1、第2课时不同价态硫元素间的转化酸雨及其防治目标导航1.认识硫酸的强氧化性。2.通过实验研究不同价态硫元素的相互转化，掌握运用氧化还原反应寻找合适的氧化剂和还原剂。3.了解酸雨的形成及危害，加强环保意识。一、硫酸1稀硫酸具有酸的通性(1)电离方程式为H2SO4=2HSO。(2)硫酸具有酸的通性，可与酸碱指示剂作用，也可与活泼金属、碱、碱性氧化物及某些盐反应。2硫酸的物理性质纯硫酸是无色、黏稠、难挥发的油状液体，稀释时放出大量热。3浓硫酸的特性(1)强氧化性(2)吸水性浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体的结晶水，故常用做干燥剂。(3)脱水性浓硫酸能把有机物中的氧、氢元素按水的组成比脱去，留下
2、黑色的炭。如向蔗糖中加入浓硫酸时，蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状固体，并放出有刺激性气味的气体。二、酸雨及其防治【练一练】1正误判断，正确的打“”，错误的打“”。(1)向待测液中加入Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀生成，再加入稀盐酸，白色沉淀不溶解，证明原溶液中一定含有SO()(2)一般把pHH2CO3答案D解析A项，该溶液中可能含Ag；B项，该溶液中可能含有HSO；C项，该气体可能是Cl2、O3等。题组四环境污染与环境保护8SO2被认为是造成大气污染的“首犯”。大气中的SO2主要来源于化石燃料(煤、石油)的燃烧。下列与SO2污染有关的是()酸雨现象伦敦“毒雾”事件洛杉矶“光化学
3、烟雾”事件温室效应A B C D答案C解析SO2在空气中遇水蒸气形成亚硫酸、硫酸，随雨水降落到地面，形成“酸雨”。1952年12月5日到8日，伦敦上空出现的“毒雾”4天内导致4 000人死亡，事件过后的两个月内还陆续有8 000人死亡。这种“毒雾”就是工厂排出的SO2气体引起的。SO2气体主要可引发气管炎、冠心病、肺结核等。洛杉矶“光化学烟雾”是由汽车排放的尾气(含碳氢化合物和氮氧化物)造成的。“温室效应”是由CO2等引起的。故正确答案为C项。9下列因果关系不正确的是()选项原因结果A植树造林温室效应BSO2和NO2大量排放酸雨C汽车尾气的排放光化学烟雾D含氮、磷等生活废水的大量排放赤潮答案A
4、解析A项，温室效应是CO2的大量排放导致的，植树造林可降低空气中CO2的浓度，缓解温室效应；B项，SO2和NO2等酸性气体的大量排放，会导致酸雨；C项，汽车尾气中含氮氧化合物、碳氢化合物，可引起光化学烟雾；D项，氮、磷等营养元素可使水体富营养化，引起赤潮。能力提升10物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。请根据如图所示，回答下列问题：(1)Y的化学式为_，检验Y所用的试剂是_。(2)W的浓溶液与铜单质在加热条件下可以发生化学反应，反应的化学方程式为_。(3)欲制备Na2S2O3，从氧化还原角度分析，合理的是_(填序号)。aNa2SS bNa2SO3ScNa2SO3Na2SO
5、4 dSO2Na2SO4(4)将X与SO2混合，可生成淡黄色固体。该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。答案(1)SO2品红溶液(2)Cu2H2SO4(浓)CuSO42H2OSO2(3)b(4)12解析X为气态氢化物H2S，Y为硫元素4价的氧化物SO2，Z为硫元素4价的盐，可以为Na2SO3，W为6价的含氧酸H2SO4。(1)由上述分析可知Y为二氧化硫气体，二氧化硫具有漂白性可以使品红溶液退色，加热恢复红色，所以检验二氧化硫的试剂可以是品红溶液。(2)W的浓溶液是浓硫酸，与铜单质在加热条件下可以发生化学反应，反应的化学方程式为：Cu2H2SO4(浓)CuSO42H2OSO2。(3)Na2S
