(jià)，Na2S發(fā)生氧化反應(yīng)、作還原劑，SO2發(fā)生還原反應(yīng)、作氧化劑；(4)D裝置中，Br2和SO2發(fā)生反應(yīng)Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4，S由+4價(jià)變?yōu)?6價(jià)；(5)過(guò)氧化氫溶液具有氧化性，會(huì)將二氧化硫氧化成硫酸，要想證明硫元素的價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化，只需要證明產(chǎn)物中有SO42?即可，所以只需要取D中溶液于試管中，加入鹽酸酸化的BaCl2溶液即可，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是有白色沉淀生成；(6)SO2是污染性氣體，需要尾氣處理，E裝置的作用是吸收SO2尾氣，防止污染環(huán)境；SO2是酸性氧化物，與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為SO2+2OH?=SO32?+H2O；(7)B裝置中褪色現(xiàn)象體現(xiàn)SO2的漂白性，C裝置中出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象體現(xiàn)SO2的氧化性，D裝置中溴水褪色體現(xiàn)SO2的還原性，E裝置中反應(yīng)體現(xiàn)酸性氧化物的通性。

【能力提升】

1.氫硫酸暴露在空氣中常常會(huì)產(chǎn)生渾濁的現(xiàn)象，是因?yàn)椋?/p>

）A.

揮發(fā)作用

B.

被氧化成了單質(zhì)硫

C.

產(chǎn)生了硫化物沉淀

D.

水蒸發(fā)了2.下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的敘述正確的是（

）A.

室溫下Na與空氣中O2反應(yīng)制取Na2O2

B.

Fe在稀硝酸中發(fā)生鈍化

C.

SO2與過(guò)量氨水反應(yīng)生成(NH4)2SO3

D.

MnO2和稀鹽酸反應(yīng)制取Cl23.下列表述正確的是（

）A.

硅晶體具有半導(dǎo)體性能，可用于光導(dǎo)纖維

B.

碳酸鈉可用于去除餐具的油污

C.

次氯酸是一種弱酸是因?yàn)榇温人岵环€(wěn)定，易分解

D.

SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，體現(xiàn)了SO4.已知某物質(zhì)X能發(fā)生如下轉(zhuǎn)化：下列有關(guān)上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中物質(zhì)及其反應(yīng)的敘述錯(cuò)誤的是（

）A.

若X為N2，則A為硝酸

B.

若X為S，則A為硫酸

C.

反應(yīng)①和②一定為氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)③一定為非氧化還原反應(yīng)

D.

若X為非金屬單質(zhì)或非金屬氫化物，則A不一定能與金屬銅反應(yīng)生成Y【參考答案】

1.【答案】B【解析】H2S中-2價(jià)的硫元素易被氧化，所以氫硫酸暴露在空氣中常常會(huì)產(chǎn)生渾濁的現(xiàn)象，是因?yàn)榭諝庵械难鯕鈱2-氧化生成S單質(zhì)，S單質(zhì)難溶于水，

故答案為：B。

【分析】A．揮發(fā)作用，對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象為有臭味，溶液變少；

B．H2S中-2價(jià)的硫元素易被氧化，生成S單質(zhì)，S單質(zhì)難溶于水，所以氫硫酸暴露在空氣中常常會(huì)產(chǎn)生渾濁的現(xiàn)象；

C．沒(méi)加入其它物質(zhì)，不是生成硫化物沉淀；

D．水分蒸發(fā)，硫化氫常溫為氣體，也會(huì)揮發(fā)掉。2.【答案】C【解析】A.室溫下Na與空氣中O2反應(yīng)生成Na2O，在加熱條件下生成Na2O2，故A不符合題意；B.常溫下Fe在濃硝酸中發(fā)生鈍化，故B不符合題意；C.SO2與過(guò)量氨水反應(yīng)生成(NH4)2SO3，故C符合題意；D.MnO2和濃鹽酸加熱反應(yīng)制取Cl2，故D不符合題意。故答案為C

3.【答案】B【解析】A．硅晶體具有半導(dǎo)體性能，可用于芯片和光電池，二氧化硅用于光導(dǎo)纖維，A不符合題意；B．碳酸鈉在水中可以水解出OH-溶液呈堿性，油污在堿性條件下發(fā)生水解被去除，B符合題意；C．次氯酸是一種弱酸是因?yàn)槠湓谒芤褐胁糠职l(fā)生電離，C不符合題意；D．SO2能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，是發(fā)生氧化還原反應(yīng)，體現(xiàn)了SO2的還原性，D不符合題意；故答案為：B。