1、高考资源网（） 您身边的高考专家基础课时16浓H2SO4酸雨及其防治学 习 任 务1能从物质类别和硫元素化合价的角度认识硫酸的性质，能通过实验探究和交流研讨，掌握浓硫酸的脱水性和强氧化性，提升科学探究与创新意识。2了解酸雨的形成、危害及防治酸雨的具体措施，增强环境保护意识和社会责任。一、浓硫酸1物理性质纯净的硫酸是无色黏稠状液体，密度比水大，能与水以任意比例混合，沸点高，难挥发。2化学性质(1)吸水性：浓硫酸有很强的吸水性，常用作干燥剂。(2)脱水性：浓硫酸能将物质中的氢、氧元素按21的比例脱去生成H2O。(3)强氧化性3硫酸工业制备原理(1)生产流程：FeS2SO2SO3H2SO4。(2)涉
2、及的化学方程式4FeS211O22Fe2O38SO2。2SO2O22SO3。SO3H2O=H2SO4。4SO的检验检验SO的正确操作方法：被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)。先加足量稀盐酸酸化的目的是排除Ag、CO等的干扰。有人说“常温下，浓硫酸不能与铁反应，铁很稳定”，也有人说，“浓硫酸常温下也能与铁反应，浓硫酸是铁的保护神”。孰对孰错？仔细辨析。浓硫酸有强氧化性，常温下应如何储运浓硫酸？提示常温下，浓硫酸可以使铁发生钝化，钝化是化学变化，生成的物质防止金属进一步被腐蚀。因常温下，浓硫酸能使Fe、Al“钝化”，故可用铝槽(或铁罐)车储运浓硫酸。 二、酸雨及其防治1酸雨的形成(1)酸
3、雨：排入空气的硫的氧化物和氮的氧化物在氧气和水蒸气的共同作用下形成酸雾，随雨水降落。(2)SO2的来源：化石燃料的燃烧。(3)H2SO4型酸雨形成过程。写出有关的化学方程式：途径一：2SO2O22SO3；SO3H2O=H2SO4；途径二：SO2H2OH2SO32H2SO3O2=2H2SO4。2酸雨的危害3酸雨的防治(1)消除污染源，改变能源结构，开发利用清洁能源，如太阳能、风能、氢能等。(2)对酸性物质的排放加以控制，如燃料脱硫处理，废气中二氧化硫回收利用等。(3)健全法律法规，严格规定污染物的排放标准，提高人们的环境保护意识。(1)酸雨在降到地面后放置一段时间，溶液的酸性变强，为什么？提示酸
4、雨中含有亚硫酸，在空气中放置一段时间，溶液中的亚硫酸被氧化成硫酸，酸性增强。(2)酸雨是指pH小于5.6的雨雪或其他形式的降水。雨、雪等在形成和降落过程中，吸收并溶解了空气中的二氧化硫等物质，形成了pH低于5.6的酸性降水。我国三大酸雨区包括：西南酸雨区、华中酸雨区、华东沿海酸雨区。燃煤中加入适量石灰石或生石灰起到“固硫”的作用，可以有效减少酸雨，你知道原理是什么吗？提示燃煤中加入适量石灰石或生石灰发生反应：CaCO3CaOCO2，CaOSO2CaSO3，2CaSO3O2=2CaSO4，减少SO2的排放，可以有效减少酸雨。浓H2SO4的强氧化性下图为浓硫酸与铜反应的实验装置图：问题1加热时在试
5、管a中观察到哪些现象？提示可观察到铜片溶解，溶液由无色变为蓝色，有无色气泡冒出。问题2该反应中浓硫酸的作用有哪些？提示该反应中表现了浓硫酸的酸性、强氧化性。问题3试管b上口的棉花有何作用？提示SO2是有毒气体，不能排放到空气中，棉花上的碱液可以吸收SO2，防止污染环境。问题4过量的铜和一定量的浓硫酸反应时，浓硫酸的作用是什么？硫酸能完全反应吗？为什么？提示Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O，硫酸在反应中S元素化合价降低生成SO2，因此硫酸做氧化剂，同时反应后生成了盐(CuSO4)，因此硫酸又起到酸的作用。随着反应的进行，硫酸浓度降低，当降低到一定程度，氧化性变弱，稀硫酸和铜不反应，
6、因此硫酸不能完全反应。问题5如果用过量的锌代替铜与一定量浓硫酸反应，生成气体的成分是什么？请写出相关的化学方程式。提示生成的气体应为SO2和H2的混合气体。化学方程式为：Zn2H2SO4(浓)=ZnSO4SO22H2O、Zn2H2SO4(稀)=ZnSO4H2浓硫酸的强氧化性1浓硫酸强氧化性的本质浓硫酸具有强氧化性是因为硫酸分子中6价的硫元素具有很强的得电子能力。2浓硫酸强氧化性的体现反应物变化或反应表现性质活泼金属铁、铝常温下，铁、铝遇到浓硫酸时发生钝化强氧化性加热时，反应生成硫酸盐，开始产生SO2，后生成H2强氧化性和酸性锌等其他活泼金属与浓硫酸反应时，开始产生SO2，后来产生H2较不活泼金
