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课件网) 第5章 化工生产中的重要非金属元素 实验活动5 不同价态含硫物质的转化 导入一 自然界中硫的存在与转化如下图所示,请按元素化合价将其中的含硫物质进行分类。 -2价:H2S、As4S4、As2S3、HgS；-1价:FeS2；0价:S； +4价:SO2、H2SO3；+6价:SO3、H2SO4、CaSO4·2H2O、Na2SO4·10H2O。 在一定条件下,自然界中不同价态的含硫物质可以实现相互转化,那如何在实验室里实现不同价态含硫物质的相互转化呢 导入二 硫元素的“价-态”二维图如下,理解物质间的转化关系。 通过上图的启发和提示,请同学们思考一下,在实验室如何实现不同价态含硫物质的相互转化 导入二 依据氧化还原反应原理可知:实现物质由低价态到高价态的转化,需要选择合适的氧化剂;实现物质由高价态向低价态的转化,需要选择合适的还原剂。 同学们在设计实验的同时,需要考虑到实验要遵循科学性、可行性、安全性和绿色化原则。接下来让我们选择合适的试剂,通过实验操作来验证不同价态含硫物质之间的转化规律。 一、不同价态含硫物质的相互转化 【实验1】Na2S→S 1.实验操作:在两支试管中分别加入1 mL Na2S溶液,向其中一支边振荡边滴加 H2SO3溶液,另一支边振荡边滴加酸性 KMnO4溶液,用浸 NaOH 溶液的棉团分别塞住两个试管口,观察并记录实验现象。 2.实验现象:滴入 H2SO3溶液的试管中,出现淡黄色浑浊现象;滴入酸性 KMnO4溶液的试管中,溶液紫红色逐渐消失,并出现淡黄色浑浊现象。 3.反应原理:2S2- +3H2SO3 3S↓+3H2O+2SO32- 、 5S2- + 2MnO4- +16H+ 2Mn2+ + 8H2O + 5S↓。 一、不同价态含硫物质的相互转化 1.实验装置: 2.实验操作：如上图所示连接仪器装置，向试管中加入 1 mL 浓硫酸和一小块铜片，塞上带导管的单孔橡胶塞，加热，观察并记录实验现象。 【实验2】H2SO4 →SO2 一、不同价态含硫物质的相互转化 3.实验现象:浓硫酸和铜片反应产生气泡,品红溶液颜色逐渐变浅直至褪色。 4.反应条件:铜与浓硫酸反应需要加热。 5.反应原理:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O 。 一、不同价态含硫物质的相互转化 【实验3】S→FeS 1.实验操作:将 0.5 g 硫粉和 1.0 g 铁粉均匀混合,放在陶土网上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端,当混合物呈红热状态时,移开玻璃棒,观察并记录实验现象。 2.实验现象:刚开始无现象,玻璃棒呈红热状态后,反应迅速,并有黑色固体生成。 3.反应原理:Fe+S FeS。 一、不同价态含硫物质的相互转化 交流与讨论 1.铁粉和硫粉在空气中混合燃烧，可能发生哪些化学反应？ 提示：可能发生铁和氧气、铁和硫、硫和氧气的反应。 2.在实验过程中你遇到了哪些问题 你是如何解决的 提示:在实验 1 中可能遇到实验现象不明显的问题，在操作中要注意充分摇动试管;实验 2 中的反应过于剧烈,要注意控制加热的温度;实验 3 中不能引燃,用灼热的玻璃棒触及反应混合物粉末的一端,混合物呈红热状态就移开玻璃棒。 一、不同价态含硫物质的相互转化 3.若试管内壁附着有单质硫时，可加入NaOH 溶液加热,然后洗涤,即可除去,试分析其反应原理并写出相关反应的化学方程式 提示:单质硫的化合价为0价,既可升高也可降低,当与 NaOH 溶液反应时,硫发生歧化反应生成易溶于水的 Na2S和 Na2SO3,反应的化学方程式为 3S + 6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O 一、不同价态含硫物质的相互转化 4.SO2具有还原性,浓硫酸具有强氧化性,能否用浓硫酸干燥 SO2 提示:能。SO2中的硫元素显 +4 价,硫酸中的硫元素显 +6 价,硫元素的化合价在 +4、+6 价之间不存在中间价态,SO2 虽具有还原性,但不能被浓硫酸氧化,故可以用浓硫酸干燥 SO2。 二、不同价态含硫化合物的转化规律 1.硫元素最高价(+6)只有氧化性,最低价(-2)只有还原性;中间价(0、+4)既有氧化性,又有 ... ...
