高一化学课件：3.3.2 《实验室里研究不同价态硫元素间的转化酸雨及其防治》（鲁科版必修1）

欢迎进入化学课堂 1 结合SO2和Cl2的性质 探究以下问题 1 若将SO2 Cl2 等物质的量的SO2与Cl2的混合气体分别通入紫色石蕊溶液中 会观察到什么现象 2 若将SO2 Cl2 等物质的量的SO2与Cl2的混合气体分别通入品红溶液中 又会观察到什么现象 3 将SO2通入品红溶液退色后加热又会发生什么现象 提示 1 SO2属于酸性氧化物与水反应生成亚硫酸 亚硫酸会使紫色石蕊溶液变红色 然而Cl2会与水反应 Cl2 H2O HCl HClO 因为生成了酸会使紫色石蕊溶液变红色 又因为HClO具有强氧化性 使红色石蕊溶液再退色 等物质的量的SO2与Cl2的混合气体一起通入紫色石蕊溶液中会发生反应 SO2 Cl2 2H2O 2HCl H2SO4 只能够使紫色石蕊溶液变红 2 因为SO2具有漂白性使其退色 Cl2会与水反应 Cl2 H2O HCl HClO HClO具有强氧化性使品红溶液退色 等物质的量的SO2与Cl2的混合气体通入品红溶液中 发生SO2 Cl2 2H2O 2HCl H2SO4 不能够使品红溶液退色 3 SO2漂白是因为SO2与有色物质发生化合反应 生成了不稳定的无色化合物 加热后无色化合物分解 又恢复到原来的颜色 2 室温下 将过量的铝片放入浓硫酸中 而后再加热 讨论会发生哪些反应 在反应中硫酸体现了哪些性质 提示 室温下 将一定量的铝片放入浓硫酸中 铝因被浓硫酸氧化发生钝化 而后加热 会使铝片与浓硫酸反应生成Al2 SO4 3 SO2 随着反应的进行 硫酸浓度降低 会生成Al2 SO4 3 H2 在反应中体现了浓硫酸的强氧化性以及浓硫酸的酸性 其浓度变稀后体现了稀硫酸的弱氧化性 3 浓硫酸具有吸水性 思考浓硫酸能够干燥哪些气体 不能够干燥哪些气体 提示 浓硫酸能够干燥的中性气体有H2 N2 O2 CO NO等 酸性气体有Cl2 CO2 SO2 HCl NO2等 不能够干燥碱性气体 如NH3 还原性气体H2S HBr HI等 4 某同学在检验SO42 时设计了如下两套实验方案 结合所学知识讨论以下问题 1 以上两个方案是否正确 并说明理由 提示 以上两个方案均不正确 方案 中加BaCl2产生白色沉淀 不能排除Ag CO32 SO32 的干扰 因为AgCl BaCO3 BaSO3均为白色沉淀 方案 中的不足在于使用了HNO3 因为HNO3具有强氧化性 如果存在SO32 则SO32 被氧化生成SO42 从而干扰了SO42 的检验 并且方案 无法排除Ag 的干扰 2 根据以上两个方案总结检验SO42 的正确操作 提示 例1根据下图回答问题 1 上述装置中 在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性 如观察不到明显的现象 还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气 2 写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式 3 如果用图中的装置检验上述反应的全部产物 写出下面标号所表示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用 A中加入的试剂和作用是 B中加入的试剂和作用是 D中加入的试剂和作用是 4 若C瓶装的是酸性高锰酸钾溶液 实验时 C中应观察到的现象是 规范解答 本题主要考查装置气密性的检验方法和二氧化硫的性质 可以利用气体温度升高体积变大 温度降低体积变小来检验装置的气密性 碳与浓硫酸在加热条件下发生反应 2H2SO4 浓 C2H2O 2SO2 CO2 由于在检验SO2 CO2时需要将气体通过溶液 因此先检验水蒸气 同时由于SO2 CO2均能使澄清石灰水变浑浊 因此检验完水蒸气后再检验SO2 在检验完SO2后先将SO2完全除掉 最后检验CO2 答案 1 反应前先关闭旋塞用小火加热烧瓶 B C D瓶中有气泡冒出 停止加热后 