《含硫化合物的性质和应用》学案7

111专题4第一单元 含硫化合物的性质和应用硫及其化合物的“功”与“过”【学海导航】 一、酸雨的形成与防治1. 酸雨的形成与防治 雨水的PH 正常雨水： pH7，约在6左右。是由于大气中的CO2溶解在雨水里形成碳酸的缘故，降水的微弱酸性可以促进土壤里养分的溶解，便于植物吸收，是有益的。酸 雨：pH小于5.6的雨水称为酸雨，包括雨、雪、雾、雹等降水过程。形成原因是由于大量硫和氮的氧化物被雨水吸收。硫酸型酸雨的形成与防治形成原因：化石燃料及其产品的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产等产生的废气中含有二氧化硫形成过程：O2H2O H2SO3 H2SO4H2OO2催化剂 SO2 SO3 H2SO4 酸雨的防治：开发新能源，对含硫燃烧进行脱硫处理，提高环境保护意识。2. 二氧化硫物理性质：无色，刺激性气味，有毒，易液化(-10)，易溶于水（1 : 40）密度比空气大化学性质：酸性氧化物：可与水发生反应生成相应的酸亚硫酸（亚硫酸为中强酸）；可与碱反应生成盐和水；SO2H2OH2SO3 （H2SO3为二元中强酸）SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3 即 SO2+NaOH=NaHSO3 具有漂白性，可使品红溶液退色。（漂白是暂时性的）具有还原性（强），可与过氧化氢、氧气、卤素单质、高锰酸钾等反应SO2+H2O2=H2SO4 或 H2SO3+H2O2= H2SO4+H2O SO2Br2 + 2H2OH2SO4+2HBr 具有氧化性（弱），可以氧化硫化氢。SO2+2H2S=3S+2H2O二、硫酸和硫酸盐1. 硫酸（其酸酐SO3，标准状况下为固态）高温 点燃 硫酸的工业制法 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 或S+O2=SO2高温催化剂 2 SO2 + O2 2 SO3 SO3+H2O=H2SO4硫酸的物理性质纯硫酸是无色油状的液体，沸点高，密度大，能与水以任意比互溶，溶解时放出大量的热。 硫酸的化学性质 物质组成性质浓硫酸稀硫酸电离情况H2SO4=2H+SO42-主要微粒H2SO4H+、SO42-、（H2O）颜色、状态无色黏稠油状液体无色液体化学性质三大特性酸的通性浓硫酸的三大特性吸水性：将物质中含有的水分子夺去。（可用作气体的干燥剂）脱水性：将别的物质中的H、O按原子个数比2：1脱出生成水强氧化性：a冷的浓硫酸使Fe、Al等金属表面生成一层致密的氧化物薄膜而钝化。 b活泼性在H以后的金属也能反应（Pt、Au除外） Cu+H2SO4(浓)=CuSO4+SO2+2H2O c与非金属反应：C+2H2SO4(浓)=CO2+2SO2+2H2O d 能与其他还原性物质反应硫酸的用途2.硫酸盐名称俗称和成分颜色名称俗称和成分颜色硫酸钙石膏CaSO42H2O熟石膏2CaSO4H2O白色硫酸钡重晶石BaSO4白色硫酸亚铁绿矾FeSO47H2O绿色硫酸钠芒硝Na2SO410H2O白色硫酸铜胆(蓝)矾CuSO45H2O蓝色硫酸锌皓矾ZnSO47H2O白色 氧化 氧化 氧化 还原 还原 还原三、硫和含硫化合物的相互转化 -2 0 +4 +6S S S SH2S SO2 SO3FeS S H2SO3 H2SO4HgS Na2SO3 Na2SO4【例题解析】例1我国三峡工程所提供的水电，相当于每年燃烧3000万吨原煤的火力发电站产生的电能，因此三峡工程有助于控制（ ）A温室效应B白色污染C酸雨产生D农药、化肥污染 解析 煤的主要成分是碳，还有少量硫、氮等，它燃烧时产生CO2气体是温室气体，产生的SO2和氮的氧化物易形成酸雨。所以水电代替煤燃烧有利于控制温室效应和酸雨的形成。 答案：A、C 例2 比较Cl2和SO2的漂白原理。思考：若将SO2和Cl2的混合气体通入品红溶液中，可能会观察到什么现象？ 解析：SO2和Cl2的混合气体通入品红溶液中，会发生如下反应：Cl2 +SO2+H2O= H2SO4+2HCl，因此可能会观察到的现象与SO2和Cl2的量的相对大小有关。 