1、第2节 硫 的 转 化第1课时 自然界中的硫概念认知自主学习一、自然界中硫的存在和转化1硫元素的存在硫元素在自然界中主要存在于_中。2硫元素不同化合价之间的相互转化海洋、大气、地壳 元素的最高价只有氧化性，最低价只有还原性，中间价态既有氧化性也有还原性。二、硫1硫的物理性质俗称颜色状态熔、沸点硬度溶解性水酒精CS2硫黄_都不高很脆不溶微溶_黄色或淡黄色固体易溶2.化学性质实验结论：(1)硫的氧化性较弱，与变价金属反应，生成低价态的金属硫化物。(2)硫与氧气反应，无论氧气是否过量，只生成 SO2。3用途(1)制造硫酸、硫化橡胶；(2)黑火药、焰火、火柴；(3)农药(石灰硫黄合剂)；(4)医药(硫
2、黄软膏)。微点拨：黑火药反应方程式为 S2KNO33C=点燃 K2S3CO2N2。1判断下列说法是否正确：(1)硫的化学性质较活泼，所以只以化合态存在于自然界中。()提示：硫在自然界中既有游离态又有化合态。(2)硫在空气中燃烧生成二氧化硫，在氧气中燃烧生成三氧化硫。()提示：硫无论在空气中还是在纯氧气中燃烧都生成二氧化硫。(3)S 能氧化 Fe，使 Fe 生成3 价铁的化合物。()提示：硫和铁化合生成硫化亚铁。(4)SO2 与 NaOH 反应转化为 Na2SO3 的反应不是氧化还原反应。()提示：S 的价态并没有发生变化，所以不是氧化还原反应。2根据教材 P96 硫单质的物理性质“不溶于水，微
3、溶于酒精，易溶于二硫化碳”，如何洗涤做过硫实验的试管？提示：可以用二硫化碳进行洗涤。3火山喷发时熔岩喷涌、浓烟滚滚，不仅释放出巨大能量，而且产生了许多含有硫元素的气体，在火山口还有硫单质出现。(1)火山喷发时，产生的许多含有硫元素的气体是什么？(2)自然界中还有哪些含硫化合物？它们在自然界中是怎样产生和以什么形态存在的？提示：(1)火山喷发时，部分硫元素转化为硫化氢气体，部分硫元素转化为二氧化硫和三氧化硫气体。(2)火山喷发时，熔融态的含有硫元素的物质与含有铁、砷、汞等元素的物质反应形成矿物。暴露于地球表面的多种含硫矿物，受到空气中氧气和水蒸气等的作用，转化成新的物质，如石膏、芒硝。能力形成合
4、作探究学习任务一 硫单质的性质及用途硫在古代中国被列为重要的药材，在中国古代第一部药物学专著神农本草经中所记载的 46 种矿物药品中，就有石硫黄(即硫黄)。1硫的状态及受热后的现象分别是什么？提示：硫为黄色或淡黄色固体，受热时硫逐渐熔化为液体，最后变为气体。2研细的铁粉和硫粉放在石棉网上，用灼热的玻璃棒引燃，描述实验现象并写出相关反应的化学方程式。提示：混合物呈红热状态时，移开玻璃棒，混合物继续保持红热，最终生成黑色固体，硫与铁反应放热，反应生成黑色的 FeS：FeS=FeS。3熔化后的硫粉与氧气的反应，描述实验现象并写出该反应的化学方程式。提示：熔化后的硫粉在氧气中剧烈燃烧，发出明亮的蓝紫色
5、火焰，生成一种带有刺激性气味的气体，并放出大量的热：SO2=点燃 SO2。4自然界中存在的含硫物质有 HgS、S、SO2、CaSO42H2O 等，依据这些物质的化合价你认为 S 具有什么性质？硫单质的化学性质与金属反应2Na+SNa2S,Fe+SFeS,2Cu+SCu2S与非金属反应H2+SH2S氧化性黑火药反应S+2KNO3+3CK2S+3CO2+N2与非金属反应S+O2SO2还原性与氧化性酸反应S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2+2H2OS+2H2SO4(浓)3SO2+2H2O既表现氧化性又表现还原性与热的碱溶液反应3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O【典例】硫在古代中