B C D瓶中水会升到导管里形成一段水柱 证明装置不漏气 2 2H2SO4 浓 C2H2O 2SO2 CO2 3 无水硫酸铜 检验水品红溶液 检验二氧化硫澄清石灰水 检验二氧化碳 4 紫色变为无色或紫色变浅 互动探究 为了更加准确地验证SO2与CO2 在B C D之间的哪处再加一个什么装置将会实现这个目的 本实验有没有必要处理尾气 提示 在C D之间再加一个盛有品红溶液的洗气瓶 如果品红溶液不退色 则说明SO2已经被完全处理 同时由于SO2已经被完全处理掉 因此本实验不需要处理尾气 1 常见的易溶于水的气体 1 NH3 1 700 2 HCl 1 500 3 SO2 1 40 2 常见的漂白物质 1 利用漂白物质的强氧化性 HClO H2O2 Na2O2 O3 2 漂白物质与有机色素生成不稳定的无色物质 SO2 3 漂白物质有吸附作用 活性炭 3 浓硫酸与稀硫酸的氧化性区别浓硫酸具有极强的氧化性 主要是构成酸根中的中心原子易获得电子 显示出与稀硫酸不同的强氧化性 而稀硫酸是电离出的H 得电子 只具有较弱的氧化性 可氧化较活泼的金属Zn Fe等 1 我国目前主要利用的能源是煤 假如你是一位工程师 火力发电厂燃烧废气中有二氧化硫 氧气 一氧化碳等 你将采取什么措施防止二氧化硫排放到大气中 提示 可以经过脱硫处理 利用如下反应处理 CaCO3 SO2 CaSO3 CO2 2CaSO3 O2 2CaSO4 2 酸雨被称为 空中死神 是人们一直关注的问题 请你根据所学知识回答下列问题 1 酸雨渗入地下 会影响饮用水的水质 危害人体健康 原因是什么 提示 酸雨中含有硫酸 亚硫酸 渗入地下 可溶解土壤中的重金属元素的化合物 使地下水中的重金属元素含量增加 大多数重金属对人体有害 2 由SO2溶于雨水形成的酸雨 长时间在空气中放置 酸性将如何改变 提示 SO2溶于雨水形成H2SO3 在空气中久置H2SO3会被氧气氧化生成强酸H2SO4 故酸性增强 待H2SO3被氧化完后 pH不再改变 例2化学活动小组的同学为了试验酸雨对植物的影响 在实验基地中两块地上种了40颗大白菜 长势一样茂盛 然后给第一块地的白菜浇收集到的酸雨 第二块地的白菜浇同样体积的河水 三天后 发现第一块地的白菜叶子发黄 枯萎 第二块地里的白菜仍然很茂盛 结合所学化学知识回答下列问题 1 酸雨的pH范围是 A pH小于7B pH小于5 6C pH大于5 6D pH小于0 2 下列气体过量排放 不会形成酸雨的是 A 二氧化碳B 二氧化硫C 氯化氢D 二氧化氮 3 为什么实验中的第二块地上的白菜要浇河水 规范解答 pH小于7的雨水不一定是酸雨 pH小于5 6的雨水才称为酸雨 因为正常雨水中会溶有二氧化碳而使雨水pH小于7 二氧化碳的饱和溶液pH等于5 6 因此酸雨的pH小于5 6 会造成酸雨的气体不包括二氧化碳 为了与浇酸雨的白菜作对比 因此对第二块地浇河水 答案 1 B 2 A 3 只有浇同量的河水 进行相应的对比 才能说明第一块地里的白菜受到了酸雨的影响 互动探究 如果空气中大量的氮氧化物与二氧化硫同时存在 会使酸雨的pH发生如何变化 提示 空气中的二氧化氮会与水反应生成硝酸 硝酸具有强的氧化性能够将二氧化硫与水反应生成的亚硫酸氧化生成酸性强的硫酸 因此会使酸雨的pH减小 中学常见的环保知识 1 酸雨主要是由二氧化硫和氮氧化物的排放引起的 能腐蚀建筑物 危害人体健康 破坏生态环境 2 光化学烟雾主要是由氮氧化物 碳氢化合物造成的 危害人体健康 影响植物生长 3 臭氧层空洞主要是由氮氧化物 氟氯代烃等的排放引起的 加重地球上的生物受到的太阳紫外线的伤害 4 温室效应主要是由于大气中的二氧化碳的含量不断增加造成的 会使全球气候变暖 5 白色污染主要是由于聚氯乙烯塑料的使用 随意丢弃造成的 会破坏土壤结构和生态环境 SO2和CO2性质的比较探究 1 根据CO2和SO2物理性质上的差异 思考如何鉴别CO2和SO2 提示 闻气味 CO2为无味气体 SO2有刺激性气味 2 根据CO2和SO2化学性质上的差异 讨论如何鉴别CO2和SO2 提示 1 