7、属(如铜、银等)金属浓硫酸高价态硫酸盐SO2H2O碳、硫、磷等非金属非金属单质浓硫酸高价态氧化物或含氧酸SO2H2O强氧化性还原性物质能将还原性物质(如H2S、HI)氧化，如H2SH2SO4(浓)=SSO22H2O【例1】某化学兴趣小组为探究浓硫酸的氧化性，用下图所示装置进行有关实验。ABC D(1)装置A中发生反应的化学方程式为_，反应中体现了浓硫酸的_性质。(2)装置D中试管口放置的棉花应用一种液体浸泡一下，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D处有明显的现象时，关闭弹簧夹K，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中现象是_。B中应放置的液体是_
8、(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，直到反应完毕，发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。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烧瓶中有余酸的是_(填字母)。a铁粉 bBaCl2溶液c银粉 dNa2CO3溶液解析铜与浓硫酸反应会产生SO2，产生的SO2用向上排空气法收集，并用品红溶液验满。为防止多余的SO2污染空气，可用碱溶液(如NaOH溶液)浸湿的棉花吸收逸出的SO2。装置B的作用是贮存多余的S
9、O2而不是吸收多余的SO2，因此所选试剂不能与SO2发生反应，且应使SO2在其中的溶解度较小，故最佳试剂为饱和NaHSO3溶液。反应结束后，浓硫酸变为稀硫酸，故检验余酸时所选试剂应该是能与硫酸中的H反应产生明显现象的一组。答案(1)Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O强氧化性、酸性(2)NaOH溶液(合理即可)吸收多余的SO2，防止污染空气(3)试剂瓶中液面下降，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，而铜不与稀硫酸反应ad【变式旁通】(1)浓H2SO4与Cu反应时还原剂与氧化剂的物质的量之比为12吗？(2)浓H2SO4与Cu反应产生的SO2能否用澄清石
10、灰水吸收？提示(1)浓H2SO4与Cu反应时，仅有1 mol H2SO4被还原，故还原剂和氧化剂物质的量比为11。(2)澄清石灰水浓度太低，吸收SO2不充分。1(双选)下列反应中，浓硫酸既表现强氧化性，又表现酸性的是()A2NaCl(固)H2SO4(浓)Na2SO42HClBC2H2SO4(浓)CO22SO22H2OCCu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2OD2FeO4H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3SO24H2OCD金属、金属氧化物(具有变价的金属元素处于低价态)与浓H2SO4反应时，浓H2SO4既表现强氧化性又表现酸性；非金属与浓H2SO4反应时，浓H2SO4只表现强氧化性。2用
11、如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是()A上下移动中铜丝可控制生成SO2的量B中选用品红溶液验证SO2的生成C中选用NaOH溶液吸收多余的SO2D为确认CuSO4生成，向中加水，观察颜色D上下移动铜丝可以使铜丝与浓硫酸接触与分离，从而可以控制反应生成SO2的量，A项正确；SO2可使品红溶液褪色，B项正确；SO2有毒，要用NaOH溶液吸收处理，C项正确；反应液中H2SO4的浓度较高，不能向中加水，应将中溶液沿器壁慢慢注入水中，D项错误。不同价态硫元素间的转化向培养皿中Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸，立即用另一培养皿扣在上面。问题1Na2S溶液处发生什么