答案：氯水二氧化硫原理氯气中HClO将有色物质氧化成无色物质SO2与有色物质直接结合生成不稳定无色物质实质氧化还原反应非氧化还原反应效果永久性暂时性范围可漂白大多数有色物质，能使紫色石蕊试液褪色漂白某些有色物质，不能使紫色石蕊试液褪色若SO2和Cl2等物质的量混合，完全丧失漂白作用，品红溶液不褪色；若SO2和Cl2不按等物质的量混合，品红溶液褪色。例3 将CO2、SO2 分别通入Ca(OH)2溶液中至过量，现象如何？能否用Ca(OH)2溶液鉴别CO2、SO2？列举鉴别CO2和SO2的方法。解析： 往Ca(OH)2溶液中通入CO2、SO2 的相关反应是：CO2 + Ca(OH)2 =CaCO3+H2O CaCO3+H2O+CO2=Ca（HCO3）2SO2 + Ca(OH)2 =CaSO3+H2O CaSO3+H2O+SO2=Ca（HSO3）2因此不能用Ca(OH)2溶液鉴别CO2、SO2。可充分利用CO2和SO2的物理性质和化学性质的不同之处加以鉴别。答案：先出现白色沉淀，后沉淀逐渐溶解；不能用Ca(OH)2溶液鉴别CO2、SO2；鉴别CO2和SO2的方法可以是： 闻气体的气味，有刺激性气味的是SO2，无气味的是CO2 将两支分别充满CO2和SO2的试管倒置于水槽中，液面上升高的是SO2，低的是CO2 将CO2和SO2分别通入酸性KMnO4（或溴水）中，能使它褪色的是SO2，不能的是CO2 将CO2和SO2分别通入品红溶液中，能使它褪色的是SO2，不能的是CO2 将CO2和SO2分别通入H2S的水溶液中，出现淡黄色沉淀的是SO2，无沉淀出现的是CO2。等等。例4 某次采集酸雨样品，每隔一段时间测定一次PH，得到如下数据：时间开始8小时16小时24小时32小时40小时48小时PH5.04.84.54.34.24.04.0问题：放置时,雨水样品PH变化的主要原因. 解析 酸雨的形成如下：SO2 SO3 H2SO4；SO2 H2SO3 H2SO4雨水中溶入SO2、SO3和一些其它物质。SO2 、SO3遇雨水生成H2SO3（中强酸）和H2SO4，H2SO3被空气中的氧气氧化成硫酸。40小时之前的时间段内，由于H2SO3被氧化导致雨水样品中的硫酸越来越多，溶液酸性逐渐增强，所以PH不断减小；40小时之后，SO2和H2SO3全部被氧化为H2SO4，所以PH不再发生变化。 答案：雨水样品里SO2和中强酸H2SO3不断被空气中氧气氧化生成强酸H2SO4，溶液中的H+ 浓度不断增大，所以PH不断下降；至SO2和H2SO3全部被氧化后，溶液中形成的H2SO4的浓度不再变化，所以PH不再变化。【小资料】二氧化硫进入呼吸道后，因其易溶于水，故大部分被阻滞在上呼吸道，在湿润的粘膜上生成具有腐蚀性的亚硫酸、硫酸和硫酸盐，使刺激作用增强。上呼吸道的平滑肌因有末梢神经感受器，遇刺激就会产生窄缩反应，使气管和支气管的管腔缩小，气道阻力增加。上呼吸道对二氧化硫的这种阻留作用，在一定程度上可减轻二氧化硫对肺部的刺激。但进入血液的二氧化硫仍可通过血液循环抵达肺部产生刺激作用。二氧化硫可被吸收进入血液，对全身产生毒副作用，它能破坏酶的活力，从而明显地影响碳水化合物及蛋白质的代谢，对肝脏有一定的损害。动物试验证明，二氧化硫慢性中毒后，机体的免疫受到明显抑制。酸雨最集中，面积最大的地区是欧洲、北美和我国。加拿大30多万个湖泊，到二十世纪末，有近5万个因湖水酸化湖中生物将完全灭绝。酸雨对森林的危害在许多国家已普遍存在，全欧洲1.1亿公顷的森林，有5000公顷受酸雨危害而变得脆弱和枯萎。我国的酸雨主要分布在长江以南、青藏高原以东地区及四川盆地。华中地区酸雨污染最严重，其中心区域酸雨pH年均值低于4.0，酸雨频率在80以上；西南地区南充、宜宾、重庆和遵义等城市的酸雨区，仅次于华中地区，其中心区域的酸雨pH年均值低于5.0，酸雨频率高于80；贵州省会贵阳市是中国污染最严重的城市之一，二氧化硫浓度异高，总颗粒物水平也相当高。贵阳的主要污染源是高硫煤的燃烧，煤占该市总能耗的90%以上。二氧化硫引起的酸雨使当地的镀锌铁皮平均寿命只有四年，而不是通常的29年。 50年前,故宫太和殿台阶的栏杆上雕刻着各式各样精美浮雕花纹还清晰可见,而现在却大多是模糊不清,部分已成光板2005年7月份空气质量日报显示20年来北京空气中SO2含量首次达到国家标准。巫山在一场大雨过后,整个山体上暴露的石块全部被腐蚀近1厘米.1995年,几场酸雨过后,我国四川奉节县9万亩华山松全部枯死,重庆面山的2.7万亩马尾松死亡过半.