利用二氧化硫的还原性 用酸性高锰酸钾溶液或氯水是否退色鉴别 2 利用二氧化硫的漂白性 用品红溶液是否退色鉴别 3 CO2和SO2均为酸性氧化物 在性质上具有一定的相似性 结合已有的知识探究能否用澄清石灰水鉴别CO2和SO2 为什么 提示 不能 少量的CO2和SO2通入到澄清石灰水中 均产生白色沉淀 足量的CO2和SO2通入到澄清石灰水中 现象是先变浑浊后变澄清 其中SO2和Ca OH 2反应的离子方程式为 SO2 Ca2 2OH CaSO3 H2O CaSO3 SO2 H2O Ca2 2HSO3 4 若要证明某气体是CO2和SO2的混合气体 应进行怎样的操作 提示 证明SO2存在可使用品红溶液 证明CO2可使用澄清石灰水 但由于SO2也可使澄清石灰水变浑浊 因此应先使气体通入品红溶液 验证SO2存在后将气体通入足量酸性KMnO4溶液以除去SO2 最后再通入澄清石灰水中以验证CO2的存在 5 已知 酸性H2SO3 H2CO3 除去CO2中的SO2有几种方法 提示 1 用饱和NaHCO3溶液 2NaHCO3 SO2 Na2SO3 2CO2 H2O 2 KMnO4酸性溶液或氯水 SO2 Cl2 2H2O H2SO4 2HCl 1 导致下列现象的主要原因与排放SO2有关的是 A 酸雨B 光化学烟雾C 臭氧层空洞D 温室效应 解析 选A 酸雨与二氧化硫和氮氧化物有关 光化学烟雾与氮氧化物有关 臭氧层空洞和氮氧化物 氟氯代烃有关 温室效应与二氧化碳有关 2 2011 日照高一检测 检验SO2中是否混有CO2气体 可采用的方法是 A 通过品红溶液B 先通过NaOH溶液 再通过澄清石灰水C 通过澄清石灰水D 先通过KMnO4酸性溶液 再通过澄清石灰水 解析 选D 由于二者都属于酸性氧化物 都能够与NaOH溶液反应 也都能够使澄清石灰水变浑浊 因此要想检验SO2中是否混有CO2气体 可以先将SO2除掉 然后再通过澄清石灰水 若变浑浊说明其中有CO2气体 因此选D 3 下列事实与浓硫酸表现出的性质 括号中 对应关系正确的是 A 在空气中敞口久置的浓硫酸 溶液质量增大 难挥发性 B 在加热条件下铜与浓硫酸反应 氧化性 酸性 C 蔗糖与浓硫酸反应时有海绵状的炭生成 吸水性 D 浓硫酸可用来干燥某些气体 脱水性 解析 选B 浓硫酸具有吸水性因此在空气中敞口久置的浓硫酸会因吸收空气中的水蒸气而使质量变大 同时也可以作为干燥剂 干燥某些气体 在浓硫酸与金属铜的反应中 2H2SO4 浓 CuCuSO4 SO2 2H2O 浓硫酸被还原为SO2 同时有CuSO4生成 因此浓硫酸在此反应中显示了氧化性和酸性 蔗糖与浓硫酸反应中由于浓硫酸的脱水性而使蔗糖碳化 同时浓硫酸被还原为SO2 由于有气体生成而有海绵状的炭生成 4 2011 天水高一检测 硫酸厂有一辆已存放过浓硫酸的铁槽车 某工人违反规程 边吸烟边用水冲洗 结果发生了爆炸事故 下列引起爆炸的原因中正确的是 A 浓硫酸遇明火爆炸B 浓硫酸遇水发热爆炸C 铁与水 常温下 产生的氧化物爆炸D 稀释后的硫酸与铁反应产生的氢气接触空气并遇明火而爆炸 解析 选D 浓硫酸在常温下能够使铁发生钝化 当用水冲洗时 浓度变稀 稀硫酸与铁反应产生氢气 遇明火爆炸 5 某化学兴趣小组为探究SO2的性质 按如图所示装置进行实验 请回答下列问题 1 装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是 其中发生反应的化学方程式为 2 实验过程中 装置B C中的现象分别是 这些现象分别说明SO2具有的性质是 和 3 装置D的目的是探究SO2与品红溶液作用的可逆性 请写出实验操作及现象 4 尾气可采用 溶液吸收 解析 本题以实验题的形式探究SO2的性质 主要考查SO2的氧化性 还原性和漂白性 SO2中硫元素的化合价是 4价 处于中间价态 既可以升高被氧化 又可以降低被还原 既有氧化性 又有还原性 由图中试剂可知A是制取SO2的装置 SO2通入酸性KMnO4溶液中被氧化 再通入Na2S溶液中 被S2 还原成硫单质 装置最后剩余的SO2不能直接排放 