浙江专版2017-2018学年高中化学专题4硫氮和可持续发展第一单元第三课时硫和含硫化合物的相互转化学案苏教版必修1 .doc

第三课时 硫和含硫化合物的相互转化 考试要求S、SO2、H2SO4等硫及其化合物之间的相互转化(b/ c)1.硫及其化合物之间转化关系如下：2硫及其化合物转化原理(1)通过氧化还原反应可以实现含有不同价态硫元素的物质之间的转化。(2)通过非氧化还原反应可以实现含有相同价态硫元素的不同物质之间的转化。 1硫在自然界中的存在(1)存在形式：自然界中的硫元素主要以硫单质、硫化物和硫酸盐等形式存在。(2)游离态：主要存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。(3)化合态：主要存在于金属矿石中。(4)常见含硫矿物或硫酸盐的主要成分：硫铁矿(黄铁矿)：FeS2，黄铜矿：CuFeS2，石膏：CuSO42H2O，芒硝：Na2SO410H2O，重晶石：BaSO4，胆矾或蓝矾：CuSO45H2O，绿矾：FeSO47H2O，明矾：KAl(SO4)212H2O。2硫单质的性质(1)物理性质俗名色态溶解性硫黄黄色固体不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2(2)化学性质与金属反应：a与Fe反应的化学方程式为FeSFeS。b与Hg反应的化学方程式为HgS=HgS。与非金属反应：a与H2反应的化学方程式为H2SH2S。b与O2反应的化学方程式为SO2SO2。与浓H2SO4反应的化学方程式为S2H2SO4(浓)3SO22H2O。1下列说法中，不正确的是()A硫是一种淡黄色的难溶于水的固体B硫在自然界中仅以化合态存在C硫与铁反应生成硫化亚铁D硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫解析：选B火山喷口附近有游离态的硫，金属矿石中的硫以化合态存在。2下列关于单质硫的性质的说法正确的是()A单质硫跟金属单质的反应中硫都是氧化剂B单质硫跟金属单质的反应都需要加热或点燃C单质硫跟非金属单质的反应中硫都是还原剂D单质硫跟非金属单质的反应中硫都是氧化剂解析：选A金属元素在硫化物中的化合价只有正价，硫元素的化合价一定是负价，单质硫在跟金属单质的反应中都是氧化剂；在硫单质跟金属单质反应的条件中，S与Hg反应不需要加热；如果单质硫跟氧化性弱的非金属单质如H2反应，则显氧化性；如果单质硫跟氧化性强的非金属单质如O2反应，则显还原性。 1硫元素的化合价及对应的常见物质化合价2046代表物质H2S、Na2S、NaHS、FeS、CuSSSO2、H2SO3、Na2SO3、NaHSO3SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO42硫及其化合物的相互转化()不同价态的硫的转化是通过氧化还原反应实现的。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(1)如：H2SSSO2SO3写出、的化学方程式：2SO2O22SO3；H2SH2S；2H2SSO2=3S2H2O。(2)如：Na2SSNa2SO3Na2SO4写出、的化学方程式：2Na2SO22H2O=2S4NaOH；3S6NaOH2Na2SNa2SO33H2O；2Na2SO3O2=2Na2SO4。()相同价态硫的转化是非氧化还原反应实现的：如SO2Na2SO3写出、反应的化学方程式：H2SO32NaOH=Na2SO32H2O；Na2SO3H2SO4=Na2SO4H2OSO2；Na2SO3SO2H2O=2NaHSO3。1硫在足量O2中燃烧，可以生成SO3吗？提示：不可以，只生成SO2。2SO2有还原性，浓H2SO4可以干燥SO2气体吗？提示：可以，硫元素的相邻价态间不发生氧化还原反应。3实验室中如何制取SO2?提示：Na2SO3与较浓H2SO4反应。4实验室制SO2的尾气常用NaOH溶液吸收，其反应产物是什么？提示：Na2SO3或NaHSO3。1利用价态的变化分析硫化学性质的方法单质硫的化合价为0，处于中间价态，故单质硫既有氧化性又有还原性，在反应中既可作氧化剂又可作还原剂。