高中化學(xué)必修課程PAGEPAGE1第3章物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化第2節(jié)硫的轉(zhuǎn)化第2課時硫酸酸雨及其防治學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解硫酸的主要性質(zhì)。2．了解酸雨的形成、危害與防治，提高環(huán)保意識。3．能從物質(zhì)類別和元素價態(tài)變化的角度認(rèn)識物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化，并了解在自然資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)中的重要作用。知識梳理一、硫酸的性質(zhì)及應(yīng)用1．物理性質(zhì)純硫酸是無色、黏稠、揮發(fā)的油狀液體，稀釋時大量熱。2．化學(xué)性質(zhì)(1)稀硫酸在稀硫酸中H2SO4=2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)，硫酸是一種二元強(qiáng)酸，具有酸的通性，能與酸堿指示劑變色，與活潑金屬、堿性氧化物、堿、鹽等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。(2)濃硫酸①強(qiáng)氧化性②吸水性：濃硫酸具有很強(qiáng)的吸水性，可用作。③脫水性：濃硫酸能將物質(zhì)(一般為有機(jī)物)中的氫、氧原子按的比例脫出生成H2O。3．SOeq\o\al(2－,4)的檢驗被檢液eq\o(→,\s\up7(加足量),\s\do5(鹽酸酸化))無現(xiàn)象eq\o(→,\s\up7(滴加BaCl2),\s\do5(溶液))有無白色沉淀(判斷有無SOeq\o\al(2－,4))。警示：(1)先加入鹽酸排除雜質(zhì)離子的干擾①Ag＋、Pb2＋干擾：鹽酸酸化能防止Ag＋干擾，因為Ag＋＋Cl－=AgCl↓。②COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、POeq\o\al(3－,4)干擾：因為BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2也是白色沉淀，與BaSO4白色沉淀所不同的是這些沉淀能溶于強(qiáng)酸中(如BaCO3＋2H＋=H2O＋CO2↑＋Ba2＋)。因此檢驗SOeq\o\al(2－,4)時，必須用強(qiáng)酸酸化(一般用鹽酸而不能用HNO3酸化)。(2)正確選擇鋇鹽所用鋇鹽不能是Ba(NO3)2溶液，一般用BaCl2溶液，因為在酸性條件下，SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)等會被溶液中的NOeq\o\al(－,3)氧化為SOeq\o\al(2－,4)，從而得出錯誤的結(jié)論。4．主要應(yīng)用硫酸既是化學(xué)實驗的重要試劑，也是重要的工業(yè)原料，常用于制造化肥、農(nóng)藥、炸藥、燃料等，還用于石油精煉和金屬加工等。[互動探究]濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，稀硫酸也具有氧化性，二者的氧化性有何不同？[歸納升華]濃硫酸強(qiáng)氧化性的多角度剖析(1)使Fe、Al鈍化：常溫下，F(xiàn)e、Al遇到濃H2SO4表面會生成一層致密的氧化膜而出現(xiàn)“鈍化”現(xiàn)象。“鈍化”不是不反應(yīng)，而是生成的致密氧化膜阻止了金屬與濃硫酸繼續(xù)反應(yīng)。在加熱條件下，F(xiàn)e、Al與濃硫酸會發(fā)生反應(yīng)，如2Fe(少量)＋6H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O。(2)與氫之前的活潑金屬反應(yīng)：如Zn＋2H2SO4(濃)=ZnSO4＋SO2↑＋2H2O。規(guī)律：①濃H2SO4既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)酸性；②濃H2SO4一旦變稀，反應(yīng)就轉(zhuǎn)化為Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑。(3)與氫之后的不活潑金屬(除Au、Pt外)反應(yīng)：Cu＋2H2SO4(濃)△,CuSO4＋SO2↑＋2H2O。規(guī)律：①反應(yīng)需加熱；②氧化產(chǎn)物是硫酸鹽，金屬顯高價，還原產(chǎn)物為SO2；③濃H2SO4既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)酸性；④隨反應(yīng)進(jìn)行，H2SO4濃度變小，一旦變?yōu)橄2SO4，反應(yīng)就會停止。(4)與非金屬反應(yīng)：如C＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。規(guī)律：①反應(yīng)要加熱；②氧化產(chǎn)物是最高價的氧化物(或?qū)?yīng)酸)，還原產(chǎn)物為SO2；③濃H2SO4只表現(xiàn)氧化性；④隨反應(yīng)進(jìn)行，H2SO4濃度變小，一旦變?yōu)橄2SO4，反應(yīng)就停止；⑤能氧化碳、硫、磷等，不能氧化H2、N2、O2、Si、Cl2、F2、Br2等。[即時訓(xùn)練]角度一稀硫酸的性質(zhì)1．下列物質(zhì)的變化中，加入稀硫酸不能一步實現(xiàn)的是()A．Zn→ZnSO4 B．CuO→CuSO4C．