否则会污染空气 可用碱溶液 如NaOH溶液 吸收 答案 1 圆底烧瓶Na2SO3 H2SO4 浓 Na2SO4 SO2 H2O 2 溶液由紫红色变为无色无色溶液中出现黄色浑浊还原性氧化性 3 通入SO2 品红溶液退色后 关闭分液漏斗的旋塞 点燃酒精灯加热 溶液恢复为红色 4 NaOH 其他合理答案也可 一 选择题 本题包括6小题 每小题4分 共24分 1 2011 衡阳高一检测 香烟烟雾中往往含有CO和SO2气体 下列关于这两种气体的说法正确的是 A 两者都易溶于水B 两者都是形成酸雨的主要原因C 两者都能使品红溶液退色D 两者都污染环境 危害健康 解析 选D CO难溶于水 A错误 CO不是形成酸雨的主要原因 B错误 两者中只有SO2能使品红溶液退色 C错误 D项正确 2 2011 遵义高一检测 下列关于SO2的说法不正确的是 A 能与碱反应生成盐和水 是酸性氧化物B 能使品红溶液退色 体现了SO2的强氧化性C 在一定条件下能转化为SO3 体现了SO2的还原性D 是大气污染物 是形成酸雨的主要物质 解析 选B SO2是酸性氧化物 能够与碱反应生成盐和水 SO2具有漂白性 能够使品红溶液退色 在一定条件下SO2能够被氧化为SO3 体现了SO2的还原性 形成酸雨的主要物质是硫的氧化物和氮氧化物 3 等质量的铜分别投入足量浓硫酸 稀硝酸溶液中 充分反应后 不考虑气体溶于水 反应可加热 下列说法不正确的是 A 被氧化的铜的物质的量相等B 相同状况下产生气体的体积相等C 浓硫酸溶液反应前后质量相等D 反应中转移电子的物质的量相等 解析 选B 由于铜的质量相同 酸过量 金属铜完全反应 因此被氧化的铜的物质的量相等 根据化学方程式2H2SO4 浓 CuCuSO4 SO2 2H2O 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 可以计算出相同物质的量的铜生成的气体体积不同 由铜与浓硫酸反应的化学方程式可以看出当溶液中进入64g的铜离子时 会有64g的二氧化硫逸出 因此反应前后浓硫酸的质量不变 参加反应的铜的物质的量相同 则铜失去的电子的物质的量就相同 反应中转移电子的物质的量相等 4 用如图所示实验装置 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SO2生成的量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 解析 选D Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 2H2O SO2 题中当向上移动 中铜丝时 铜丝与浓硫酸脱离接触 反应停止 当向下移动时 铜丝与浓硫酸接触 生成SO2 因此可控制SO2的量 故A正确 SO2可以使品红溶液退色 加热后又可恢复原色 因此可用品红溶液检验SO2 故B正确 SO2能污染大气造成酸雨 因此不能直接排放 可用NaOH溶液吸收 故C也正确 反应后 中含有大量硫酸 若直接向 中加水 容易使水沸腾而溅出 造成危险 可以先将上清液倒出 然后再向试管中残留的固体上加入水 若溶液变蓝 则可以确认有CuSO4生成 故D不正确 5 向50mL18mol LH2SO4溶液中加入足量的铜片并加热 充分反应后 被还原的H2SO4的物质的量 A 小于0 45molB 等于0 45molC 在0 45mol和0 90mol之间D 大于0 90mol 解析 选A Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 2H2O SO2 n H2SO4 0 9mol 如果H2SO4完全反应 被还原的H2SO4为0 45mol 因随着反应的进行 浓硫酸变为稀硫酸 反应不再进行 所以被还原的H2SO4的物质的量小于0 45mol 举一反三 用0 45molCu与足量浓硫酸加热反应生成amolSO2 用50mL18mol L浓硫酸与足量Cu加热反应生成bmolSO2 则a与b的大小关系如何 提示 a b 因为 中浓硫酸足量 