2020-2021学年高二化学新教材人教版必修第二册教师用书：5

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www.ks5u.com 第3课时　硫酸根离子检验、硫和含硫化合物的相互转化 ‎ 课前自主预习 ‎ ‎1．SO的检验 检验SO的正确操作方法：被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)。‎ 先加稀盐酸的目的是防止CO、SO、Ag＋、SiO等离子干 扰，再加BaCl2溶液，有白色沉淀产生。整个过程中可能发生反应的离子方程式：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑、SO＋2H＋===H2O＋SO2↑、Ag＋＋Cl－===AgCl↓、2H＋＋SiO===H2SiO3↓。‎ ‎2．粗盐的提纯 ‎(1)不溶性杂质的除去 ‎ ‎ ‎(2)粗盐中可溶性杂质的除去 按照上面表格的设计进行实验(每种试剂均加足量)，则加入足量的Na2CO3溶液时还发生了一个反应，其化学方程式为Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl，这样设计的优点是加入Na2CO3溶液一并把原来杂质CaCl2和过量的BaCl2全部除去了，接下来的操作是过滤，最后再向滤液中加稍过量盐酸中和过量的Na2CO3和NaOH，之后蒸发结晶。‎ ‎3．不同价态硫物质的转化 ‎(1)常见不同价态硫的化合物 ‎①－2价：H2S、Na2S、FeS等。‎ ‎②＋4价：SO2、H2SO3、Na2SO3等。‎ ‎③＋6价：SO3、H2SO4、Na2SO4等。‎ ‎(2)通过下表中实验可完成不同价态硫元素物质之间的转化，请填写下表：‎ ‎(3)下表中的实验可完成相同价态硫元素物质之间的转化，请填写下表：‎ ‎ 课堂互动探究 ‎ ‎ 硫酸根离子的检验 ‎1．原理 利用Ba2＋＋SO===BaSO4↓(白色)，BaSO4具有不溶于盐酸、稀硝酸的特性。‎ ‎2．试剂 可溶性钡盐(BaCl2)、盐酸。‎ ‎3．排除干扰 ‎(1)Ag＋干扰：用盐酸酸化可排除Ag＋干扰。‎ ‎(2)CO、SO、PO干扰：因为BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2也是白色沉淀，与BaSO4白色沉淀不同的是，这些沉淀可溶于强酸中。因此检验SO必须用盐酸酸化。不能用硝酸酸化，因为在酸性条件下，SO、HSO、SO2等会被溶液中的NO氧化为SO，从而干扰实验结果。‎ ‎4．操作方法 ‎ 粗盐的提纯 ‎1．物质的分离和提纯的“三个必须”和“四个原则”‎ ‎(1)三个必须 ‎①除杂试剂必须稍过量。‎ ‎②过量试剂必须除尽。‎ ‎③除杂途径选最佳，有多种杂质时除杂顺序必须合理。‎ ‎(2)四个原则 ‎2．除去粗盐中可溶性杂质的原理 ‎3．试剂加入的先后顺序 根据原理可知，Na2CO3溶液既可除去CaCl2，又可除去过量的BaCl2，故Na2CO3溶液必须在加BaCl2溶液之后加入，盐酸要除去过量的Na2CO3和NaOH，故应最后加入，因此各试剂的加入顺序可以为：‎ ‎(1)BaCl2→NaOH→Na2CO3→盐酸；‎ ‎(2)NaOH→BaCl2→Na2CO3→盐酸；‎ ‎(3)BaCl2→Na2CO3→NaOH→盐酸。‎ 切记：加盐酸要在过滤之后。‎ ‎ 不同价态硫元素之间的转化规律 ‎1．升降转化规律 硫的常见化合价有－2、0、＋4、＋6，在不太强的氧化剂或不太强的还原剂作用下，硫元素的化合价升高或降低只变化到相邻的价态值。例如－2价的硫通常的氧化产物是零价的硫(单质)。‎ ‎2．互不换位规律 ‎(1)与之间发生氧化还原反应时，只能变成中间价态，不可能变成互换位置。例如：H2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2↑＋2H2O中，S是氧化产物，SO2是还原产物。‎ ‎(2)硫元素相邻价态的微粒之间不发生氧化还原反应。‎ 例如：S与H2S、S和SO2、SO2和浓H2SO4‎ 之间不发生氧化还原反应。‎ ‎3．跳位转化规律 遇到很强的氧化剂时，低价态的硫可能被氧化到比邻位更高的价态，称为“跳位”。‎ 例如：2H2S＋3O2(足量)2SO2＋2H2O ‎ 典例题组训练 ‎ 题组一　　　SO的检验 ‎1．检验试样中有无SO的操作及结论正确的是(　A　)‎ A．先加盐酸无明显现象，再加BaCl2溶液有白色沉淀，一定有SO B．加盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀，一定有SO C．