12、现象？为什么？提示溶液变浑浊。SO2与Na2S反应生成硫单质。问题2酸性KMnO4溶液处有什么现象？为什么？提示溶液紫色褪去。因为SO2具有强还原性，与酸性KMnO4反应。问题3品红溶液处发生什么现象？为什么？提示溶液褪色。SO2具有漂白性。问题4Na2SO3溶液处有什么现象？是否反应？SO2的价态是否变化？提示无明显现象。SO2H2ONa2SO3=2NaHSO3，价态不变。1不同价态硫元素间的转化2硫及其化合物之间的转化规律(1)邻位价态原则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，即台阶式升降，如(2)含同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应，如S和H2S、S和SO2
13、、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。(3)归中规律当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态，如2H2SSO2=3S2H2O、2Na2SNa2SO33H2SO4=3Na2SO43S3H2O。(4)含硫物质的连续氧化规律【例2】利用元素的化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段。如图是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系。(1)从硫元素化合价的角度分析，图中既有氧化性又有还原性的化合物有_(填化学式)。(2)将X与Y混合，可生成淡黄色固体，该反应的化学方程式为_。(3)Na2S2O3是重要的化工原料，从氧化还原反应的角度分析，下列制备Na2S2O3的方案理论上可行的是_(
14、填字母)。aNa2SS bNa2SO3ScSO2Na2SO4 dNa2SO3Na2SO4解析(1)具有中间价态的元素既有还原性又有氧化性，S元素的化合价有2价、0价、4价、6价，所以含0价和4价S的物质既有还原性又有氧化性，其中化合物有SO2、H2SO3、Na2SO3。(2)将H2S与SO2混合，可生成淡黄色固体，该反应的化学方程式为2H2SSO2=3S2H2O。(3)Na2S2O3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的化合价都小于2，c、d中S的化合价都大于2，b符合题意。答案(1)SO2、H2SO3、Na2SO3(2)SO22H2S=3S2H
15、2O(3)b1(双选)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。下列关于硫化氢的说法错误的是()AH2S是一种强电解质B可用石灰乳吸收H2S气体C根据如图可知FeCl3、CuCl2均能氧化H2SDH2S在空气中燃烧可以生成SO2ACH2S在溶液中不能完全电离，是一种弱电解质，所以A项错误；硫化氢具有酸性，可与石灰乳反应，可用石灰乳吸收H2S气体，所以B项正确；根据图示可知FeCl3能氧化H2S，CuCl2与H2S反应生成CuS，没有发生氧化还原反应，所以C项错误；H2S具有还原性，在空气中完全燃烧可以生成SO2，如氧气不足，可生成S，所以D项正确。2在通常状况下，A为固态单质。根据如图转
16、化关系，填写下列空白：(1)写出AE的化学式：A_；B_；C_；D_；E_。(2)写出下列反应的化学方程式：EC：_；C转化为D：_；B和C反应：_。(3)将C溶于水得到5 mL 0.10 molL1的溶液，将该溶液与5 mL 0.10 molL1的NaOH溶液混合，反应的离子方程式为_。解析固体单质A能和氧气反应，也能和氢气反应，说明是非金属单质。根据其氧化产物可继续和氧气反应判断，A是S，硫与氢气反应生成硫化氢，硫化氢燃烧生成SO2。硫和氧气反应生成SO2，SO2和氧气反应生成三氧化硫，三氧化硫溶于水生成硫酸。浓硫酸在加热的条件下和铜发生氧化还原反应，生成硫酸铜、SO2和水。硫化氢中硫元素