如 (或)(1)弱氧化性在加热的条件下，硫黄能被H2和绝大多数的金属单质还原。如：SH2H2S、FeSFeS、2CuSCu2S。(2)弱还原性在一定条件下，硫黄可被O2、浓H2SO4等强氧化剂氧化。如：SO2SO2。(3)既是氧化剂又是还原剂：S在强碱溶液里加热可发生自身的氧化还原反应。3S6NaOH2Na2SNa2SO33H2O。2硫元素价态的转化规律(1)邻位价态转化规律是硫元素的最低价态，只有还原性。它与氧化剂反应，其价态一般会升至相邻的价态()。如H22FeCl3=2HCl2FeCl2。能发生自身氧化还原反应，在反应时分别升至和降至与其相邻的价态。如36KOH=2K2K2O33H2O。和处于中间价态，既有氧化性又有还原性。与弱氧化剂作用时，被氧化成相邻的高价态；与弱还原剂作用时，被还原成相邻的低价态。如H2 O2O32O2O22O3O22H2 =32H2O是硫元素的最高价态，只有氧化性。遇到还原剂时，其价态一般降至相邻的价态()。如Cu2H2O4(浓)CuSO4O22H2O(2)跳位转化规律和遇到强氧化剂时，价态会发生跳位转化。如 6HNO3(浓)6NO2H2O42H2O(3)互不换位规律和发生氧化还原反应时，只能转化为中间价态，不可能互换位置。如H2H2O4(浓)=O22H2O。相邻价态的两物质间不发生氧化还原反应。如和H2，和O2，O2和H2O4之间均不发生氧化还原反应。1下列物质中，不能由单质直接化合生成的是()CuSFeSSO3H2SFeCl2ABC D全部解析：选A2CuSCu2S，Cu和S不能直接化合生成CuS；SO2SO2，S和O2不能直接化合生成SO3；2Fe3Cl22FeCl3，Fe和Cl2不能直接化合生成FeCl2。2(2016浙大附中期末)如图表示某种盐的制备步骤：已知：水合盐B含有45.3% 的结晶水；无水盐C焙烧分解，放出两种无色刺激性气体E和F，并生成红棕色固体D，E是形成酸雨的主要物质，固体D能溶解在F的水溶液中形成G溶液。(1) 请写出物质的化学式或名称：A_，B_，D_，F_。(2)写出E通入G溶液的离子方程式：_。解析：根据转化关系，以及信息，无水盐C焙烧分解，放出两种无色刺激性气体E和F，并生成红棕色固体D，E是形成酸雨的主要物质，可以判定E是SO2，红棕色固体D为Fe2O3，B为带结晶水的FeSO4，水合盐B含有45.3%的结晶水，推出B是FeSO47H2O；2FeSO4Fe2O3 SO2 SO3，固体D能溶解在F的水溶液中形成G溶液，综合上述信息F是SO3。 答案：(1)FeFeSO47H2OFe2O3SO3(2)2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H 三级训练节节过关1下列物质能与SO2在一定条件下发生反应的是()NaOH氯气空气氢硫酸Na2SO3Na2CO3AB C D解析：选DSO2与NaOH、O2、Cl2、Na2SO3、Na2CO3、H2S发生的反应分别为：SO22NaOH=Na2SO3H2OSO2Cl22H2O=H2SO42HCl2SO2O2 2SO3SO22H2S=3S2H2OSO2Na2SO3H2O=2NaHSO3SO2Na2CO3=Na2SO3CO2。2下列反应中，SO2作还原剂的是()ASO2NaOH=NaHSO3BSO2H2O2=H2SO4CSO22H2S=3S2H2OD2Mg 3SO2 =S2MgSO3解析：选BB项，二氧化硫中硫元素化合价升高，SO2作还原剂。3X盐和Y酸反应可放出有刺激性气味的气体Z，Z跟NaOH反应又得到X盐，Z氧化的最终产物为气体W，气体W溶于水又得到Y酸。则X盐和Y酸是()ANa2SO4和硫酸 BNa2SO3和盐酸CNa2CO3和盐酸 DNa2SO3和硫酸解析：选DX盐和Y酸反应，产生有气味的气体Z，A不反应，C产生无味CO2，排除A、C项；B、D产生SO2，SO2氧化生成SO3，SO3溶于水生成硫酸，排除B项。4单质X与浓H2SO4共热，反应中X与H2SO4的物质的量之比为12，则X元素在生成物中的化合价可能为()1234A BC D解析：选A若X为金属，X2H2SO4XSO4SO22H2O，则X为2价。