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第2课时实验室里研究不同价态硫元素间的转化酸雨及其防治,1了解SO2的物理性质，掌握SO2的化学性质。2掌握浓硫酸的强氧化性。3运用氧化还原反应规律研究不同价态硫之间的转化。4了解酸雨的形成及危害，增强学生的环境保护意识。,1二氧化硫的化学性质。2浓硫酸的特性。,一、硫的重要化合物及不同价态的硫元素间的转化1氧化性、还原性与化合价的关系,氧化性,还原性,2硫的几种重要化合物(1)二氧化硫。物理性质,无色,刺激性气味,大,易溶于水,有毒,化学性质,SO2能与有色物质结合生成一种_的无色化合物，加热时会_,SO2,氧化性(与H2S),SO2+2H2S=3S+2H2O,酸性氧化物,与H2O,SO2+H2OH2SO3,与碱(NaOH),SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,与碱性氧化物(CaO),还原性,与O2与Cl2,SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,漂白性,不稳定,恢复原来的颜色,2SO2+O22SO3,实验室制法实验室常用Na2SO3和浓硫酸反应制取SO2:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2+H2O。用途：制硫酸、漂白剂、消毒剂等。,(2)浓硫酸。物理性质,无色,油状液体,难挥发,与水以任意比混溶,特性a强氧化性,浓硫酸,金属,Cu,常温下_,Fe、Al,非金属(C),钝化,b吸水性：浓硫酸具有强的吸水性，常用作干燥剂。c脱水性：浓硫酸能够将物质中的H、O元素按照21的比例脱出生成H2O。(3)石膏：石膏是一种结晶水合物，化学式为_。化学性质将石膏加热，会转化为熟石膏，发生的化学反应方程式为2(CaSO42H2O)2CaSO4H2O+3H2O用途：制作各种模型、石膏绷带、制作豆腐。(4)硫酸钡：_于水，_于酸，在医疗上常用于钡餐透视。,CaSO42H2O,不溶,不溶,二、酸雨及其防治1酸雨的形成(1)酸雨：排入空气中的_和_等在氧气和水蒸气的共同作用下，形成酸雾，随着雨水降落就成为酸雨。,SO2,氮氧化物,(2)硫的氧化物形成酸雨的主要过程。_，_，_,_。,2SO2+O22SO3,SO3+H2O=H2SO4,SO2+H2OH2SO3,2H2SO3+O2=2H2SO4,2酸雨的危害(1)酸雨会使湖泊的水质变酸，导致水生生物死亡。(2)酸雨浸渍土壤，会使土壤变得贫瘠。(3)长期的酸雨侵蚀会造成森林大面积死亡；同时还会对人体健康产生影响。3酸雨的防治措施(1)从实际情况出发，对酸性物质的排放加以控制。(2)改变能源结构，开发利用氢能、风能、太阳能等清洁能源，从根本上解决问题。,1能够使澄清石灰水变浑浊的气体一定是CO2吗？提示：不一定。CO2、SO2通入澄清石灰水时可以分别生成白色CaCO3、CaSO3沉淀，而且当CO2、SO2过量时沉淀均可以溶解，分别生成Ca(HCO3)2、Ca(HSO3)2。,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，会观察到什么现象?提示：因为SO2具有漂白性使品红溶液退色；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，发生反应：SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4，不能够使品红溶液退色。,3能够用铁质或者铝质容器储运浓硫酸吗？稀硫酸呢？提示：浓硫酸可以，稀硫酸不可以。在常温下，浓硫酸与铁、铝接触时，由于钝化而阻止了进一步的反应，因此可以用铁质或者铝质容器储运浓硫酸。而稀硫酸由于可以与铁、铝迅速反应，因此不能用铁质或者铝质容器储运。,一、硫及常见含硫化合物的相互转化与性质如图所示是硫元素的各个价态与物质类别的对应关系，试结合有关知识完成下列问题：,1了解硫及其化合物的转化(1)上述物质中硫元素既有氧化性又有还原性的物质有哪些？只有氧化性和只有还原性的物质有哪些？【精讲点拨】元素处于中间价态时既有氧化性又有还原性，最高价态时只有氧化性，最低价态时只有还原性。提示：硫元素既有氧化性又有还原性的物质有：S、SO2、H2SO3和Na2SO3；硫元素只有氧化性的物质有：SO3、H2SO4、CuSO4；硫元素只有还原性的物质有：H2S。,(2)上述含硫物质间的转化都属于氧化还原反应吗？【思路分析】不同价态的含硫化合物之间的转化属于氧化还原反应，相同价态的含硫化合物之间的转化不属于氧化还原反应。提示：不是。