塊狀大理石→制取大量CO2 D．Ba(OH)2→BaSO4角度二濃硫酸的三大特性2．下列事實與原因?qū)?yīng)關(guān)系正確的是()A．在空氣中敞口久置的濃硫酸，溶液質(zhì)量增大——濃硫酸具有難揮發(fā)性B．濃H2SO4滴在紙上，使紙變黑——濃硫酸具有脫水性C．濃硫酸與蔗糖作用有海綿狀的炭生成——濃硫酸具有吸水性D．濃硫酸可與銅反應(yīng)——只顯示濃硫酸的強(qiáng)氧化性【方法技能】吸水性和脫水性的根本區(qū)別：物質(zhì)本身是否存在水分子eq\o(。,\s\do4(,))角度三濃硫酸與金屬反應(yīng)的“量變”到“質(zhì)變”3．50mL物質(zhì)的量濃度為18mol·L－1的硫酸中加入足量銅片并加熱，充分反應(yīng)。下列有關(guān)說法中正確的是()A．有0.9mol的硫酸被還原B．有0.45mol的硫酸被還原C．充分反應(yīng)后體系中無硫酸剩余D．消耗銅的物質(zhì)的量一定少于0.45mol【方法技能】“量變”到“質(zhì)變”的“兩反應(yīng)”：MnO2與濃鹽酸的反應(yīng)；Cu與濃硫酸的反應(yīng)eq\o(。,\s\do4(,))角度四硫酸根離子的檢驗4．下述實驗方案能夠確定溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)的事實是()A．取少量試樣溶液，加入用鹽酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成B．取少量試樣溶液，先加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加稀HNO3，沉淀不溶解C．取少量試樣溶液，加入Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀生成D．取少量試樣溶液，先加入足量鹽酸無沉淀，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成二、酸雨及其形成1．SO2的來源的燃燒及含硫礦石的冶煉等。2．硫酸型酸雨的形成原理途徑一：2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(粉塵),\s\do5())2SO3，SO3＋H2O=H2SO4，途徑二：SO2＋H2OH2SO3,2H2SO3＋O2=2H2SO4。3．酸雨的危害湖泊、土壤貧瘠、森林死亡、腐蝕建筑物、飲用水中元素含量增加等。4．酸雨的防治措施(1)利用物理和化學(xué)方法對含硫燃料進(jìn)行脫硫，控制氣體的排放。(2)改變結(jié)構(gòu)，開發(fā)新能源，消除SO2污染。想一想：為什么pH＜5.6的雨水才是酸雨？[即時訓(xùn)練]硫酸型酸雨的形成原理可簡化表示如下：回答下列問題：(1)A物質(zhì)的化學(xué)式_________，B物質(zhì)的化學(xué)式_________。(2)根據(jù)SO2的性質(zhì)，可讓工廠的煙道氣通過_____________________除去SO2，達(dá)到減少污染的目的。(3)現(xiàn)有雨水樣品1份，每隔一段時間測定該雨水樣品的pH，所得數(shù)據(jù)如下：測試時間/h01234雨水的pH4.734.624.564.554.55注溶液的pH越大，H＋的物質(zhì)的量濃度就越小。①雨水樣品的pH變化的原因是_________________________________(用化學(xué)方程式表示)。②如果將剛?cè)拥纳鲜鲇晁陀寐葰庀镜淖詠硭嗷旌希琾H將_________(填“增大”“減小”或“不變”)，原因是(用化學(xué)方程式表示)：____________________________________________。(4)你認(rèn)為減少酸雨產(chǎn)生可采用的措施是_________(填序號)。①少用煤做燃料；②把工廠煙囪造高；③燃料脫硫；④在已酸化的土壤中加石灰；⑤開發(fā)新能源【方法技能】SO2的吸收方法堿液吸收法SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O2NH3＋H2O＋SO2=(NH4)2SO3氧化劑吸收法SO2→H2SO4學(xué)習(xí)小結(jié)1．稀硫酸的“一通性”：能與酸堿指示劑變色，與活潑金屬、堿性氧化物、堿、鹽等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。2．濃硫酸的“三特性”：強(qiáng)氧化性、吸水性、脫水性。3．硫酸型酸雨形成的“兩途徑”SO2→SO3→H2SO4和SO2→H2SO3→H2SO4。當(dāng)堂檢測1．空氣是人類生存所必需的重要資源。為改善空氣質(zhì)量而啟動的“藍(lán)天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“藍(lán)天工程”建設(shè)的是()A．推廣使用燃煤脫硫技術(shù)，防治SO2污染B．實施綠化工程，防止揚(yáng)塵污染C．研制開發(fā)燃料電池汽車，消除機(jī)動車尾氣污染D．加大石油、煤炭的開采速度，增加化石燃料的供應(yīng)量2．將濃硫酸與下列物質(zhì)作用時，既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)酸性的是()①紅熱的木炭②H2S氣體③Cu④FeO⑤NH3⑥使木材炭化⑦CuSO4·5H2O⑧對鐵、鋁的鈍化A．③④ B．①②⑤⑧C．①②③④⑦ D．以上答案均不正確3．(1)加熱條件下濃硫酸能將木炭粉氧化成CO2，本身被還原成SO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________________________________。