若X为非金属，X2H2SO4XO22SO22H2O，则X为4价。5已知A是一种不溶于水的固体，在一定条件下有下列转化关系(部分产物及H2O省略)试回答：(1)写出物质的化学式：A_，E_。(2)写出由B和C反应生成A，由F的浓溶液生成C的化学方程式：BCA_，F(浓)C_。(3)写出D和F的稀溶液反应的离子方程式_。解析：由AH2B，AO2C知：A元素的化合价既能升高，也能降低，故A为非金属元素，B为氢化物，C为氧化物，且BCA，则A为硫，进一步推知B为H2S，C为SO2，D为FeS，E为SO3，F为H2SO4。答案：(1)SSO3(2)2H2SSO2=3S2H2OCu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O(3)FeS2H=Fe2H2S1下列物质中的硫元素，既有氧化性，又有还原性的是()AH2SBSO2CSO3 DH2SO4解析：选BSO2中S的化合价为4价，处于中间价态，既有氧化性，又有还原性。2下列关于氢硫酸、亚硫酸、硫酸的叙述正确的是()A它们都是酸，因此彼此不发生反应B只有亚硫酸可以露置在空气中，其他酸不可以C鉴别三种酸溶液时，只要分别滴加BaCl2溶液即可D它们都是二元酸，酸性H2SH2SO3H2SO4解析：选D氢硫酸能与亚硫酸、浓硫酸反应，在空气中能被氧气氧化。亚硫酸与氢硫酸、O2反应，但不与浓H2SO4反应，故亚硫酸不能露置在空气中；浓H2SO4具有吸水性，不能露置于空气中；向三种酸中加BaCl2溶液，只有H2SO4反应。3下列生成二氧化硫的反应中，反应物中的含硫物质被氧化的是()A硫在空气中燃烧B铜片与浓硫酸共热C红热的木炭与浓硫酸反应D亚硫酸钠与稀硫酸反应解析：选A含硫物质中元素化合价升高，才被氧化。A项，单质硫被氧化；B项、C项，浓H2SO4被还原；D项，不是氧化还原反应。4下列转化需要加入还原剂才能实现的是()AH2SSO2 BH2SO4SO2CSSO2 DSOSO2解析：选B加入还原剂后，被还原的硫元素的化合价降低，A项，H2SSO2，化合价升高；B项，H2SO4SO2，化合价降低；C项，SSO2，化合价升高；D项，SOSO2，化合价不变。5下列物质中，既不与亚硫酸反应又不与SO2反应的是()AH2S BO2CNaOH溶液 DS解析：选D亚硫酸、SO2可以氧化H2S，O2则可氧化亚硫酸、SO2，NaOH与亚硫酸、SO2反应生成Na2SO3和H2O，而S与亚硫酸、SO2均不发生反应。6能实现下列物质间直接转化的元素是()单质氧化物酸或碱盐A硅 B硫C铜 D铁解析：选BSiO2、CuO、Fe3O4均不与水反应生成对应的酸或碱，故A、C、D均错。B项，SO2SO2，SO2H2OH2SO3，H2SO32NaOH=Na2SO32H2O，可以实现转化，故选B。7下列反应中SO2作氧化剂的是()ASO2NO2=SO3NOBSO2Br22H2O=H2SO42HBrCSO22H2S=3S2H2ODSO2Na2SO3H2O=2NaHSO3解析：选CA和B项中，硫元素的化合价升高，SO2作还原剂；D项中的反应不是氧化还原反应。8硫黄在空气中燃烧生成气体甲，甲溶于水得溶液乙，向乙溶液中滴加溴水，溴水褪色，乙转化为丙。在丙溶液中加入Na2S生成气体丁，把丁通入乙溶液中得到沉淀戊。甲、乙、丙、丁、戊均含有硫元素，则它们分别是()ASO3、H2SO4、H2SO3、H2S、SBSO2、H2SO3、H2SO4、SO2、SO3CSO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3DSO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S解析：选D题目中所述的变化过程可表示为：由题意可推出：甲是SO2，乙是H2SO3，丙是H2SO4，丁是H2S，戊是S。9亚硫酸钠中4价的硫既有氧化性又有还原性。现有试剂：溴水、硫化钠溶液、亚硫酸钠溶液、稀硫酸、氢氧化钠溶液、氨水。(1)要证明亚硫酸溶液具有还原性，应选用的试剂有_；观察到的现象是_；反应的离子方程式为_。(2)要证明亚硫酸钠溶液具有氧化性，应选用的试剂有_；观察到的现象是_；反应的离子方程式为_。