能够吸收SO2的有关树木：臭椿、垂柳、柳杉等、夹竹桃。【课时精练】一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）1.防治酸雨最根本的途径是 ( )A.减少矿物燃料使用量B.减少人为硫氧化合物和氮氧化合物排放量C.减少温室气体排放量D.植树造林2剽尘是物质燃烧时产生的粒状漂浮物，颗粒很小，不宜沉降，它与空气SO2、O2接触时，SO2会部分转化为SO3，使空气的酸度增加，剽尘所起的作用可能是（ ） 氧化剂 还原剂 催化剂 吸附剂 A B C D 3下列物质中硫元素只显示还原性的是 （ ）A.H2S B.SO2 C.S D.H2SO44下列关于二氧化硫的叙述中错误的是 （ ） A在高温下二氧化硫可被催化氧化成三氧化硫B二氧化硫可使品红溶液褪色C二氧化硫既具有氧化性又具有还原性D二氧化硫与水反应生成硫酸。5放在敞口容器中的下列溶液，久置后溶液中该溶质的浓度会变大的是（ ） A 浓硫酸 B 氢氧化钠 C氯水 D氯化钠6下列五种有色溶液与SO2作用均能褪色，其实质相同的是 （）品红溶液；酸性KMnO4溶液；溴水；滴有酚酞的NaOH溶液；含I2的淀粉溶液A B C D 7向盐酸中加入浓H2SO4时，会有白雾生成，不是导致产生该现象的原因的是（ ） （A）浓H2SO4脱水性能 （B）浓H2SO4具有吸水性 （C）盐酸具有挥发性 （D）气态溶质的溶解度随度随温度的升高而降低 8.通常情况下能共存且能用浓硫酸干燥的气体组是 （ ） （A）SO2、Cl2、H2S （B）O2、H2、SO2 （C）CH4、H2、Cl2 （D）CO、SO3、O2 9.区别浓H2SO4和稀H2SO4，既简单又可靠的方法是 （ ） （A）各取少许溶液分别放入铜片 （B）分别与石蕊试液作用 （C）用玻璃棒各蘸少许液涂在纸上 （D）各取少许溶液分别放入铝片 10。能鉴别K2SO4、K2SO3、K2S和K2CO3的物质是 （ ）A、氯化钡溶液 B、稀硫酸 C、氢氧化钠 D、硝酸银溶液11硫磺在空气中燃烧生成气体甲，甲溶于水得溶液乙，向乙溶液中滴加溴水，乙溶液褪色变成丙。在丙里加入Na2S生成气体丁，把丁通入乙得到沉淀戊。甲、乙、丙、丁、戊均含有硫元素，则蛇们正确的顺序是 （ ） （A）SO3 H2SO4 H2SO3 H2S S （B）SO2 H2SO3 H2SO4 SO2 SO3 （C）SO3 H2SO4 H2SO3 SO2 Na2S2O3 （D）SO2 H2SO3 H2SO4 H2S S二、填空题12标准状况下，把SO2气体和H2S气体混合后，产生48g淡黄色的固体物质，则参加反应的SO2是L，H2S是L。13（12分）下列实验事实或实验现象，反映了硫酸的哪些性质。 （1）在工业上可用铁制槽车或铝制槽车运输浓硫酸。 （2）浓硫酸与甲酸共热可制备一氧化碳。 （3）实验室用锌粒和稀H2SO4反应制备氢气。 （4）浓硫酸露置在空气中质量增加。 浓硫酸使硫酸铜晶体由蓝变白_.14.有甲、乙、丙三种常见的单质，在一定条件下可按图示关系转化为X、Y、Z三种常见的化合物。在X、Y、Z三种化合物中，一定含有乙元素的是（用X、Y、Z符号表示）。单质乙一定是由元素组成。理由是_。X、Y、Z三种化合物的化学式依次为._._. 15有一瓶无色气体，可能含有CO2，HCl ，HBr ，SO2 中的一种或几种气体，将气体通入适量氯水中，得到无色透明的溶液，继续向该溶液中加入少量的BaCl2溶液和盐酸，有白色沉淀产生。则原气体中一定含有_ ，肯定不含有_ ，可能含有_ 。三、计算题16向铜片中加入115mL某浓度的硫酸，在加热条件下反应，待铜片全部溶解后，将其溶液稀释到500mL，再加入足量锌粉，使之充分反应，收集到2.24L（标准状况）气体。过滤残留固体，干燥后称量，质量减轻了7.5g。求原硫酸的物质的量浓度。答案：1.B 2.D 3.A 4.D 5.D 6.C 7.A 8.B 9.C 10.B 11.D1211.2； 22.4 13（1）强氧化性 （2）脱水性 （3）强酸性 （4）吸水性 吸水性14 X，Y；氧；化合物X、Y中均含有元素Z，而X、Y又是Z在氧气中充分燃烧的产物；H2O，SO2，H2S（H2O，CO2，CH4）。15SO2, HBr , HCl和CO2 16.C（H2SO4）=18.3 mol/L 111