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实验活动5 不同价态含硫物质的转化实验目的1.通过实验加深对硫及其化合物性质的认识。
2.应用氧化还原反应的原理实现不同价态含硫物质的转化。
实验仪器试管、托盘天平、量筒、酒精灯、铁架台、试管架、橡胶塞、乳胶管、胶头滴管、玻璃导管、石棉网、玻璃棒、药匙、棉花、镊子、火柴。
实验药品浓硫酸、铜片、硫粉、铁粉、硫化钠溶液、酸性高锰酸钾溶液、氢氧化钠溶液、亚硫酸溶液、品红溶液。
实验步骤1.硫化钠转化为单质硫(1)向盛有1 mL 硫化钠溶液的试管中，边振荡边滴加亚硫酸溶液，观察到的现象是有淡黄色沉淀生成。
(2)向盛有1 mL 硫化钠溶液的试管中，边振荡边滴加酸性高锰酸钾溶液，观察到的现象是有淡黄色沉淀生成。
(3)上述两个实验中，都要用浸有氢氧化钠溶液的棉团塞住试管口，其原因是吸收实验过程中可能产生的有毒气体硫化氢和二氧化硫。
2.浓硫酸转化为二氧化硫 (1)实验装置及操作如图所示(2)试管甲中观察到的现象是铜片上有气泡逸出，溶液变蓝色，铜片溶解，试管乙中观察到的现象是品红溶液逐渐变为无色。
(3)浓硫酸与铜反应的化学方程式是Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O 。
3.硫转化为硫化亚铁(1)实验装置及操作如图所示。
(2)观察到的现象是混合物继续保持红热，最后生成黑色固体。
(3)反应的化学方程式为Fe ＋S=====△FeS 。
部分含硫物质的分类与相应化合价关系如图所示。
下列推断不合理的是（ ）A ．a 可与O 2反应直接生成cB ．b 既可被氧化，也可被还原C ．可向H 2O 2中加入b 制得dD ．可存在b c d b →→→的转化关系【答案】A【分析】根据元素的化合价及物质类型，可知a 是S 单质，b 是SO 2，c 是SO 3，d 是H 2SO 4，e 是H 2SO 3，然后结合物质的性质分析解答。
【详解】A ．a 是S 单质，c 是SO 3。
S 与O 2在点燃时发生反应产生SO 2，不能产生SO 3，A 错误； B ．b 是SO 2，S 元素化合价为+4价，介于S 元素的最高+6价和最低-2价之间，因此SO 2既有氧化性，又有还原性，也就是说该物质既可被氧化，也可被还原，B 正确；C ．H 2O 2具有氧化性，b 是SO 2，该物质具有还原性，向H 2O 2中加入SO 2，二者发生氧化还原反应产生H 2SO 4，C 正确；D ．SO 2与O 2在催化剂存在条件下被氧化为SO 3，SO 3与H 2O 反应产生H 2SO 4，H 2SO 4与Na 2SO 3在溶液中→→→的转化关系，D正确；发生反应产生SO2气体，故存在b c d b故合理选项是A。
【同步实验课】 不同价态含硫物质的转化【实验目的】1.通过实验加深对硫及其化合物性质的认识。
2.应用氧化还原反应原理实现不同价态含硫物质的转化。
【实验原理】2 Na 2S + 3H 2SO 3== 3S ↓+ 3H 2O+2Na 2SO3 ; Cu +2H 2SO 4(浓)CuSO4+SO 2↑+2H 2O5S 2＋2Mn O 4-＋16H +==== 2M n 2+＋8H 2O ＋5S↓； Fe + S FeS【实验试剂】浓硫酸、铜片、硫粉、铁粉、Na 2S 溶液、酸性KMnO 4溶液、NaOH 溶液、H 2SO 3溶液、品红溶液。
【实验仪器】试管、天平、量筒、酒精灯、铁架台、试管架、橡胶塞、乳胶管、胶头滴管、玻璃导管、石棉网(或陶土网)、玻璃棒、药匙、棉花、镊子、火柴。
【实验一】Na 2S 的还原性实验操作图解操作实验现象 实验结论 （1）在试管中加入1mL N a 2S 溶液，边振荡边滴加H 2S O 3溶液，用浸NaOH 溶液的棉团塞住试管口，观察并记录实验现象。
（2）在试管中加入1mL N a 2S 溶液，边振荡边滴加酸性KMnO 4溶液，用浸NaOH 溶液的棉团塞住试管口，观察并记录实验现象。
