第五章 化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素
【實驗目的】1．通過實驗加深對硫及其化合物性質(zhì)的認識。2．應用氧化還原反應原理實現(xiàn)不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉化。
自然界中存在著硫的單質(zhì)，也存在著硫的化合物，我們知道硫具有-2、0、+4、+6等多種化合價，那么，硫元素又是如何實現(xiàn)不同化合價之間的相互轉化的？
【實驗用品】試管、托盤天平、量筒、酒精燈、鐵架臺、試管架、橡膠塞、乳膠管、膠頭滴管、玻璃導管、石棉網(wǎng)（或陶土網(wǎng)）、玻璃管、藥匙、棉花、鑷子、火柴。濃硫酸、銅片、硫粉、鐵粉、Na2S溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、H2SO3溶液、品紅溶液。
[注意] 實驗中可能產(chǎn)生少量有毒、有刺激性氣味的氣體。因此要注意通風，控制藥品的用量，嚴格按照要求進行操作，避免污染空氣，保證實驗安全。
-2價S具有還原性，+4價S表現(xiàn)氧化性。
反應的化學方程式：2 Na2S + 3H2SO3== 3S ↓+ 3H2O+2Na2SO3
反應的離子方程式：5S2-＋2MnO4-＋16H+== 2Mn2+＋8H2O＋5S↓
實驗2.如下圖所示連接儀器裝置，向試管中加入1mL濃硫酸和一小塊銅片，塞上帶導管的單孔橡膠塞，加熱，觀察并記錄實驗現(xiàn)象。
實驗3.將0.5g硫粉和1.0g鐵粉均勻混合，放在石棉網(wǎng)（或陶土網(wǎng)）上堆成條狀，用灼熱的玻璃棒觸及混合粉末的一端，當混合物呈紅熱狀態(tài)時，移開玻璃棒，觀察并記錄實驗現(xiàn)象。
硫粉與鐵粉加熱反應,得到硫化亞鐵。
S與一些變價金屬(如Fe,Cu)反應時，一般得到的是低價態(tài)的硫化物。
【問題和討論】 1．在上述實驗中，含硫物質(zhì)中硫元素的價態(tài)發(fā)生了怎樣的變化？
Na2S與H2SO3發(fā)生歸中反應生成S單質(zhì)，Na2S中S元素的化合價由－2價升高到0價，H2SO3中S元素的化合價由＋4價降低到0價；KMnO4將Na2S氧化生成S單質(zhì)，S元素的化合價由－2價升高到0價；濃H2SO4與Cu反應,濃H2SO4被還原為SO2，S元素的化合價由＋6價降低到＋4價；硫粉與鐵粉化合生成FeS,S元素的化合價由0價降低到－2價。
2．鐵粉與硫粉在空氣中混合燃燒時，可能發(fā)生哪些化學反應？
可能發(fā)生鐵和氧氣、鐵和硫、硫和氧氣的反應。
3．在實驗過程中你遇到了哪些問題？你是如何解決的？
實驗1中：可能遇到實驗現(xiàn)象不明顯，在操作中要注意充分搖動；實驗2中：反應過于劇烈，要注意控制加熱溫度；實驗3中：不能引燃，要把玻璃棒加熱到紅熱狀態(tài)。
溴水、HNO3、Fe3+ 、H2O2MnO4(H+)、
Cu、C、HI、H2S
Cl2、O2、 KMnO4(H+)
1.下列轉化需要加入氧化劑才能實現(xiàn)的是（ ）A．H2S SO2 B. H2SO4 SO2C．SO42- BaSO4 D. SO32- SO2
【解析】:A．該反應中S元素化合價由-2價變?yōu)?4價，則H2S是還原劑，需要氧化劑才能實現(xiàn)，如氧氣，故A正確；B．該反應中S元素化合價由+6價變?yōu)?4價，則H2SO4是氧化劑，需要還原劑才能實現(xiàn)，如Cu，故B錯誤；C．該反應中各元素化合價不變，不發(fā)生氧化還原反應就能實現(xiàn)，故C錯誤；D．該反應中各元素化合價不變，不發(fā)生氧化還原反應就能實現(xiàn)，故D錯誤；答案為：A
2.將SO2通入BaCl2溶液，未見沉淀，通入另一氣體X仍無沉淀，則X可能是 （ ） A.H2S B.NH3 C.Cl2 D.CO2
3.下列裝置不能實現(xiàn)相應實驗目的的(　　)
4.實驗室研究不同價態(tài)元素的轉化，對于物質(zhì)的制備和應用至關重要。實驗室可以用如圖所示裝置研究S(＋6價)→S(＋4價)。
(1)裝置C的作用是___________________________________。(2)裝置B、D中盛放的試劑分別為________、________(填字母)。a．BaCl2溶液　b．KI淀粉溶液　c．FeSO4溶液　d．NaOH溶液　e．品紅溶液(3)實驗結束后，發(fā)現(xiàn)裝置A中溶液幾乎為無色，且試管中有較多的白色固體。試管中溶液顯無色，體現(xiàn)了濃硫酸的________性。(4)實驗結束后，若要證明裝置A中白色固體為無水CuSO4，需要采取的操作是___________________________________________________________。
解析：(1)～(2)由題圖可知，裝置A中Cu與濃硫酸在加熱條件下發(fā)生反應生成二氧化硫，裝置B中可選用品紅溶液來檢驗二氧化硫，裝置C是安全瓶，用來防倒吸，裝置D中可選用NaOH溶液來吸收尾氣，防止污染空氣。(3)濃硫酸具有吸水性使裝置A中固體變?yōu)榘咨?4)實驗結束后，若要證明裝置A中的白色固體為無水CuSO4，需要采取的操作是將冷卻后的裝置A中的混合物緩慢加入適量水中，并攪拌，觀察溶液顏色變化。
答案：(1)防倒吸(或做安全瓶)　(2)e　d　(3)吸水　(4)將冷卻后的裝置A中的混合物緩慢加入適量水中，并攪拌，觀察溶液顏色變化

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實驗活動5 不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉化

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