1、第2课时硫酸酸雨及其防治学习目标1.能预测H2SO4的性质,设计实验进行初步验证,并能分析、解释有关实验现象。2.设计检验SO的实验方案。3.能有意识地运用所学的知识或寻求相关证据讨论酸雨防治、食品安全等问题。1.硫酸(1)稀硫酸具有酸的通性电离方程式为H2SO4=2HSO。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)浓硫酸的特性强氧化性吸水性浓硫酸能够吸水,故常用作干燥剂。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。2酸雨及其防治一、浓H2SO4的特性交流研讨将浓
2、H2SO4滴到紫色石蕊试纸上会发现试纸先变红后变黑,同时有刺激性气味产生,你能解释上述实验现象吗?提示:试纸变红体现了硫酸的酸性;变黑说明浓H2SO4有脱水性,使试纸炭化,而闻到刺激性气味说明有SO2生成,即浓H2SO4中的6价硫变为含4价硫的SO2,说明浓H2SO4具有强的氧化性。点拨提升浓H2SO4的强氧化性1与金属的反应(1)Fe、Al的钝化常温下,当Fe、Al遇到浓硫酸时,会与浓硫酸发生反应,表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。(2)与氢之前的活泼金属反应:Zn2H2SO4(浓)ZnSO4SO22H2O规律:浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性;浓硫酸一旦变稀,就发生:ZnH2S
3、O4=ZnSO4H2。(3)与氢之后的不活泼金属(除Au、Pt外)反应:Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O规律:反应需加热,否则不反应;氧化产物是硫酸盐,金属显高价,还原产物为SO2;浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性;随反应进行,硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应就会停止。2与非金属反应C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O规律:反应要加热,否则不反应;氧化产物是含氧酸或非金属氧化物,还原产物为SO2;浓硫酸只表现氧化性;随反应进行,硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应就停止;不能氧化H2、N2、O2、Si、Cl2、F2、Br2等。3与还原性化合物的反应(1)常见的还原性物质FeS
4、O4、Na2S、H2S、HBr、HI等均能被浓H2SO4氧化。(2)不能氧化CO、SO2、NO等。知识拓展浓H2SO4性质小结(1)常温下,Fe、Al遇浓H2SO4“钝化”。“钝化”不是不反应,而是生成的致密氧化膜阻止金属与浓硫酸继续反应。因此“钝化”体现的是浓H2SO4的强氧化性。(2)CuSO45H2O晶体上滴加浓H2SO4会变白。(3)浓硫酸与铜反应制取硫酸铜:强氧化性、酸性。(4)表面湿的蔗糖晶体上加浓H2SO4,体积膨胀变黑:吸水性、脱水性、强氧化性。(5)浓盐酸中滴加浓H2SO4放出HCl:吸水性、难挥发性。(6)Na2SO3固体上滴加70%H2SO4放出SO2:难挥发性、强酸性。
5、(7)浓H2SO4与C、HI、H2S反应放出SO2:强氧化性。练习与活动1下列有关说法中正确的是()A浓硫酸具有吸水性,因而可使蔗糖炭化B浓硫酸用作干燥剂是因为浓硫酸具有脱水性C浓硫酸的氧化性强于稀硫酸的氧化性D浓硫酸是一种无色、黏稠、易挥发性酸答案C解析A项,浓硫酸具有脱水性,可将蔗糖中的氢、氧元素按水的组成脱去,使之炭化;B项,浓硫酸用作干燥剂是因为它具有吸水性;C项,浓硫酸的氧化性体现在6价的硫元素上,其还原产物为SO2,浓硫酸能与大部分金属反应,并能与其他一些具有还原性的物质反应,而稀硫酸的氧化性体现在H上,其还原产物为H2,稀硫酸只与还原性强的金属发生氧化还原反应;D项,浓硫酸沸点高
6、,属于难挥发性酸。2某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应情况,用如下图所示装置进行有关实验。回答下列问题:(1)装置A中发生反应的化学方程式为_。(2)装置D中试管口放置的棉花中应浸有一种液体,这种液体是_,其作用是_。(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当装置D中有明显的现象后,关闭K并移去酒精灯,但由于余热的作用,装置A中仍有气体产生,此时装置B中现象是_,B中应盛放的液体是_(填字母)。A水 B酸性KMnO4溶液C浓溴水 D饱和NaHSO3溶液(4)实验中,取一定质量的铜片和一定体积18 molL1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应完全,发现圆底烧瓶中还有铜片剩余,该小组学生根据所