6、国被列为重要的药材。下列有关硫的说法正确的是()AS 具有氧化性，故铁粉和硫粉共热可生成 Fe2S3BS 与金属或非金属反应时均作氧化剂C黑火药中的 KNO3、C、S 可用水、CS2 作溶剂用过滤等操作进行分离DS 在充足的 O2 中燃烧的化学方程式为 2S3O2=点燃 2SO3【解析】选 C。硫单质的氧化性较弱，与变价金属反应只能生成低价态的金属化合物，A 项错误；硫与非金属性较强的非金属单质(如氧气、氯气、氟气等)反应时，硫体现还原性，B 项错误；CS2 可溶解硫，过滤后蒸发滤液可得硫，再将滤渣溶于水，过滤又可得炭粉，滤液经蒸发浓缩、冷却结晶，得到硝酸钾，C 项正确；不管 O2 是否过量，
7、S 与 O2 反应只能生成 SO2，D 项错误。【规律方法】硫与铁、铜等变价金属反应生成低价的硫化物 FeS、Cu2S，而氯气与变价金属反应生成的是高价态的氯化物 FeCl3、CuCl2，说明氯气的氧化性强于单质硫。提示：不是氧化还原反应，因为无元素化合价的升降。原子数相同，分子数不同；因不知温度和压强，不能确定两者体积是否相等。(1)反应 2S2=S4 是氧化还原反应吗？16 g 气体硫单质 S2 和 S4 所含原子数、分子数及其体积一定相同吗？(关键能力分析与推测)(2)硫粉和铁粉质量保持为 3256，硫粉可以再多一些吗？为什么？(关键能力分析与推测)提示：不可以，多的硫粉会与空气中的氧气
8、反应，生成有刺激性气味的有毒气体SO2。【备选例题】下列关于硫的说法正确的是()A硫是一种黄色或淡黄色的不溶于水的固体B1 mol 硫原子参加反应时一定转移 2NA 个电子C硫与非金属反应均作还原剂D1.6 g 硫与 5.6 g 铁反应能得到 7.2 g 纯净硫化物【解析】选 A。在 SO2=点燃 SO2 反应中，1 mol 硫原子参加反应时，转移 4NA个电子，B 错误；S 与 H2 反应时，S 作氧化剂，C 错误；Fe 与 S 反应时Fe S=FeS56 32 885.6 g 1.6 g 4.4 g反应物中 Fe 过量，反应后得到含有 4.4 g FeS 和 2.8 g Fe 的混合物，D
9、 错误。下列有关硫的性质的叙述正确的是()A淡黄色晶体，不溶于水易溶于酒精B质脆易粉碎，易溶于二硫化碳，加热易熔化C既有氧化性又有还原性，硫与铁粉和铜粉分别反应，都可生成二价金属硫化物D硫在空气中燃烧的产物是 SO2，在氧气中燃烧的产物是 SO3【解析】选 B。硫不溶于水，微溶于酒精，易溶于 CS2，A 错，B 正确；硫既有氧化性又有还原性，与 Fe、Cu 反应时均生成低价硫化物：FeS=FeS、2CuS=Cu2S，C 错；硫不论在空气中还是在氧气中燃烧产物均是 SO2，D 错。【补偿训练】取一定量的铁粉和硫粉的混合物隔绝空气加热，充分反应后冷却，再加入足量的稀盐酸，标准状况下生成 2.24
10、L 气体，下列说法不正确的是()A原混合物中可能含 3.2 g 硫粉B原混合物的质量可能大于 8.8 g C原混合物中一定含有 5.6 g 铁粉D2.24 L 气体的质量可能大于 3.4 g【解析】选 D。FeS=FeS，若 S 过量，则与盐酸反应的只有 FeS，FeS2HCl=FeCl2H2S，由此可见 n(H2S)n(FeS)n(Fe)，则 n(Fe)n(H2S)2.24 L22.4 Lmol1 0.1 mol，m(Fe)56 gmol10.1 mol5.6 g；若 Fe 过量，则与盐酸反应的物质是 FeS 及剩余的 Fe，FeS2HCl=FeCl2H2S，Fe2HCl=FeCl2H2，分
