2019-2020年高一化学（鲁科版）必修1教学案：第3章 第3节 第2课时 浓H2SO4的性质　酸雨及其防治(含答案).doc

2019-2020年高一化学（鲁科版）必修1教学案：第3章 第3节 第2课时 浓H2SO4的性质酸雨及其防治(含答案)1掌握浓H2SO4的性质，了解常见的环境污染的成因及危害。2掌握SO的检验方法。 细读教材记主干一、硫酸的物理性质纯净的硫酸是一种无色黏稠、油状的液体，溶于水时放出大量的热，稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并不断搅拌。二、浓H2SO4的特性1吸水性：浓H2SO4有强烈的吸水性，常用作干燥剂。2脱水性：浓硫酸能将物质中的氢、氧原子按 21的比例脱出生成H2O。3强氧化性：三、酸雨的形成1酸雨：排入空气中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。2SO2的来源：化石燃料的燃烧。3H2SO4型酸雨形成的主要反应：四、酸雨的防治1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。重点剖析1浓H2SO4的强氧化性(1)Fe、Al的钝化：常温下，Fe、Al遇到浓硫酸会反应生成一层致密的氧化膜而出现“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：ZnH2SO4=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。(4)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。特别提醒(1)浓硫酸具有强的氧化性，主要是硫酸根中的原子易获得电子，而稀H2SO4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。(2)“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。在加热条件下，Fe、Al与浓硫酸反应不会“钝化”。典例印证例题150 mL物质的量浓度为18 molL1的硫酸中加入足量铜片并加热，充分反应。下列有关说法中正确的是()A有0.9 mol的硫酸被还原B有0.45 mol的硫酸被还原C充分反应后体系中无硫酸剩余D消耗的铜的质量一定少于28.8 g解析强氧化性是浓硫酸的特性。随反应的进行，硫酸变稀，氧化性变弱，与Cu的反应将停止。因此参与反应的硫酸的物质的量一定少于0.9 mol，被还原的硫酸一定少于0.45 mol，参与反应的铜的质量也一定少于28.8 g。答案DCu与浓H2SO4加热时发生反应，而稀H2SO4与Cu加热时不反应；Zn与浓H2SO4反应生成SO2气体，而与稀H2SO4反应生成H2，即足量Zn与浓H2SO4反应得到的为SO2与H2的混合气体。1双选下列反应中浓硫酸既表现出氧化性又表现出酸性的是()ACu2H2SO4CuSO4SO2,2H2OBC2H2SO4CO22SO2,2H2OC2FeO4H2SO4=Fe2(SO4)3SO24H2ODFe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O解析：选A、C浓流酸在反应中若6价硫化合价降低，体现氧化性，若6价硫的化合价不变，则体现酸性。分析四个反应的化合价变化可知，A、C反应中浓硫酸既体现氧化性又体现酸性，B反应中浓硫酸只体现氧化性，D反应中浓硫酸只体现酸性。重点剖析(1)酸雨形成原因主要是由SO2和氮氧化物溶于水造成的，能使土壤酸化，腐蚀建筑物等。(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)臭氧空洞主要是氮氧化物、氟氯代烃等的排放引起的，使地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧。(4)温室效应主要是由大气中CO2含量的不断增加造成的，会使全球气候变暖。(5)白色污染形成原因是塑料制品的大量使用，随意丢弃，会破坏土壤结构和生态环境。(6)赤潮和水华形成原因是含氮、磷工业废水、农业废水和生活污水的任意排放，会使藻类过度繁殖，鱼类死亡，水质恶化。若发生在淡水中称为“水华”，发生在海水中称为“赤潮”。(7)水俣病含汞的工业废水引起的水体污染，可使鱼类中毒，人食用中毒后的鱼会造成人体汞中毒。(8)PM2.5空气中直径小于等于2.5微米的颗粒物，其表面积大，活性强，易吸附有毒有害物质，且在大气中停留时间长，因而严重影响人体健康和大气的环境质量。特别提醒(1)pH5.6的降雨为酸雨。