H2S与S、S与SO2、SO2与SO3、H2SO3与H2SO4之间的转化属于氧化还原反应，而SO2与H2SO3及亚硫酸盐、SO3与H2SO4及硫酸盐之间的转化不属于氧化还原反应。,2二氧化硫和浓硫酸的性质(1)如何区分CO2和SO2这两种重要的酸性氧化物？【精讲点拨】二者的重要性质如图：,提示：气味：CO2为无味气体，SO2有刺激性气味。利用SO2的还原性：SO2可以使酸性高锰酸钾溶液或氯水退色，而CO2不能。利用SO2的漂白性：SO2可以使品红溶液退色，而CO2不能。,(2)浓硫酸具有吸水性，可用作干燥剂。浓硫酸能够干燥哪些气体？不能够干燥哪些气体？【思路分析】浓硫酸具有酸性、强氧化性，因此碱性气体、还原性气体不能用浓硫酸干燥。提示：浓硫酸能够干燥的有H2、N2、O2、CO、NO等中性气体，以及Cl2、CO2、SO2、HCl、NO2等酸性气体。不能够干燥NH3等碱性气体，以及H2S、HBr、HI等还原性气体。,3硫酸根离子的检验某同学在检验SO42-时设计了如下两套实验方案：方案：被检液白色沉淀证明SO42-存在。方案：被检液无现象白色沉淀证明有SO42-存在。判断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。并且方案也无法排除Ag+的干扰。,1常见的三类漂白物质(1)具有强氧化性的：_。(2)能与有机色素化合的：_。(3)具有吸附作用的：_。2如何区分浓硫酸和稀硫酸的氧化性(1)浓硫酸具有极强的氧化性，主要是构成酸根中_易获得电子，可以氧化较不活泼的金属如Cu以及非金属如C等；(2)稀硫酸是_得电子，只具有_的氧化性，只可氧化较活泼的金属Zn、Fe等。,HClO、H2O2、Na2O2、O3,SO2,活性炭,+6价的硫原子,电离出的H+,较弱,3SO42-的检验,有SO42-,被检液,加足量_酸化,无现象,滴加_溶液,有白色沉淀,盐酸,BaCl2,【典题训练】(2011北京高考)甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀，用如图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验),实验操作和现象：,(1)A中反应的化学方程式是_。(2)C中白色沉淀是_，该沉淀的生成表明SO2具有_性。(3)C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是_。(4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因，甲认为是空气参与反应，乙认为是白雾参与反应。为证实各自的观点，在原实验基础上：甲在原有操作之前增加一步操作，该操作是_；乙在A、B间增加洗气瓶D，D中盛放的试剂是_。,进行实验，B中现象：检验白色沉淀，发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程式解释实验现象异同的原因：_。(5)合并(4)中两同学的方案进行实验。B中无沉淀生成，而C中产生白色沉淀，由此得出的结论是_。,【解题指南】解答该题要注意以下问题：(1)熟悉相关物质的化学性质，结合实验目的大胆推测各装置及药品的作用。(2)通过实验现象的对比进行实验评价。,【解析】(1)在加热条件下Cu与浓硫酸发生反应2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2+2H2O，故A装置中铜片表面产生的气泡为SO2，白雾可能为受热挥发的硫酸。(2)由装置A产生的SO2气体最终进入装置C中，发生反应SO2+H2O=H2SO3，H2SO3电离产生的H+与NO3-共存相当于HNO3存在，将SO2、SO32-氧化为SO42-，与Ba2+结合生成BaSO4沉淀，总反应为3SO2+2H2O+3Ba(NO3)2=3BaSO4+2NO+4HNO3，该过程中SO2被氧化，具有还原性。(3)反应生成的NO与空气中的氧气反应：2NO+O2=2NO2，NO2是红棕色气体，浓度小时呈浅棕色。,(4)由于BaSO3易溶于稀盐酸，分析B中不溶于稀盐酸的沉淀，应为BaSO4；甲认为是空气中的O2参与反应将SO2氧化为SO42-，乙认为是白雾成分参与反应生成含有SO42-的物质。甲为证实自己的观点，就要排除装置中的O2，从而使SO2不被氧化为SO42-，B装置中不产生白色沉淀，应进行的操作是打开弹簧夹，通N2一段时间，排除装置中的空气；乙为证实自己的观点，就需要将白雾排除，在装置A、B间增加洗气瓶D，可选用饱和NaHSO3溶液，发生反应2NaHSO3+H2SO4=Na2SO4+2SO2+2H2O(不能选用Na2SO3溶液，因为会发生反应Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3而使SO2被吸收)。