17、的化合价是2价，处于最低价，具有还原性，SO2具有氧化性，二者发生氧化还原反应，生成硫单质和水。答案(1)SH2SSO2SO3H2SO4(2)Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O2SO2O22SO32H2SSO2=3S2H2O(3)H2SO3OH=HSOH2O1下列有关酸雨的说法正确的是()A酸雨就是指pH7的雨水B酸雨是因为雨水中含有CO2C工业上大量燃烧含有硫的燃料和以含硫矿石为原料冶炼金属产生的SO2是产生硫酸型酸雨的主要原因D酸雨没有危害，所以不必担心，也不必想办法治理C一般把pH5.6的雨水称为酸雨，把pH4.5的雨水称为重度酸雨；酸雨的主要成分为稀硫酸、稀硝酸，故酸雨是因
18、为雨水中含有SO2、NO2等硫的氧化物及氮的氧化物。2下列事实与括号中浓硫酸的性质对应关系正确的是()A空气中敞口久置的浓硫酸质量增大(挥发性)B浓硫酸在加热条件下与铜反应(脱水性)C用浓硫酸在纸上书写的字迹变黑(氧化性)D浓硫酸可用来干燥某些气体(吸水性)D浓硫酸具有吸水性，故久置浓H2SO4质量增大，A错误；浓H2SO4与铜反应时浓H2SO4表现强氧化性、酸性，B错误，浓H2SO4使纸变黑主要表现脱水性，C错误。3下列关于浓硫酸和稀硫酸的说法正确的是()A浓硫酸、稀硫酸都难挥发B浓硫酸、稀硫酸都能氧化金属锌，反应的化学方程式相同C浓硫酸、稀硫酸在加热时都能与铜反应D浓硫酸、稀硫酸在常温下都
19、能用铁制容器贮存A选项B，浓硫酸与锌反应生成二氧化硫，稀硫酸与锌反应生成氢气；选项C，稀硫酸与铜在加热条件下不反应；选项D，常温下稀硫酸能与铁反应，所以不能用铁制容器贮存稀硫酸。4用可溶性钡盐检验SO的存在时，先在待测溶液中加入盐酸，其作用是()A形成较多的白色沉淀B使形成沉淀的纯度更高C排除SO以外的其他阴离子及Ag的干扰D排除Ba2以外的其他阳离子的干扰CBaSO4和BaCO3都不溶于水，但前者不溶于酸，后者可溶于稀盐酸，另外AgCl也不溶于盐酸。因此，在待测液中先加入盐酸，可以排除CO等离子及Ag的干扰。5某同学在研究Fe与H2SO4的反应时，进行了如下实验。实验实验实验(1)实验中，铁
20、与稀硫酸反应的离子方程式为_。(2)实验中，铁丝表面迅速变黑，反应很快停止，其原因是_。(3)实验中，加热后产生大量气体，a试管中溶液的红色褪去，c处始终未检测到可燃性气体。b试管中反应的离子方程式是_。(4)对比实验、和，同学们得出以下结论：浓硫酸和稀硫酸都具有氧化性，但原因不同。浓硫酸的氧化性由6价的硫元素体现，稀硫酸的氧化性由_体现。造成反应多样性的主要因素有_、_(写出两条)。解析(1)Fe和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，离子方程式为Fe2H=Fe2H2。(2)浓硫酸具有强氧化性，反应生成致密的氧化膜覆盖在Fe的表面，发生钝化。(3)实验中，铁丝和浓硫酸共热反应生成二氧化硫，铁与稀硫酸反应生成氢气，实验中未检测到可燃性气体，说明反应中没有氢气生成，二氧化硫具有漂白性，使品红溶液的红色褪去，二氧化硫是酸性氧化物，与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠，反应的离子方程式为SO22OH=SOH2O。(4)浓硫酸和稀硫酸都具有氧化性，但原因不同，浓硫酸的氧化性由6价的硫元素体现，稀硫酸的氧化性由1价的氢元素体现。影响反应产物多样性的因素有浓度、温度、反应物的量等。答案(1)Fe2H=Fe2H2(2)铁表面生成致密的氧化膜，阻止反应进一步进行 (3)SO22OH=SOH2O(4)1价的氢元素反应物的浓度温度(合理即可)- 13 - 版权所有高考资源网