1.滴加H 2SO 32.出现黄色沉淀 ，棉团塞住试管口1.滴加KMnO 4，出现黄色沉淀，棉团塞住试管口产生淡黄色沉淀。
溶液紫红色褪去，产生淡黄色沉淀。
2 Na 2S + 3H 2SO 3=3S ↓+3H 2O+2Na 2SO 35S 2+2MnO 4-＋16H += 2Mn 2++8H 2O+5S↓ S 元素化合价变化 2价S 具有还原性，+4价S 表现氧化性。
【实验二】验证浓硫酸的氧化性实验操作图解操作实验现象实验结论△ △01实验梳理 02实验点拨 03典例分析 04对点训练 05真题感悟如上图所示连接仪器装置，向试管中加入1mL浓硫酸和一根铜丝，塞上带导管的单孔橡胶塞，加热，观察并纪录实验现象。
含硫物质的转化一、自然界中硫的存在和转化
（一）硫的存在
（二）硫的转化
自然界的含硫物质在一定条件下能够进行转化，这种转化在人工的条件下也能发生，例如工业制硫酸。
二、不同价态含硫物质的转化
（一）不同价态之间的转化基本规律
硫元素化合价不同的物质之间的转化，属于氧化还原反应，主要试剂是氧化剂和还原剂。
（二）价态变化规律
（1）2
S -是硫元素的最低价态，只有还原性；
（2）0S 、4
S +处于中间价态，既有氧化性，又有还原性； 6S +是硫元素的最高价态，只有氧化性。
（2）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。
()222
222
4
6
O O O 223H H S
H S
S
S O S O -++−−→不足、△
例如：()242222H SO C
2SO CO 2H O +↑+↑+△
浓
（3）有时硫的化合价发生跳位转化。
如2
S -、0
S 遇到强氧化剂时可被氧化为+6价：
3
HNO 24S H SO −−−→、26
S S -+−−−→浓硝酸。
（4）硫元素相邻价态的微粒之间不发生氧化还原反应。
如S 和2H S 、S 和2SO 、2
SO
H SO之间不发生氧化还原反应。
和24
（三）氧化还原反应转化关系
三、同种价态含硫物质的转化
（一）转化基本规律
硫元素的化合价相同的物质之间的转化，属于非氧化还原反应，主要试剂是酸、碱、盐、氧化物等。
（二）重要的转化关系
1．含−2价硫元素的化合物之间的转化
（1）H2S的制备
【制备原理】
根据强酸制弱酸的原理，可采用非氧化性的强酸（稀硫酸或稀盐酸）与弱酸盐（FeS）反应，可生成硫化氢气体。
FeS + 2HCl====FeCl2 + H2S↑；FeS + H2SO4====FeSO4 + H2S↑由于盐酸具有挥发性，所以制得的气体中含有较多的氯化氢杂质。
【制取装置】
制取H2S可以使用启普发生器或制气体的简易装置。
把FeS放入启普发生器的球形体
内，漏斗里注入稀HCl。
需用H2S时，打开导气管活塞，FeS与稀HCl接触产生H2S，停止用气时，只需关闭活塞反应既可停止。
【气体收集】
H2S能溶于水、形成氢硫酸，因此不能用排水法收集。
因硫化氢的密度比空气大，可用瓶口向上的排空气集气法收集。
【气体检验】
用蘸有硝酸铅（或醋酸铅）溶液的试纸，放在集气瓶口试验，如果试纸变黑则证明集气瓶里已充满了H2S气。
(CH3COO)2Pb + H2S====PbS↓+ 2CH3COOH （2）H2S与NaOH的反应
【反应原理】
H2S为二元弱酸，NaOH为一元强碱，两者发生酸碱中和反应。
NaOH+H2S(足量)====NaHS+H2O
2NaOH+H2S(少量)====Na2S+2H2O
书写方程式时，一定要注意H2S和NaOH的相对多少。
【主要应用】
硫化氢有毒，在实验室中常用氢氧化钠溶液除去杂质气体硫化氢，洗气装置如下：
（3）金属硫化物
金属硫化物即为硫化某的形式，例如CuS 、Na 2S 、FeS 、K 2S 等。
金属硫化物可由硫与金属生成二元化合物，也可由硫化氢（或氢硫酸）与金属氧化物或氢氧化物作用生成。
2．含+4价硫元素的化合物之间的转化
224
24
H O NaOH NaOH 2
23
3
23H SO H SO SO H SO NaHSO Na SO 溶液溶液△
稀稀
（1）SO 2的制备