解析：根据氧化还原反应的特点，要证明Na2SO3有氧化性，则应加入还原性试剂，反之，要加入氧化性试剂。Na2SO3与Na2S在酸性条件下反应生成单质S，碱性条件下不反应。答案：(1)溴水溴水褪色H2SO3Br2H2O=SO2Br4H(2)硫化钠溶液、稀硫酸有淡黄色沉淀生成6HSO2S2=3S3H2O10某化学兴趣小组为了探究SO2的性质，按下图所示装置进行实验。请回答下列问题：(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是_，其中发生反应的化学方程式为_；(2)实验过程中，装置B、C中产生的现象分别是_、_，这些现象分别说明SO2具有的性质是_和_；装置B中发生反应的离子方程式为_。(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性，请写出实验操作及现象_。(4)尾气可采用_溶液吸收。解析：(1)根据仪器的特征，该仪器是蒸馏烧瓶；亚硫酸钠和浓硫酸反应生成硫酸钠、SO2和水，化学方程式为Na2SO3H2SO4(浓)=Na2SO4SO2H2O。(2)酸性高锰酸钾有强氧化性，二氧化硫有还原性，所以二氧化硫能被酸性高锰酸钾溶液氧化而褪色，同时说明二氧化硫有还原性，SO2的氧化性能将S2氧化成S，则实验过程中，装置B、C中发生的现象分别是溶液由紫红色变为无色、无色溶液中出现黄色浑浊，这些现象分别说明SO2具有的性质是还原性和氧化性；装置B中发生反应的离子方程式为5SO22NnO2H2O=2Mn25SO4H。(3)二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，但加热褪色后的品红溶液，溶液的颜色能复原，所以探究SO2与品红作用的可逆性的实验操作及现象是品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的活塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色(4)该实验的尾气是SO2，可用NaOH溶液吸收。答案：(1)蒸馏烧瓶Na2SO3H2SO4(浓)=Na2SO4SO2H2O(2)溶液由紫红色变为无色无色溶液中出现黄色浑浊还原性氧化性5SO22MnO2H2O=2Mn25SO4H(3)品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的旋塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色(4)NaOH1下列各组物质混合后，没有明显现象的是()H2S和SO2；SO2和SO3；SO2和氯水；SO3(气)和Cl2；H2S和Cl2ABC D解析：选BSO2和SO3中硫元素为相邻价态，不能发生氧化还原反应。SO3和Cl2都具有氧化性，相互间不能发生反应。2已知SO2可与Na2SO3溶液发生下列反应：Na2SO3SO2H2O=2NaHSO3，除去SO2中混有的HCl气体，可选用的试剂是()A石灰水 B浓硫酸C饱和NaHSO3溶液 D饱和Na2SO3溶液解析：选C饱和的亚硫酸氢钠与盐酸反应生成二氧化硫。3在反应3S6NaOH2Na2SNa2SO33H2O中，被氧化的硫与被还原的硫的关系是()A物质的量比为21B质量比为21C质量比为12 D物质的量比为11解析：选C该氧化还原反应中，S既是氧化剂，又是还原剂。在3 mol S中，有1 mol S作为还原剂被氧化生成Na2SO3，有2 mol S作为氧化剂被还原生成Na2S。4高温下，硫酸亚铁发生如下反应：2FeSO4Fe2O3SO2SO3。若将生成的气体通入氯化钡溶液中，应发生的现象有()A一定产生BaSO4沉淀 B一定产生BaSO3沉淀C一定有SO2逸出 D一定有SO3逸出解析：选A由于SO2对应的H2SO3是一种弱酸，与BaCl2不反应，而BaSO4难溶于水，而且也难溶于HCl、H2SO4等强酸，同时SO2、SO3都易溶于水，与水反应能生成相应的酸。5实验室常用热的NaOH溶液洗去试管壁上沾有的硫，其反应方程式为6NaOH3S2Na2SNa2SO33H2O。