,按照改进装置进行实验时，甲方案中产生大量白色沉淀，乙方案中产生少量白色沉淀，说明白雾和空气对反应均有影响，白雾的存在对反应的影响大，空气中的氧气对反应影响不太大。甲的装置中发生的反应为SO42-+Ba2+=BaSO4，乙的装置中发生的反应为2Ba2+2SO2+O2+2H2O=2BaSO4+4H+，因为白雾的量远远多于装置中O2的量，故甲的实验中产生大量白色沉淀，乙的实验中产生少量白色沉淀。(5)当把甲、乙两同学的方案合并后，不论是装置中的O2还是白雾均被处理，B装置中通入气体SO2和少量的水蒸气，此时不产生沉淀，说明SO2和BaCl2溶液不反应，即SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀。,答案：(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O(2)BaSO4还原(3)2NO+O2=2NO2(4)通N2一段时间，排除装置中的空气饱和NaHSO3溶液甲：SO42-+Ba2+=BaSO4，乙：2Ba2+2SO2+O2+2H2O=2BaSO4+4H+，白雾的量远多于装置中O2的量(5)SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀,二、酸雨及其防治据报道，“千湖之国”瑞典因酸雨，从七十年代初到八十年代中期，有18万个湖泊酸化；欧洲每年有6500万公顷森林受害；仅美国因酸雨对建筑物和材料的腐蚀每年损失达20亿美元。,1常见的酸雨类型有哪些？(写出化学反应方程式)【思路分析】由图可知，酸雨的成分有两种，硫酸和硝酸；采用倒推法写出硫酸和硝酸的形成过程。提示：(1)硫酸型：H2SO4H2SO3SO2SO2+H2OH2SO3,2H2SO3O2=2H2SO4。(2)硝酸型：HNO3NO23NO2+H2O=2HNO3+NO。,2硫酸型酸雨放置一段时间后，酸性会增强，其原因是什么？【思路分析】提示：因为SO2溶于水生成H2SO3，H2SO3经长时间放置后会被氧化成硫酸，由于硫酸是强酸，所以该酸雨放置一段时间后酸性增强。,3燃煤固硫可以防止或减少SO2气体的排放，从而减少酸雨的形成。其化学原理是什么？【思路分析】煤和石油的燃烧是产生SO2的重要途径，SO2是酸性氧化物，可在一定条件下与碱性氧化物反应生成盐，从而达到固硫的目的。提示：燃煤中添加石灰石，利用其受热分解生成的CaO与SO2反应生成CaSO3，达到固硫目的。有关方程式如下：CaCO3CaO+CO2，SO2+CaOCaSO3，2CaSO3+O22CaSO4。,1我国酸雨的组成我国大部分地区的酸雨主要是SO2造成的，酸雨中HNO3的含量较低，H2SO4的含量较高。2酸雨的防治(1)控制酸性物质的排放。(2)改变能源结构，开发利用清洁能源。,【典题训练】酸雨的形成与大气中二氧化硫及氮氧化物的含量有关。目前中国已是仅次于欧洲和北美的第三大酸雨区。(1)机动车所排放的废气中主要含CO和氮氧化物。为使机动车达标排放，可在排气筒中安装一个催化净化装置，使尾气中的CO和NO转化为参与大气循环的两种无毒气体，写出反应的化学方程式：_。,(2)下列措施中，能减少或控制汽车尾气污染且可行的是_。制定严格的尾气排放标准，并严格执行。开发清洁能源，如氢能汽车、太阳能汽车等。市民出行带防毒面具。市民大量移居城市郊区。,【解析】(1)参与大气循环的两种无毒气体为N2和CO2，根据氧化还原反应中得失电子守恒规律，即可写出化学方程式。(2)防治措施可以是发展清洁能源或改进汽车尾气的处理技术，控制汽车尾气排放，故正确。答案：(1)2NO+2CON2+2CO2(2),【知识拓展】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。,一、选择题1(双选)在下列反应中，硫元素表现出氧化性的是()A稀硫酸与锌粒反应B浓硫酸与木炭反应C二氧化硫与氧气反应D硫粉与铁粉反应,【解析】选B、D。稀硫酸与锌反应主要是H+显示氧化性，硫元素化合价不变；浓硫酸与木炭反应主要体现了浓硫酸的强氧化性，而浓硫酸的强氧化性是由+6价的硫元素体现的；二氧化硫与氧气反应主要是由于氧气将二氧化硫中+4价的硫氧化成+6价的硫；硫粉与铁粉反应时硫元素化合价降低，表现出氧化性。,2下列现象或事实可用同一原理解释的是()A氯水和SO2使品红溶液退色B浓硫酸和浓硝酸长期暴露在空气中浓度降低C浓硫酸和浓硝酸都可以用铁质容器储运DSO2可使品红和酸性高锰酸钾溶液退色,【解析】选C。