6、2O3中S为2价，从氧化还原的角度分析，反应物中S元素化合价必须分别大于2和小于2，a中S化合价都小于2，c、d中S的化合价都大于2，b符合题意。(4)将X即H2S与SO2混合，可生成淡黄色固体，发生反应：2H2SSO2=3S2H2O，反应中H2S做还原剂，SO2做氧化剂，则该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为12。11盐酸、硫酸和硝酸是中学阶段常见的“三大酸”。现就硫酸、硝酸与金属铜反应的情况，回答下列问题：(1)工业上制备硫酸铜是利用废铜屑经灼烧后，在加热情况下跟稀硫酸反应，有关的化学方程式是_。不采用铜跟浓硫酸反应来制取硫酸铜的原因是_。(2)在一定体积的10 molL1的浓硫酸中加入
7、过量铜片，加热使之反应，被还原的硫酸为0.9 mol。则浓硫酸的实际体积_(填“大于”“等于”或“小于”)180 mL。(3)若使剩余的铜片继续溶解，可在其中加入硝酸盐溶液(如KNO3溶液)，则该反应的离子方程式为_。(4)将8 g Fe2O3投入150 mL某浓度的稀硫酸中，再投入7 g铁粉，充分反应后，收集到1.68 L H2(标准状况)，同时，Fe和Fe2O3均无剩余，为了中和过量的硫酸，且使溶液中铁元素完全沉淀，共消耗4 molL1的NaOH溶液150 mL。则原硫酸的物质的量浓度为_。答案(1)2CuO22CuO、CuOH2SO4CuSO4H2O生成等量的硫酸铜需浓硫酸较多且生成的二
8、氧化硫污染环境(2)大于(3)3Cu2NO8H=3Cu22NO4H2O(4)2 molL1解析(1)加热条件下，Cu和氧气反应生成CuO：2CuO22CuO，CuO和稀硫酸反应方程式为CuOH2SO4CuSO4H2O；浓硫酸和铜反应方程式为：Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O，生成等量的硫酸铜时需要浓硫酸较多且生成的二氧化硫污染环境，所以不采用铜跟浓硫酸反应来制取硫酸铜。(2)在加热条件下，浓硫酸和铜反应生成二氧化硫，但浓硫酸浓度达到一定值后变为稀硫酸，稀硫酸和铜不反应，所以当被还原的硫酸为0.9 mol时，则所用浓硫酸的实际体积应大于180 mL。(3)在酸性条件下，硝酸根离子和
9、铜发生氧化还原反应生成硝酸铜和NO，离子反应方程式为：3Cu2NO8H=3Cu22NO4H2O。(4)该过程中发生的反应为：Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O、FeH2SO4=FeSO4H2、Fe2(SO4)3Fe=3FeSO4、FeSO42NaOH=Fe(OH)2Na2SO4、2NaOHH2SO4=Na2SO42H2O，最终溶液中的溶质是Na2SO4，由原子守恒得n(NaOH)n(Na2SO4)n(H2SO4)，则c(H2SO4)2 molL1。12某课外活动小组的同学，在实验室做锌与浓硫酸反应的实验中，甲同学认为产生的气体是二氧化硫，而乙同学认为除二氧化硫气体外，还可能产生
10、氢气。为了验证甲、乙两位同学的判断是否正确，丙同学设计了如图所示实验装置(锌与浓硫酸共热时产生的气体为X，且该装置略去)，试回答下列问题：(1)上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为_。(2)乙同学认为还可能产生氢气的理由是_。(3)丙同学在安装好装置后，必须首先进行的一步操作是_。(4)A中加入的试剂可能是_，作用是_；B中加入的试剂可能是_，作用是_；E中加入的试剂可能是_，作用是_。(5)可以证明气体X中含有氢气的实验现象是：C中：_，D中：_。如果去掉装置B，还能否根据D中的现象判断气体X中有氢气？_(填“能”或“不能”)，原因是_。答案(1)Zn2H2SO4(浓)ZnSO4SO22H2