在此反应中硫表现的性质是()A氧化性B还原性C既无氧化性又无还原性D既有氧化性又有还原性解析：选D依据反应的化学方程式知硫元素的价态变化是 ，故S既有氧化性又有还原性。6关于硫的叙述正确的是()A硫元素非常活泼，所以只以化合态存在于自然界中B黑火药的主要成分是硝酸钾、炭、硫，用二硫化碳、水通过过滤操作可将三者分离C硫与金属或非金属反应均作氧化剂D硫与铜反应得到硫化铜解析：选B硫元素在自然界中既有游离态又有化合态，A项错误；分离KNO3、C、S的混合物，先用水溶解，分离出KNO3，再用CS2溶解、过滤分离出C，B项正确；硫与金属、H2反应时作氧化剂，与O2、Cl2等非金属反应时作还原剂，C项错误；依据S2CuCu2S可知Cu与S反应生成硫化亚铜而不是硫化铜，D错误。7将0.8 mol SO2通入1 L 1 molL1的NaOH溶液中，所得溶液中SO和HSO的物质的量之比为()A13 B31C21 D12解析：选A设生成的n(NaHSO3)x，n(Na2SO3)y，由硫元素守恒得xy0.8 mol由钠元素守恒得x2y1 L1 molL1解得x0.6 mol，y0.2 mol，则。8在100 mL等物质的量的HBr和H2SO3的混合液里通入0.01 mol Cl2，有一半Br变为Br2(已知Br2能氧化H2SO3)。原溶液中HBr和H2SO3的浓度都等于()A0.007 5 molL1 B0.008 molL1C0.075 molL1 D0.08 molL1解析：选D由题意知Br2能氧化H2SO3，据氧化还原反应规律，H2SO3的还原性强于Br，在HBr和H2SO3的混合液中通入Cl2，Cl2首先氧化H2SO3，依据电子守恒，0.0120.1x20.1x(x为它们的物质的量浓度)，则x0.08 molL1。9下图表示物质AF之间的转化关系，其中A为淡黄色固体物质，B、C为无色溶液，D为气体，E、F为白色沉淀。请填写下列各空：(1)写出各物质的化学式：A为_，B为_，C为_，D为_，E为_，F为_。(2)写出下列反应的化学方程式：BA：_。BC：_。(3)写出CF的离子方程式：_。(4)在AF六种物质中，既有氧化性又有还原性的是(填字母代号)_。解析：常见淡黄色固体物质能够和氧气反应的是S，则D为SO2，B为H2SO3，E为BaSO3，C为H2SO4，F为BaSO4。硫元素的最高价为6价，最低价为2价，含处于中间价态0价、4价硫元素的物质，如S、SO2、H2SO3、BaSO3既有氧化性又有还原性。答案：(1)SH2SO3H2SO4SO2BaSO3BaSO4(2)H2SO32H2S=3S3H2OH2SO3Cl2H2O=H2SO42HCl(3)SOBa2=BaSO4(4)ABDE10含硫化合物的种类很多，现有H2SO4、H2SO3、SO2、Na2SO3、BaSO4、CuSO4、Na2SO4这7种常见的含硫化合物。回答下列问题：(1)H2SO3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，并标明电子转移的方向和数目：_。(2)常温下，将铁棒置于浓硫酸中，无明显现象，课本上解释为发生了钝化，但有人认为未发生反应。为验证此过程，某同学经过思考，设计了如下实验：将经浓硫酸处理过的铁棒洗净后置于CuSO4溶液中，若铁棒表面_，则发生了钝化；若铁棒表面_，则未发生反应。(3)用Na2SO3吸收法是治理SO2污染的一种方法，其原理为(用化学方程式表示)：_。(4)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，该反应的化学方程式：_。解析：(1)H2SO3与空气中的O2发生反应生成H2SO4；(2)铁棒经浓硫酸若钝化则生成铁的氧化物，铁的氧化物不与CuSO4溶液反应，若没有钝化，则铁棒与CuSO4溶液发生反应：FeCuSO4=CuFeSO4；(3)Na2SO3溶液与SO2气体反应生成NaHSO3；(4)CO和SO2发生氧化还原反应：SO22COS2CO2答案：(1) (2)无明显现象(无现象也可)有紫红色物质析出(3)Na2SO3SO2H2O=2NaHSO3(4)SO22COS2CO2