氯水使品红溶液退色是因为次氯酸的强氧化性，而SO2使品红溶液退色是因为化合作用，A错；浓硫酸因吸水使浓度降低，而浓硝酸由于挥发使浓度降低，B错；铁、铝在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，因此都可以用铁质容器储运，C正确；SO2可使品红溶液退色是因为化合作用，而使酸性高锰酸钾溶液退色是因为被氧化，D错。,3下列有关SO2说法中不正确的是()A被酸雨污染的农田及湖泊可洒石灰石粉末，减轻其危害B在BaCl2溶液中通入SO2气体，溶液仍澄清，滴入3%过氧化氢溶液有白色沉淀C二氧化硫气体能用浓硫酸干燥，说明二氧化硫无还原性D二氧化硫能漂白某些物质，加热后可恢复原色【解析】选C。二氧化硫具有较强的还原性，而仍能用浓硫酸干燥是由于二氧化硫和浓硫酸中的硫元素分别为+4价、+6价，没有中间价态，因此二者不能反应。,4化学实验中常将溶液或试剂进行酸化，下列酸化处理的措施正确的是()A定性检验SO32，将BaCl2溶液用HNO3酸化B为提高高锰酸钾溶液的氧化能力，用盐酸将高锰酸钾溶液酸化C检验溶液中是否含有Fe2时，用硝酸酸化D检验溶液中是否含有SO42时，在无其他阳离子干扰的条件下，先用盐酸酸化，所得溶液再加BaCl2溶液,【解析】选D。A中用HNO3酸化时可以将SO32氧化为SO42-；B中高锰酸钾可以氧化HCl；C中硝酸可以氧化Fe2；只有D项是可行的。,5(2012广东高考)下列陈述、正确并且有因果关系的是(),【解析】选D。,二、非选择题6甲、乙两同学进行化学研究性学习：测定某次雨水的pH并判断该雨水是否为酸雨。甲同学取pH试纸用蒸馏水湿润后置于表面皿中，取雨水少量并滴几滴雨水到pH试纸上，稍许，与标准比色卡对照，测得pH为6。由此，甲同学得出这次雨水不是酸雨的结论。乙同学用烧杯取雨水少许，用pH试纸正确测定该雨水的pH，测得pH为5。露置于教室中一段时间后，再测得pH为4。,请回答下列问题：(1)甲、乙两同学上述化学研究性学习思路的可取之处是_。(2)你认为甲同学的结论是否合理并说明你的理由_。(3)请你解释乙同学实验中先测得pH为5，露置于教室中一段时间后，再测得pH为4的原因(用化学方程式并结合文字说明)_。(4)酸雨形成的原因与下列哪些气体有关(填代号)_。ACO2BSO2CCODNO2,【解析】(1)两名同学均是利用实验方法来解决具体问题。(2)pH试纸用蒸馏水湿润再测，雨水的浓度会被稀释而使测定结果有误。(3)酸雨的主要成分是H2SO3，属于中强酸，在空气中露置一段时间后被氧气氧化成H2SO4，故酸性增强。(4)酸雨的形成与硫的氧化物以及氮氧化物有关。,答案：(1)通过实验的方法来解决化学问题(2)结论不合理。甲同学测定雨水的pH前将pH试纸用蒸馏水湿润，相当于将雨水进行稀释(3)2H2SO3+O2=2H2SO4,生成的H2SO4是强酸使酸性增强(4)B、D,7某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应，用如图所示的装置进行实验：,请回答下列问题：(1)B是用来收集实验中产生气体的装置，但未将导管画全，请将装置图补充完整。(2)实验中他们取64g铜片和12mL18molL-1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应停止，最后发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组中的同学认为还有一定量的硫酸剩余。,写出铜与浓硫酸反应的化学方程式：_，实验中若有mg铜参加了反应，则有_mol硫酸被_(填“氧化”或“还原”)，电子转移数目为_mol。下列试剂中，能证明反应停止后烧瓶中有硫酸剩余的是_(填写字母编号)。A硫酸钠溶液B氯化钡溶液C银粉D碳酸钠溶液为什么有一定量的硫酸剩余但未能使铜片完全溶解？你认为原因是_。,【解析】(1)SO2的密度比空气大，因此需要用向上排空气法收集，将进气管插至集气瓶瓶底位置。(2)浓硫酸在加热时可以与铜反应：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O，随着反应的进行，硫酸浓度降低到一定程度就会停止反应，因此硫酸与铜均会有剩余。由反应方程式可知，当与mg铜反应时，被还原的H2SO4的物质的量与铜相等，均为m/64mol，此时电子转移数目为2m/64mol=m/32mol。向反应后的溶液中加入碳酸钠溶液，若有气体生成证明含有H2SO4。,答案：(1)将进气管插入近集气瓶底(如图)(2)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2Om/64还原m/32D随着反应的进行，浓硫酸逐渐变为稀硫酸，稀硫酸不与铜反应,
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