(2)酸雨、光化学烟雾、臭氧空洞的形成都和氮氧化合物的排放有关。典例印证例题2下列有关环境问题的说法正确的是()煤燃烧时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量臭氧的体积分数越大的空气越有利于人体健康pH在5.67.0之间的降水通常称为酸雨汽车尾气中含有氮氧化物、碳氧化物、含铅化合物等，严重污染大气ABCD解析煤燃烧时加入适量石灰石，将发生反应CaCO3CaOCO2，CaOSO2CaSO3，减少了废气中SO2的量，正确；因为O3具有强氧化性，空气中含量超过一定数值时会对人体造成损害，错误；pH小于5.6时的降水为酸雨，错误；汽车尾气中除含NOx、COx外，含铅的抗爆剂在燃烧时会产生含铅化合物，都会严重污染大气，正确。答案D(1)燃煤中加入适量的石灰石或生石灰都可防止SO2的产生，起到“固硫”作用。(2)CO2溶于水也会使pH7，但不会导致酸雨的形成。2导致下列现象的主要原因和SO2有关的是()A酸雨B光化学烟雾C臭氧空洞 D温室效应解析：选A造成光化学烟雾的主要是氮氧化物，造成臭氧空洞的主要是氟利昂和氟氯烃，造成温室效应的主要是CO2。重点剖析1正确操作：2杂质离子的干扰(1)Ag干扰：盐酸酸化能防止Ag干扰，因为AgCl=AgCl方案乙：试液无沉淀白色沉淀方案丙：试液无沉淀白色沉淀试评价上述各种方案是否严密，并分别说明理由。方案甲_。方案乙_。方案丙_。解析掌握好SO检验过程中药品加入顺序及排除Ag、SO的干扰是解题关键。三个方案可作如下分析：(1)方案甲先向试液中加氯化钡溶液，生成的白色沉淀有两种可能：一种可能是与氯离子结合而生成的氯化银，另一种可能是与钡离子结合而成的硫酸钡、亚硫酸钡、碳酸钡、磷酸钡(即试液中可能含有SO、SO、CO、PO)。上述沉淀中只有亚硫酸钡、碳酸钡、磷酸钡能溶于盐酸，因而此方案不能确定试液中含SO。(2)方案乙先向试液中加入盐酸不产生沉淀，这排除了试液中含有Ag的可能。然后再向此酸性溶液中加入氯化钡溶液，只有硫酸钡不溶于盐酸而呈白色沉淀，排除了其他离子的干扰，因而此方案是正确的。(3)方案丙与方案乙相似，不同之处是用硝酸代替了盐酸，用硝酸钡溶液代替了氯化钡溶液。由于硝酸有强氧化性，可将SO氧化成SO，因此不能排除SO的干扰。答案方案甲：不严密。因为含有Ag而不含SO的无色透明溶液，也会出现此方案的现象方案乙：严密。因为先加稀盐酸无沉淀可排除Ag干扰，且酸性环境可排除SO等干扰方案丙：不严密。因为含有SO而不含SO的无色透明溶液，也会出现此方案的现象甲方案先加BaCl2后加HCl，可能Ag干扰SO验证；丙方案SO可被稀HNO3氧化成SO，干扰SO的检验，因此检验SO时不能用HNO3和BaCl2、HCl和Ba(NO3)2、HNO3和Ba(NO3)2。3用4种溶液进行实验，表中“操作及现象”与“溶液”不符的是()选项操作及现象溶液A通入SO2，溶液不变浑浊，再加氯水变浑浊可能为BaCl2溶液B通入CO2，溶液变浑浊，再加入紫色石蕊试液，试液先变红后退色可能为Ca(ClO)2溶液C通入SO2，溶液变浑浊，继续通SO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊可能为Ca(OH)2溶液D加入BaCl2溶液，溶液中有沉淀，再滴入稀硝酸沉淀不溶解一定为含有SO的溶液一、选择题1“保护环境，就是保护人类自己。”下列环境问题与产生的主要原因不相符的是()“臭氧空洞”主要是大量使用氟氯代烃等引起的“光化学烟雾”主要是由NO2等引起的“酸雨”主要是由空气中CO2浓度增大引起的“白色污染”主要是由聚乙烯塑料等引起的“厄尔尼诺”现象是由空气中CO2浓度增大引起的“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的“赤潮”主要是由水体中P、N等元素过量引起的A只有B只有C全部 D只有解析：选D“保护环境，就是保护人类自己”，环境问题已越来越引起社会的关注，了解一些环境问题产生的主要原因，才能提出合理的治理方案。“臭氧空洞”主要是氟氯代烃引起，而NOx对“臭氧空洞”的形成也有一定作用；光化学烟雾主要是NOx引起的；“酸雨”的形成主要是SO2及NOx引起的，故不正确；“白色污染”是指聚乙烯塑料引起的污染；空气中CO2浓度增大，引起“温室效应”，“厄尔尼诺”也由此而起；“赤潮”“水华”则是水体中由N、P等营养元素的过量引起的。2某溶液中可能含有SO、CO、Cl。为了检验其中是否含有SO，除BaCl2溶液外，还需要的溶液是()AH2SO4 BHClCNaOH DNaNO3解析：选B因为BaCO3也是一种白色沉淀，因此为了防止CO的干扰，还需要稀盐酸，观察沉淀是否溶解。