11、O(2)当Zn与浓H2SO4反应时，浓H2SO4浓度逐渐变稀，Zn与稀H2SO4反应可产生H2(3)检查装置的气密性(4)品红溶液检验SO2浓H2SO4吸收水蒸气碱石灰防止空气中水蒸气进入D中(5)黑色(CuO)变成红色(Cu)白色粉末变成蓝色不能因为混合气体中含H2O，会干扰H2的检验解析本题对Zn与浓H2SO4反应的产物进行两种推测，而后设计装置进行验证。设计时既要验证有无SO2生成，又要验证有无H2生成。验证SO2，可用品红溶液，验证H2可利用它的还原性，在加热条件下让气体通过CuO，再通过无水硫酸铜，同时必须注意验证H2时，应考虑空气中的水蒸气和从洗气装置中带出的水蒸气对氢气检验的干扰
12、。拓展探究13SO2是常见的大气污染物，燃煤是产生SO2的主要原因。工业上有多种方法可以减少SO2的排放。(1)往煤中添加一些石灰石，可使燃煤过程中产生的SO2转化成硫酸钙。该反应的化学方程式是_。(2)可用多种溶液做燃煤烟气中SO2的吸收液。分别用等物质的量浓度的Na2SO3溶液和NaOH溶液做吸收液，当生成等物质的量NaHSO3时，两种吸收液体积比V(Na2SO3)V(NaOH)_。NaOH溶液吸收了足量的SO2后会失效，可将这种失效的溶液与一定量的石灰水溶液充分反应后过滤，使NaOH溶液再生，再生过程的离子方程式是_ _。(3)甲同学认为BaCl2溶液可以做SO2的吸收液。为此甲同学设计
13、如下实验(夹持装置和加热装置略，气密性已检验)：已知：Na2SO3(固体) H2SO4(浓)Na2SO4SO2H2O反应开始后，A中Na2SO3固体表面有气泡产生同时有白雾生成；B中有白色沉淀。甲认为B中白色沉淀是SO2与BaCl2溶液反应生成的BaSO3，所以BaCl2溶液可做SO2吸收液。乙同学认为B中的白色沉淀是BaSO4，产生BaSO4的原因是 A中产生的白雾是浓硫酸的酸雾，进入B中与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀。_。为证明SO2与BaCl2溶液不能得到BaSO3沉淀，乙同学对甲同学的实验装置做了如下改动并实验(夹持装置和加热装置略，气密性已检验)：反应开始后，A中Na2SO3
14、固体表面有气泡产生同时有白雾生成；B、C试管中除了有气泡外，未见其他现象；D中红色退去。试管B中试剂是_溶液；滴加浓硫酸之前的操作是_ _。通过甲乙两位同学的实验，得出的结论是_。答案(1)2CaCO32SO2O22CaSO42CO2(2) 12 Ca2OHHSO=CaSO3H2O(3)A中产生的SO2与装置内空气中的O2进入B中与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀饱和NaHSO3打开弹簧夹，通入N2，一段时间后关闭弹簧夹 SO2与BaCl2溶液不能得到BaSO3沉淀；不能用BaCl2溶液做吸收SO2的吸收液解析(1)根据题意，碳酸钙与二氧化硫、氧气在高温条件下反应生成硫酸钙，同时生成二氧化
15、碳，所以反应的化学方程式为2CaCO32SO2O22CaSO42CO2。(2)假设生成的NaHSO3物质的量都为2 mol，Na2SO3SO2H2O=2NaHSO3，吸收的二氧化硫的物质的量为2 mol，需1 mol Na2SO3；NaOHSO2=NaHSO3，吸收的二氧化硫的物质的量也为2 mol，需2 mol NaOH，假设Na2SO3溶液和NaOH溶液的物质的量浓度都为c molL1，两种吸收液体积比V(Na2SO3)V(NaOH)12。NaOH溶液吸收了足量的SO2发生反应：NaOHSO2=NaHSO3，与一定量的石灰水溶液充分反应NaHSO3Ca(OH)2=CaSO3NaOHH2O，离子反应为Ca2OHHSO=CaSO3H2O，使NaOH溶液再生。(3)二氧化硫具有还原性易被氧气氧化成三氧化硫，与BaCl2溶液反应，三氧化硫与水反应生成硫酸，H2SO4BaCl2=BaSO42HCl。滴加浓硫酸之前打开弹簧夹，通入N2，排出装置中的氧气，然后滴加浓硫酸，Na2SO3H2SO4=Na2SO4SO2H2O，A中产生的白雾是浓硫酸的酸雾，所以B中的试剂是饱和NaHSO3，除去白雾。通过甲、乙两位同学的实验，得出的结论是SO2与BaCl2溶液不能得到BaSO3沉淀；不能用BaCl2溶液做吸收SO2的吸收液。