(2)試用如圖所列各裝置設(shè)計一個實驗，來驗證上述反應(yīng)所產(chǎn)生的各種產(chǎn)物。編號ⅠⅡⅢⅣ裝置①這些裝置的連接順序(按產(chǎn)物氣流從左至右的方向)是(填裝置的編號)：_________→_________→_________→_________。②實驗時可觀察到裝置Ⅰ中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色。A瓶溶液的作用是_______________________________________，B瓶溶液的作用是________________________________________，C瓶溶液的作用是_______________________________________。③裝置II中所加固體藥品是_________，可驗證的產(chǎn)物是_________，確定裝置Ⅱ在整套裝置中位置的理由是_______________________________________________。④裝置Ⅲ中所盛溶液是_________________，可驗證的產(chǎn)物是_________________。⑤洗氣瓶A中品紅溶液換成Ba(NO3)2溶液，則A中的現(xiàn)象為____________________________________________________________。

參考答案知識梳理一、1.難放出2.(2)①Cu+2H2SO4(濃)eq\o(,\s\up7(△))CuSO4+2H2O+SO2↑鈍化C+2H2SO4(濃)eq\o(,\s\up7(△))2SO2↑+CO2↑+2H2O②干燥劑③2∶1[互動探究]【提示】濃H2SO4的強(qiáng)氧化性是＋6價的硫得電子被還原為SO2，不但可以氧化金屬活動性順序表中H前面的金屬，還可以氧化金屬活動性順序表中H后面的不活潑金屬以及某些非金屬單質(zhì)；稀H2SO4的弱氧化性是稀H2SO4電離的H＋得電子被還原生成H2，只能氧化金屬活動性順序表中H前面的金屬。[即時訓(xùn)練]1.【答案】C【解析】塊狀大理石與稀硫酸反應(yīng)時，由于生成的CaSO4微溶于水，覆蓋在CaCO3的表面，阻止了硫酸與CaCO3的進(jìn)一步反應(yīng)，故不能用大理石與稀H2SO4反應(yīng)制取大量CO2。2.【答案】B【解析】在空氣中敞口久置的濃硫酸，溶液質(zhì)量增大是因為濃硫酸的吸水性；紙中存在H、O元素，兩者以H2O的形式脫去；蔗糖與濃硫酸反應(yīng)中有海綿狀的炭生成主要是利用了濃硫酸的脫水性；濃硫酸與金屬銅的反應(yīng)中既表現(xiàn)濃硫酸的強(qiáng)氧化性又顯示濃硫酸的強(qiáng)酸性。3.【答案】D【解析】強(qiáng)氧化性是濃硫酸的特性。隨反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸變稀，氧化性變?nèi)?，與Cu的反應(yīng)將停止。因此參與反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量一定少于0.9mol，被還原的硫酸一定少于0.45mol，參與反應(yīng)銅的物質(zhì)的量也一定少于0.45mol。4.【答案】D【解析】加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成時，原溶液可能含有Ag＋或SOeq\o\al(2－,4)，A項錯；加入BaCl2溶液有白色沉淀，再加稀HNO3，沉淀不溶解，原溶液中可能含有Ag＋或SOeq\o\al(2－,4)或SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)(SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)能被HNO3氧化成SOeq\o\al(2－,4))，B項錯；加入Ba(NO3)2溶液，能產(chǎn)生白色沉淀，原溶液中可能含有COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)等，C項錯；加入足量鹽酸時，無沉淀生成，加入BaCl2溶液生成了白色沉淀，原溶液一定含有SOeq\o\al(2－,4)。故正確答案為D項。二、1.化石燃料3．酸化重金屬4．(1)酸性(2)能源想一想：【提示】因為正常雨水溶解有二氧化碳，其pH約等于5.6，故一般把pH小于5.6的雨水稱為酸雨，酸雨中一般含有硫酸、硝酸等強(qiáng)酸。[即時訓(xùn)練]【答案】(1)SO2SO3(2)堿液(或氨水)、氧化劑(3)①2H2SO3＋O2=2H2SO4②減小H2SO3＋Cl2＋H2O=H2SO4＋2HCl(4)①③⑤當(dāng)堂檢測1.【答案】D【解析】A、B、C都是可采取的措施，在D中，若加大不可再生資源石油、煤的開采，會造成資源缺乏，同時會使空氣中的SO2等有害氣體的排放。2.【答案】A【解析】與木炭、H2S反應(yīng)及Fe、Al鈍化時濃硫酸只表現(xiàn)氧化性；濃硫酸與NH3反應(yīng)時只表現(xiàn)酸性，⑥是濃硫酸的脫水性；⑦是吸水性。③和④滿足題意。3.【答案】(1)2H2SO4(濃)＋Ceq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())CO2↑＋2H2O＋2SO2↑(2)①ⅣⅡⅠⅢ②驗證產(chǎn)物氣流中有SO2除去產(chǎn)物氣流中的SO2驗證產(chǎn)物中SO2已被B瓶溶液全部除去③無水CuSO4水蒸氣由于產(chǎn)物氣流通過Ⅰ、Ⅲ時會帶出水汽，所以Ⅱ必須在Ⅰ、Ⅲ之前④澄清石灰水