3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两者都污染环境，危害健康C两者都能使品红溶液退色D两者都是形成酸雨的主要原因解析：选BCO不溶于水，SO2可以使品红退色；氮氧化合物和SO2、SO3是形成酸雨的主要原因；CO可以使人中毒死亡，SO2会损伤呼吸系统。4浓硫酸有许多重要的性质，在与含有水分的蔗糖作用过程中不能显示的性质是()A酸性 B脱水性C强氧化性 D吸水性解析：选A在与含有水分的蔗糖作用过程中显示吸水性、脱水性和强氧化性，不会显示酸性。5下列可用浓H2SO4干燥的气体有()H2SO2H2SCl2NH3HClCO2HBrCOA BC D全部解析：选B浓H2SO4不能干燥碱性气体如NH3，也不能干燥还原性气体如H2S、HBr等。6下列反应中，浓硫酸既表现强氧化性，又表现酸性的是()2NaCl(固)H2SO4(浓)Na2SO42HClC2H2SO4(浓)CO22SO22H2OCu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O2FeO4H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3SO24H2OABC D解析：选B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。7在下列生成二氧化硫的反应中，反应物中的含硫物质被氧化的是()A硫在空气中燃烧B铜片与浓硫酸共热C红热的木炭与浓硫酸反应D亚硫酸钠与稀硫酸反应解析：选AA项硫在空气中燃烧生成SO2，硫被氧化；浓H2SO4与铜片、木炭共热，都是浓H2SO4被还原为SO2；D项没有化合价变化，不属于氧化还原反应。8下列叙述正确的是()A浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氢气、氧气、氨气等气体，但不能干燥有较强还原性的HI、H2S等气体B浓硫酸与单质硫反应的方程式为S2H2SO4(浓),3SO22H2O，在此反应中，浓硫酸既表现了其强氧化性又表现了其酸性C把足量铜粉投入到含H2SO4 2 mol的浓硫酸中，得到气体体积在标准状况下为22.4 LD常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸，是因为浓硫酸的强氧化性使其钝化解析：选DA项浓硫酸具有吸水性，但由于其具有强氧化性和酸性，故不能用来干燥具有还原性和碱性的气体(NH3)；B项，参与反应的浓硫酸全部被还原为SO2，只表示强氧化性；C项，Cu与浓硫酸反应时，浓硫酸浓度降低，当降到一定程度时，变为稀硫酸，Cu与稀H2SO4不反应，故产生的SO2不足22.4 L。9类推的思想方式在化学学习与研究中经常被采用，但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。以下类推的结论中正确的是()ASO2能使酸性KMnO4溶液褪色，故CO2也能使酸性KMnO4溶液褪色B盐酸与镁反应生成氢气，故硝酸与镁反应也生成氢气CSO2能使品红溶液褪色，故CO2也能使品红溶液褪色D常温下浓硫酸能使铁和铝钝化，故常温下浓硝酸也能使铁和铝钝化解析：选DA项中CO2无还原性，不能使酸性KMnO4褪色；B项中金属与HNO3反应不产生H2；C项中CO2无漂白性，不能使品红褪色。10向50 mL 18 molL1的H2SO4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0.45 molB等于0.45 molC在0.45 mol与0.90 mol之间D大于0.90 mol解析：选A随反应进行，浓硫酸被消耗，浓度变小后铜片不与H2SO4反应所以被还原的H2SO4的物质的量应小于0.45 mol。11.木炭与浓硫酸共热产生的气体X和铜与浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶(如图装置)中，下列说法正确的是()A洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡B从Z导管口出来的气体中无CO2C洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡D在Z导管口无明显现象解析：选CCu与浓HNO3反应生成NO2，通入BaCl2溶液后生成HNO3，同时放出NO；C与浓H2SO4反应生成CO2、SO2。混合气体通入BaCl2溶液后，SO2被氧化成H2SO4，故有BaSO4沉淀生成，但不会生成BaCO3沉淀；Z管口处的NO遇O2生成红棕色NO2气体。