11、析以上两个方程式可知不论 Fe 与 S 反应是谁过量，生成气体的物质的量与原混合物中 Fe 的物质的量相等。已知生成标准状况下 2.24 L 气体，则一定有 0.1 mol Fe(5.6 g)存在，C 正确；当 5.6 g 铁粉恰好与 3.2 g 硫粉反应，生成 8.8 g FeS；若硫粉过量，则硫粉的质量大于 3.2 g，混合物的质量大于 8.8 g，A、B 正确；若 2.24 L 气体都是 H2S 气体，则 H2S 气体的质量等于 3.4 g，若 2.24 L 气体是 H2S 与 H2 的混合气体，则气体的质量小于 3.4 g，D 错误。黑火药的成分是硝酸钾、硫黄和木炭，俗称“一硫二硝三木
12、炭”。当加热或点燃黑火药时会发生剧烈反应而爆炸，其原理为 S2KNO33C=K2SN23CO2。请回答下列问题：(1)该反应中的氧化剂是_，还原剂是_。(2)现有一定量的黑火药爆炸，产生了标准状况下的气体 44.8 L，反应过程中转移电子的物质的量是_。(3)分离黑火药中三种成分的方法是将黑火药溶于水，过滤，蒸发滤液得_，再将滤纸上的物质溶于_，过滤，滤纸上留下的物质是_。(4)简述禁止燃放烟花爆竹的原因：_。【解析】(1)S 和 KNO3 作氧化剂，C 作还原剂。(2)n(N2)n(CO2)44.8 L22.4 Lmol1 2 mol，n(N2)14 2 mol0.5 mol，n(CO2)1
13、.5 mol，则 n(e)120.5 mol6 mol。(3)用水、CS2 经过滤可分离三种成分。答案：(1)S、KNO3 C(2)6 mol(3)KNO3 CS2 C(4)燃放烟花爆竹会产生污染性气体 SO2，还有噪声、粉尘等都会造成环境污染，而且不小心还会引发火灾，造成意外伤害事故学习任务二含硫物质之间的转化1如图是人们总结的不同价态硫元素的转化关系，请分析各种元素在氧化还原反应中表现氧化性还是还原性。2以硫元素为基础原料，合成硫酸，请设计合成路线。提示：SSO2SO3H2SO4 或 SSO2H2SO3H2SO4。不同价态硫元素之间的相互转化说明：以上转化主要是不同价态硫元素之间的相互转化
14、，主要通过氧化还原反应实现。从左到右，硫元素化合价升高，需加入氧化剂；从右到左，硫元素化合价降低，需加入还原剂。【典例】硫是生物必需的大量营养元素之一，如图是自然界中硫的循环图，在循环过程中价态变化在2 价至6 价之间，以不同的状态(或形态)发生一系列的变化。下列有关说法不正确的是()A.硫在自然界中既有游离态又有化合态B过程宜在土壤的富氧区实现C硫元素的循环过程中既有硫的还原，又有硫的氧化D若生物体有机硫的成键方式为，则过程中 S 未发生氧化还原反应【解析】选 B。硫在自然界中既有单质，又有化合物，故 A 正确；过程硫酸根转化为硫化氢，硫元素化合价降低，被还原，不能在富氧区，故 B 错误；过
15、程中硫元素可以被氧化生成二氧化硫，也可以被还原生成硫化氢，故 C 正确；若生物体中的硫存在形式是，氢元素化合价1 价，硫元素得电子能力强，共用电子对偏向硫，显示2 价，未发生氧化还原反应，故 D 正确。【思维升华】H2S、S、SO2、SO3、H2SO3、H2SO4、Na2SO3、Na2SO4 等都是常见含硫元素的物质，请从物质类别及硫元素的化合价角度分析，绘出硫的“价类”二维图。提示：【备选例题】从 S 元素的化合价判断下列含硫元素的物质只能作还原剂的是()ACuS BS CSO2 DH2SO4【解析】选 A。CuS 中 S 元素的化合价为2 价，为 S 的最低价，只具有还原性，A 项正确；单