Na 2SO 3+H 2SO 4=Na 2SO 4+H 2O+SO 2↑
（2）SO 2与NaOH 的反应
SO 2+2NaOH =Na 2SO 3+H 2O （少量SO 2）
SO 2+NaOH =NaHSO 3（过量SO 2）
（三）二元弱酸与一元碱的计算
SO 2与碱反应的有关计算分析
⎩
⎪⎨⎪⎧
SO 2＋2NaOH===Na 2SO 3＋H 2O……①SO 2＋NaOH===NaHSO 3……① SO 2与强碱NaOH 发生反应时，产物是Na 2SO 3还是NaHSO 3，取决于二者的用量，遇
到类似这样的问题，设SO 2的物质的量为n (SO 2)，NaOH 的物质的量为n (NaOH)，数轴代表n NaOH
n SO 2
，如下列数轴所示：
若NaOH 与SO 2按1：1反应时，发生反应：NaOH ＋SO 2===NaHSO 3。
若NaOH 与SO 2按2：1反应时，发生反应：2NaOH ＋SO 2===Na 2SO 3＋H 2O 。
若n NaOH n SO 2
＝2时，发生反应①，反应后的物质为Na 2SO 3。
(2)若
n NaOH
n SO 2
≤1时，发生反应①，反应后的物质为NaHSO 3。
(3)若1<n NaOH
n SO 2<2，同时发生反应①、①，反应后的物质为Na 2SO 3与NaHSO 3。
(4)若
n NaOH
n SO 2
>2，发生反应①，反应后的物质为NaOH 与Na 2SO 3。
还可以根据反应前后的Na 、S 元素守恒来进行计算
①若产物只有Na 2SO 3，可以根据Na 2SO 3的化学式可知钠原子和硫原子之比为2：1，则可以反推参加反应的NaOH 与SO 2中的钠原子和硫原子之比为2：1，则可以反推参加反应的n(NaOH)：n(SO 2)=2：1。
②若产物只有NaHSO 3，可以根据NaHSO 3的化学式可知钠原子和硫原子之比为1：1，则可以反推参加反应的NaOH 与SO 2中的钠原子和硫原子之比为1：1，则可以反推参加反应的n(NaOH)：n(SO 2)=1：1。
③若产物成分复杂，那也不过只有以下几种情况：a.SO 2与NaHSO 3；b.Na 2SO 3与NaHSO 3；c.NaOH 与Na 2SO 3，均可以先设未知量列，再根据钠元素和硫元素守恒来列等式进行计算。
四、陌生的含硫化合物
近几年高考对硫及其化合物的考查，除了常见的二氧化硫、硫酸、亚硫酸盐等物质外，还涉及硫代硫酸钠(Na 2S 2O 3)、焦亚硫酸钠(Na 2S 2O 5)、陌生的含硫化合物等。
下面介绍几种含硫化合物的性质，理解这些物质的性质主要从S 元素的化合价入手。
（一）硫代硫酸钠(Na 2S 2O 3)
其结晶水合物俗称海波或大苏打，S 元素的化合价为＋2价，具有还原性。
①遇酸不稳定：Na 2S 2O 3＋2HCl===2NaCl ＋S↓＋SO 2↑＋H 2O ；
②还原性：2Na 2S 2O 3＋I 2===Na 2S 4O 6＋2NaI ，这是分析化学中“碘量法”定量测定碘的一个重要反应。
（二）焦亚硫酸钠(Na 2S 2O 5)
S 元素的化合价为＋4价，与亚硫酸盐一样具有还原性。
①制备：2NaHSO 3=====△
Na 2S 2O 5＋H 2O 。
②还原性：S 2O 2－5＋2I 2＋3H 2O===2SO 2－
4＋4I －＋6H ＋。
（三）连二亚硫酸钠(Na 2S 2O 4)
Na 2S 2O 4俗称保险粉，S 元素的化合价为＋3价，具有还原性，在空气分析中常用来吸收氧气。
（四）过二硫酸钠(Na 2S 2O 8)
Na 2S 2O 8中S 元素的表观化合价为＋7价，实质上S 的化合价依然是＋6价，其阴离子
S 2O 2－
8结构中含有过氧链，其中2个O 原子为－1价，其余6个O 原子为－2价。
因为有过
氧链的结构，所以Na 2S 2O 8是一种强氧化剂，在Ag ＋催化下，能将Mn 2＋氧化为MnO －4，反应的离子方程式为2Mn
2＋
＋5S 2O 2－8＋8H 2O=====Ag ＋
2MnO －4＋10SO 2－
4＋16H ＋。