12下列措施不符合节能减排的是()A大力发展火力发电，解决广东电力紧张问题B在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水C用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫，并回收石膏D用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气，作家庭燃气解析：选A火力发电将消耗大量的化石燃料，同时会产生大量污染物，不符合节能减排的要求；利用太阳能可减少化石燃料的过度使用，燃煤脱硫可减少SO2排放对大气的污染，发展沼气可提高生物质能的利用率，都符合节能减排的要求。二、非选择题13在通常情况下，A是固体单质。根据如图所示的转化关系，回答有关问题。(1)写出下列物质的分子式：A_；C_；E_。(2)写出指定反应的化学方程式：BC_；CD_；EC_。解析：BCD为连续氧化的反应特征，且DH2O反应的产物能与Cu发生反应，因此推断E为HNO3或浓硫酸，又因为A单质为固体，所以该图为硫的转化关系，A为S，则可得出答案。答案：(1)SSO2H2SO4(2)2H2S3O2,2SO22H2O2SO2O22SO3回答下列问题：(1)A物质的化学式_，B物质的化学式_。(2)三个反应中不属于氧化还原反应的是_(填序号)。(3)SO2中硫元素显4价，它可能降低到0价，利用这一性质可在工厂的烟道气中通入合适的_(填“氧化剂”或“还原剂”)除去SO2，达到减少污染的目的。(4)现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下：测试时间/h01234雨水的pH4.734.624.564.554.55雨水样品的pH变化的原因(用化学方程式表示)是：_。解析：(1)由题意可知A、B是硫的氧化物。由BH2OH2SO4可知B是SO3，则A是SO2。(2)反应过程中只有不是氧化还原反应。(3) 。(4)时间越长，pH越小，酸性越强，是因为H2SO3被氧化为H2SO4。答案：(1)SO2SO3(2)(3)还原剂(4)2H2SO3O2=2H2SO416(1)加热条件下浓硫酸能将木炭粉氧化成CO2，本身被还原成SO2，反应的化学方程式是_。(2)试用如图所列各装置设计一个实验，来验证上述反应所产生的各种产物。编号装置这些装置的连接顺序(按产物气流从左至右的方向)是(填装置的编号)：_。(3)实验时可观察到装置中A瓶的溶液退色，C瓶的溶液不退色。A瓶溶液的作用是_，B瓶溶液的作用是_，C瓶溶液的作用是_。(4)装置中所加固体药品是_，可验证的产物是_，确定装置在整套装置中位置的理由是_。(5)装置中所盛溶液是_，可验证的产物是_。(6)洗气瓶A中品红溶液换成Ba(NO3)2溶液，则A中的现象为_。(7)若将A、C瓶中的品红溶液换成酚酞试液能否达到同样目的？_(填“是”或“否”)。解析：(1)浓硫酸有氧化性，木炭粉有还原性，两者相互反应，浓硫酸被还原成二氧化硫，木炭粉则被氧化成二氧化碳，反应得到的三个气态产物是SO2、CO2和H2O。(2)实验目的是要将三种气态产物一一验证出来。由题中所给的各种装置可知：是反应发生装置；中有品红溶液，可联想是用来验证二氧化硫；装置中装有某种溶液，显然可用来验证CO2；是反应管，可验证水蒸气。由于、中装的都是溶液，气流经过后一定会带出水蒸气，所以必须先用验证产物中的水蒸气，然后再验证二氧化硫和CO2，不然就不能验证水蒸气一定是反应产物；由于二氧化硫和CO2都能与石灰水反应，使澄清的石灰水变浑浊，因此从出来的气体必须先经过验证和除去二氧化硫后再进入验证CO2，由此可以得出正确的连接顺序应当是。(3)A瓶中品红溶液退色，可证明产物中有二氧化硫，C瓶溶液不退色说明进入C瓶的气体中已没有二氧化硫，从而推断出B瓶溶液的作用是氧化吸收从A瓶出来的全部二氧化硫，因而C瓶溶液的作用是确认这时气流中二氧化硫已被B瓶溶液全部吸收。(4)因为是验证水蒸气的，比较熟悉的是白色无水硫酸铜遇水变蓝。确定装置位置的理由如(2)中所述。(5)由于从中C瓶出来的气流中已确定没有二氧化硫，因此中所盛溶液必定是澄清石灰水，用来验证气流中的CO2。(6)SO2通入Ba(NO3)2溶液后，NO与H会将H2SO3氧化成H2SO4，生成难溶于酸的BaSO4。(7)若将A、C中换成酚酞，遇到SO2、CO2均显无色，无法检验SO2，C中酚酞显无色也不能证明SO2已除尽。答案：(1)2H2SO4(浓)CCO22H2O2SO2(2)(3)验证产物气流中有SO2除去产物气流中的SO2验证产物中SO2已被B瓶溶液全部除去(4)无水CuSO4水蒸气由于产物气流通过、时会带出水汽，所以必须在之前(5)澄清石灰水CO2(6)有白色沉淀生成(7)否