16、质硫中 S 元素的化合价为 0，为中间价态，既有氧化性也有还原性，B 项错误；SO2 中 S 元素的化合价为4 价，为中间价态，既有氧化性也有还原性，C 项错误；H2SO4 中的 S 元素化合价为6 价，为 S 的最高价，只具有氧化性，D 项错误。1在中国古代第一部药物学专著神农本草经中指出：“石硫黄能化金银铜铁，奇物”。这说明当时已经知晓硫能与铜、铁等金属直接作用而生成金属硫化物。下列反应中，硫表现还原性的是()A硫与氧气 B硫与氢气C硫与铁D硫与铜【解析】选 A。硫与铁、氢气及铜反应时，硫都得到电子生成2 价的硫的化合物，表现氧化性，只有硫与氧气反应生成的 SO2 中硫显4 价，表现还原性
17、。2根据硫元素的化合价判断下列物质中的硫元素只能表现氧化性的是()ANa2S BNa2S2O3CSO2DH2SO4【解析】选 D。H2SO4 中硫元素处于最高价态，没有还原性。【补偿训练】已知氯气通入氢硫酸中能产生淡黄色沉淀(H2SCl2=2HClS)，则下列说法正确的是()AS 是氧化剂 BCl2 被氧化C氧化性：SCl2D还原性：H2SHCl【解析】选 D。由元素化合价变化可知，H2S 是还原剂，Cl2 是氧化剂，HCl 是还原产物，S 是氧化产物。氧化性：氧化剂(Cl2)氧化产物(S)，还原性：还原剂(H2S)还原产物(HCl)。学情诊断课堂测评1(水平 1)实验室做完铜与硫蒸气反应的实
18、验后，要除去试管内壁上附着的硫，可采用的方法是()A用酒精洗涤 B用盐酸洗涤C用蒸馏水洗涤D用 CS2 洗涤【解析】选 D。硫的洗涤主要是利用硫的溶解性特点，硫易溶于 CS2，因此可用CS2 将硫除去，也可利用硫的化学性质，用热 NaOH 溶液将硫除去。2(水平 1)下列转化不能一步实现的是()ASH2S BSSO3CH2SSO2DSO2H2SO4【解析】选 B。单质硫跟氧气的化合反应生成 SO2，无论氧气量多还是少。3(水平 2)有关下列两个反应的叙述正确的是()2H2SSO2=3S2H2OS2H2SO4(浓)=3SO22H2OA反应说明 SO2 能与酸反应，具有碱性氧化物的性质B反应改用稀
19、 H2SO4，则能放出氢气C反应说明 S 具有两性元素的性质D反应中被氧化的硫元素与被还原的硫元素的物质的量之比为 12【解析】选 D。反应中 SO2 作氧化剂，说明二氧化硫具有氧化性，不能从氧化还原反应的发生来判断其是酸性还是碱性氧化物，A 错误；反应体现浓 H2SO4的强氧化性和 S 的还原性，S 与稀 H2SO4 不反应，B 错误；单质硫只能与氧化性酸反应，不能与非氧化性酸反应，故不属于两性元素，C 错误；反应中化合价升高的硫元素与化合价降低的硫元素的个数之比为 12，即被氧化的硫元素与被还原的硫元素的物质的量之比为 12，D 正确。4(水平 1)下列化合物不能用相应元素的单质直接化合而
20、成的是()CuS FeS Al2S3 Fe2S3 Cu2S FeCl2A B C D【解析】选 B。硫的氧化性不是很强，与变价金属反应时生成低价态的金属硫化物，所以金属 Fe 和 Cu 在加热条件下与硫单质反应时，只能生成 FeS 和 Cu2S，而不是 Fe2S3 和 CuS。Fe 与氧化性强的 Cl2 反应生成 FeCl3，而不是 FeCl2。5(水平 1)在空气中加热硫粉和铁粉的混合物，可观察到下列现象：(1)有淡蓝色火焰，且生成刺激性气味的气体；(2)混合粉末变红，放出热量，最后变成黑色固体；(3)不时有火星从混合物中溅出。请分别写出以上三种情况发生反应的化学方程式：(1)_；(2)_；(3)_。【解析】在空气中加热硫粉和铁粉的混合物，除硫与铁反应生成黑色的 FeS 外还有硫和氧气、铁和氧气的反应。答案：(1)SO2=点燃SO2(2)SFe=FeS(3)3Fe2O2=点燃 Fe3O4