7、学的化学知识认为还有一定量的H2SO4剩余。有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,你认为原因是_。下列药品中能用来证明反应结束后的圆底烧瓶中存在余酸的是_(填字母)。A铁粉 BBaCl2溶液C银粉 DNaHCO3溶液答案(1)Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O(2)氢氧化钠溶液(其他合理答案均可)吸收多余的SO2,防止污染空气(3)试剂瓶中液面下降,而长颈漏斗中液面上升D(4)反应过程中H2SO4被消耗,浓硫酸逐渐变稀,而铜不和稀硫酸反应AD解析(1)装置A为铜与浓硫酸的反应装置,二者反应生成CuSO4、SO2和H2O。(2)因SO2为大气污染物,需要进行尾气处理,常用氢氧化钠溶液吸
8、收SO2。(3)根据题目中“装置B的作用是贮存多余的气体”可知,装置B中的试剂不能吸收SO2,而水、酸性KMnO4溶液和浓溴水都与SO2反应。(4)铜可与浓硫酸反应,但不与稀硫酸反应。随着反应的进行,H2SO4的浓度逐渐减小,浓硫酸变为稀硫酸时,反应停止,因此铜会剩余。因铜与浓硫酸反应的生成物中存在CuSO4,要证明反应后的圆底烧瓶中有余酸存在,只需证明有H存在。所以,选择的是能与H反应的铁粉和NaHCO3溶液。规律方法(1)浓硫酸与铜反应的条件是加热,随着反应的进行,浓硫酸浓度降低变为稀硫酸时不再具有强氧化性,反应将停止。(2)浓硫酸与活泼金属铁反应,室温下铁发生钝化,加热时开始产生二氧化硫
9、,随着反应的进行,浓硫酸浓度降低变为稀硫酸时,反应产生氢气。二、酸雨及其防治交流研讨某同学对本地的一次酸雨进行探究,取刚收集的酸雨每隔半小时测一次pH。结果发现前四次酸性逐渐增强,四次以后测其pH几乎不发生变化,你能说明这是为什么吗?提示:该酸雨是SO2溶于水形成的,由于H2SO3在空气中能被缓慢氧化成强酸H2SO4,使酸性增强,当水中的H2SO3完全转化为H2SO4时,酸性就不变了。点拨提升1饱和H2CO3溶液的pH5.6,因此酸雨(pH5.6)不是CO2溶于水形成的。2消除SO2对环境污染的“三方法”方法一:钙基固硫法为防治酸雨,工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧,燃烧时硫、生石灰、O2
10、共同反应生成硫酸钙,从而使硫转移到煤渣中,反应原理为CaOSO2CaSO3,2CaSO3O2=2CaSO4,总反应方程式为2CaO2SO2O22CaSO4。方法二:氨水脱硫法该脱硫法采用喷雾吸收法,雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2,其反应的化学方程式为NH3SO2H2O=NH4HSO3,2NH3SO2H2O=(NH4)2SO3。方法三:钠、碱脱硫法钠、碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2,得到Na2SO3和NaHSO3,发生反应的化学方程式为2NaOHSO2=Na2SO3H2O,Na2CO3SO2=Na2SO3CO2,Na2SO3SO2H2O=2NaHSO3。练习与
11、活动3下列有关酸雨的说法正确的是()A凡是呈酸性的雨水都称为酸雨B酸雨的形成只与SO2的排放有关C煤的脱硫可以在一定程度上防止酸雨的形成D为了不形成酸雨,应停止使用一切化石燃料答案C解析A项,正常雨水中由于溶解了二氧化碳,也呈酸性,pH5.6的降水称为酸雨;B项,酸雨分为硝酸型酸雨和硫酸型酸雨,硝酸型酸雨的形成与氮氧化物的排放有关;C项,利用石灰石等物质,使燃煤中的含硫物质最终转化为硫酸钙,达到脱硫的目的,减少SO2的排放,在一定程度上可防止酸雨的形成;D项,化石燃料是现代社会的主要能源,不可能一点都不使用,应推广使用脱硫技术,大力开发清洁环保的新能源,减少酸雨的形成。4形成酸雨的原理之一可简示如下:回答下列问题:(1)酸雨的pH_5.6(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)A物质的化学式为_,C物质的化学式为_,D物质的化学式为_。(3)上述四个反应中不属于氧化还原反应的是_(填序号)。答案(1)小于(2)SO2H2SO4H2SO3(3)解析硫在此过程中的转化关系有两条线:一条是二氧化硫氧化生成三氧化硫,三氧化硫溶于水形成硫酸;另一条是二氧化硫溶于水生成亚硫酸,亚硫酸氧化生成硫酸。本课小结