滴加硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液有白色沉淀，一定有SO D．滴加BaCl2溶液有白色沉淀，一定有SO 解析：A项，先加盐酸无明显现象，排除了CO、SO、Ag＋等的干扰，再加BaCl2溶液产生白色沉淀，即说明溶液中存在SO；B项，Ag＋对SO的检验有干扰；C项，SO对SO的检验有干扰；D项，CO、SO、Ag＋等均对SO的检验有干扰。‎ ‎2．某溶液中可能含有SO、CO、Cl－。为了检验其中是否含有SO，除BaCl2溶液外，还需要的溶液是(　B　)‎ A．H2SO4 B．HCl C．NaOH D．NaNO3‎ 解析：加入盐酸会使碳酸钡溶解，以排除CO的干扰。‎ ‎　‎ 题组二　　粗盐的提纯 ‎3．(双选)为了除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO及少量泥沙，得到纯净的NaCl，可将粗盐溶于水，下列操作顺序正确的是(　BD　)‎ ‎①过滤　②加入过量的NaOH溶液　③加入过量的盐酸 ‎④加入过量的Na2CO3溶液　⑤加入过量的BaCl2溶液　⑥加热蒸发 A．④①⑤②①③⑥ B．⑤④②①③⑥‎ C．②⑤④③①⑥ D．②⑤④①③⑥‎ 解析：除Ca2＋可用Na2CO3溶液，除Mg2＋可用NaOH溶液，除SO可用BaCl2溶液；为将杂质离子全部除去，加入的试剂必须是过量的，过量的试剂必须在后面操作中除去。因此，Na2CO3溶液必须在BaCl2溶液之后加入，否则过量的Ba2＋无法除去，且盐酸需在过滤操作之后加入，除去过量的CO和OH－，最后加热蒸发除去HCl，结晶得到纯净的NaCl。‎ ‎4．为了除去KCl溶液中少量的MgCl2、MgSO4，可选用Ba(OH)2，HCl和K2CO3三种试剂，按下图步骤操作：‎ ‎ ‎ ‎(1)写出三种试剂的化学式：‎ A Ba(OH)2，B K2CO3，C HCl。‎ ‎(2)填表：‎ 解析：除去KCl溶液中的MgCl2、MgSO4‎ ‎，实质是除去溶液中的Mg2＋和SO，可以选用过量的Ba(OH)2溶液；而过量的Ba2＋则选用K2CO3溶液除去，最后加入适量HCl除去过量的OH－和CO，加热煮沸使HCl逸出，即可得到纯净的KCl溶液。‎ ‎　‎ 分离和提纯的比较 项目 分离 提纯 概念 把混合物中各组成成分分离开，得到纯净的原状态的各物质 把被提纯物质中的杂质除去，并分离出纯净的被提纯物 区别和 联系 分离和提纯都是依据混合物中各物质的物理性质和化学性质的区别设计方案，即二者原理相同。提纯过程也包含分离过程，只是杂质部分通常要弃去 原则与 注意事项 分离或提纯一般应遵循不增、不减、易复原、易分离的“两不两易”原则，即不增加杂质，不减少所需物质，欲得物质容易复原，欲得物质易于分离 题组三　　含硫物质间的转化 ‎5．Na2SO3中有＋4价的硫，它既有氧化性又有还原性，现有试剂：溴水、Na2S溶液、Na2SO3溶液、H2SO4、NaOH溶液、氨水。‎ ‎(1)要证明Na2SO3具有还原性，应选用的试剂有Na2SO3溶液、溴水，看到的现象是溴水褪色，反应的离子方程式为SO＋Br2＋‎ H2O===SO＋2Br－＋2H＋。‎ ‎(2)要证明Na2SO3具有氧化性，应选用的试剂有Na2SO3溶液、Na2S溶液、H2SO4，看到的现象是有黄色浑浊出现，反应的离子方程式为SO＋2S2－＋6H＋===3S↓＋3H2O。‎ ‎(3)证明H2SO3的酸性小于H2SO4，选用的试剂有Na2SO3溶液、H2SO4，反应的现象是有刺激性气味的气体产生，反应的离子方程式为SO＋2H＋===SO2↑＋H2O。‎ 解析：(1)要证明Na2SO3具有还原性，应选用氧化性物质溴水。向Na2SO3溶液中滴加溴水，溴水褪色，说明Na2SO3具有还原性。(2)要证明Na2SO3具有氧化性，应选用还原性物质Na2S溶液和H2SO4。先加入少量H2SO4，使反应在酸性环境中进行，为反应提供H＋，再向Na2SO3溶液中滴加Na2S溶液，若溶液中出现黄色浑浊，说明有单质硫生成，也说明Na2SO3具有氧化性。(3)要证明H2SO3的酸性小于H2SO4，应选用的试剂为Na2SO3溶液和H2SO4，向Na2SO3溶液中滴加硫酸，若有气泡产生，说明H2SO3的酸性小于H2SO4。‎ ‎6．下图表示物质A～F之间的转化关系，其中A为淡黄色固体，B、C为无色溶液，D为气体，E、F为白色沉淀。请填写下列空白：‎ ‎(1)写出各物质的化学式：‎ A S，B H2SO3，C H2SO4，D SO2，E BaSO3，F BaSO4。‎ ‎(2)写出下列反应的化学方程式：‎ B―→A：H2SO3＋2H2S===3S↓＋3H2O。