Cu全部反应生成0 45molSO2 而 中浓硫酸随反应进行变成了稀硫酸 反应停止 生成SO2少于0 45mol 6 比较下述实验方案 判断能够确定一种溶液中一定含有SO42 的事实是 A 取少量试样溶液 加入用盐酸酸化的BaCl2溶液 有白色沉淀生成B 取试样溶液 加入BaCl2溶液 有白色沉淀 再加稀硝酸 沉淀不溶解C 取少量试样的溶液 加入Ba NO3 2溶液 有白色沉淀生成D 取少量试样溶液 加入足量盐酸 无沉淀 加入BaCl2溶液 有白色沉淀生成 解析 选D 遇盐酸酸化的BaCl2溶液 有白色沉淀生成时 原溶液可能含有Ag 或SO42 A错 加入BaCl2溶液有白色沉淀 再加稀硝酸 沉淀不溶解 原溶液中可能含有Ag SO42 或SO32 BaSO3能被HNO3氧化成BaSO4 B错 C加入Ba NO3 2溶液 能产生白色沉淀 原溶液中可能含有CO32 SO32 SO42 C错 当加入足量的盐酸时 无沉淀生成 加入BaCl2生成了白色沉淀 原溶液只可能为SO42 规律方法 溶液中SO42 的检验 1 检验的关键 既要注意试剂的选择 又要注意操作顺序的选择 方能排除干扰离子的误导 全面考虑 综合分析 正确推导 2 检验的方法 其一 先加检验试剂 后对沉淀酸化 向待测液先加硝酸钡溶液 过滤 沉淀中加稀盐酸 沉淀不溶解 有SO42 其二 先酸化 再加检验试剂 向待测液中先加入足量稀盐酸 如果出现沉淀 过滤后向所得溶液中滴加氯化钡或硝酸钡溶液 又出现白色沉淀 证明含有SO42 如果不出现沉淀 滴加氯化钡或硝酸钡溶液 又出现白色沉淀 证明含有SO42 二 非选择题 本题包括2小题 共26分 7 15分 2011 济南高一检测 如图所示是实验室制取SO2并验证SO2的某些性质的装置图 试回答 1 在F中发生反应的化学方程式为 2 A中现象为 此实验证明SO2是气体 3 B中的品红溶液 证明SO2有 4 C中现象为 证明SO2具有 性 5 D中现象是 证明SO2具有 性 6 E的作用是 反应的化学方程式为 解析 浓硫酸与Na2SO3反应生成SO2气体 SO2气体为酸性氧化物 与水反应生成H2SO3 使石蕊试液变红 显示了SO2气体酸性氧化物的通性 通过品红溶液会使品红溶液退色 显示了SO2气体的漂白性 与H2S反应 生成S单质淡黄色沉淀 显示了SO2气体的氧化性 与氯水发生氧化还原反应 显示了SO2气体的还原性 SO2气体有毒 因此应该在整个装置的最后加一个尾气处理装置 答案 1 Na2SO3 H2SO4 浓 Na2SO4 SO2 H2O 2 紫色石蕊试液变红酸性 3 退色漂白性 4 溶液变浑浊氧化 5 溶液退色还原 6 吸收多余的SO2 防止污染空气SO2 2NaOH Na2SO3 H2O 8 11分 人们认识和应用物质常从两方面入手 一是从物质的类别认识该物质可能跟哪些物质发生反应 二是从物质所含元素的化合价分析该物质是否具有氧化性或还原性 下图是硫元素的各个价态与物质类别的对应关系 1 写出指定物质的化学式 A B 2 D转化为硫酸是酸雨形成的重要过程之一 写出其反应的化学方程式 3 若C是铜盐 试写出由H2SO4 C的化学方程式 4 为进一步减少SO2的污染并变废为宝 我国正在探索在一定条件下用CO还原SO2得到单质硫的方法来除去SO2 写出该反应的化学方程式 解析 A中的S的化合价为 6价且可以转化为硫酸 又可以和二氧化硫互相转化 因此A为三氧化硫 B中的硫的化合价为 2价且为气态氢化物 因此B为硫化氢 C为铜盐且由硫酸得到 因此为硫酸铜 由于D是由二氧化硫转化得到 且D转化为硫酸是形成酸雨的重要过程之一 因此D为亚硫酸 E为亚硫酸盐 答案 1 SO3H2S 2 2H2SO3 O2 2H2SO4 3 Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 SO2 2H2O 其他合理的反应均可 4 2CO SO2S 2CO2 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全