‎ B―→C：H2SO3＋Cl2＋H2O===H2SO4＋2HCl。‎ ‎(3)写出C―→F的离子方程式：SO＋Ba2＋===BaSO4↓。‎ ‎(4)在A～F六种物质中，既有氧化性又有还原性的是ABDE(填字母代号)。‎ 解析：中学阶段学过的淡黄色固体物质有S、Na2O2和AgBr，其中能与O2反应的是硫，则D为SO2，B为H2SO3，E为BaSO3，C为H2SO4，F为BaSO4。硫元素的最高正价为＋6价，最低负价为－2价。含处于中间价态硫元素的物质，既具有氧化性又具有还原性。‎ ‎ 核心素养 ‎ ‎1．理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系 ‎2．掌握硫及其化合物之间的转化规律 ‎(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的 反应②、③、④的化学方程式为 ‎②H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O；‎ ‎③Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑；‎ ‎④Na2SO3＋H2O＋SO2===2NaHSO3。‎ ‎(2)不同价态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 提醒：①同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应，如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。‎ ‎②当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态，如2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。‎ 同价态硫元素之间的转化也是物质推断的重要突破点，可以从物质类别的角度进行分析与迁移。‎ 如：SO2、Na2SO3、NaHSO3之间的转化代表着酸性氧化物、正盐、酸式盐之间的转化；H2S、Na2S、NaHS之间的转化代表着二元弱酸、正盐、酸式盐之间的转化，可类比CO2、Na2CO3、NaHCO3之间的转化。‎ ‎(注：上述转化可通过与酸或碱反应实现)‎ ‎【例1】　硫在空气中燃烧生成气体A，把A溶于水得溶液B，向B中滴加溴水，溴水褪色，B变成C，在C里加Na2S产生气体D，把D通入B溶液得浅黄色沉淀E。A、B、C、D、E都含同一种元素。按A、B、C、D、E顺序排序的是(　　)‎ A．SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S B．SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S C．SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3‎ D．SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3‎ ‎【解析】　硫在空气中燃烧生成SO2，SO2溶于水得H2SO3，向H2SO3中滴加溴水生成H2SO4和HBr，在H2SO4溶液中加Na2S产生气体H2S，H2S与H2SO3反应产生浅黄色沉淀S，故B项正确。‎ ‎【答案】　B ‎【例2】　‎ 含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示，下列叙述不正确的是(　　)‎ A．该过程中可得到化工产品H2SO4‎ B．该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2‎ C．该过程中化合价发生改变的元素为Fe和S D．图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4‎ ‎【解析】　根据图可知，该工艺中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，该反应的化学方程式为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4，该工艺不仅吸收了SO2，还得到了化工产品H2SO4，A、D正确；根据以上分析可知该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2，B正确；该过程中化合价发生变化的元素有氧、铁、硫，C错误。‎ ‎【答案】　C