蘇教版必修第一冊(cè)專題4第三單元防治二氧化硫?qū)Νh(huán)境的污染學(xué)案

第三單元防治二氧化硫?qū)Νh(huán)境的污染學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)1.結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例或通過實(shí)驗(yàn)探究,了解硫的重要化合物的主要性質(zhì),認(rèn)識(shí)這些物質(zhì)在生產(chǎn)中的應(yīng)用和對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。2.認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化在自然資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)中的重要價(jià)值。通過閱讀教材和查閱資料,列舉實(shí)例說明硫及其化合物的應(yīng)用對(duì)社會(huì)發(fā)展的價(jià)值及對(duì)環(huán)境造成的影響。素養(yǎng)解讀:科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任:通過硫酸的工業(yè)制備,酸雨的形成、危害與防治,深刻認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)創(chuàng)造更多物質(zhì)財(cái)富和精神財(cái)富、滿足人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要的重大貢獻(xiàn);具有節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展意識(shí)。知識(shí)點(diǎn)一自然界中的硫循環(huán)1.硫元素的存在:地殼的巖石中、生物體內(nèi)以及大氣與水體中都含有硫元素。2.硫在自然界中的循環(huán)過程如圖所示(1)硫元素由礦物進(jìn)入大氣。硫黃礦、硫鐵礦和煤等都含有硫元素,這些礦物通過風(fēng)化分解、燃燒、火山爆發(fā)等方式釋放出SO2、H2S等氣體進(jìn)入大氣。(2)硫元素由大氣進(jìn)入水體、土壤等。大氣中的SO2、H2S等氣體,有些轉(zhuǎn)化為亞硫酸鹽、硫酸鹽溶入河流或海洋,還有些被土壤中的硫化細(xì)菌吸收。(3)硫元素在大氣、動(dòng)植物、土壤水體中的循環(huán)。大氣中的SO2還可以被某些植物吸收,水體中的硫化合物可被浮游植物吸收、利用。硫元素可隨食物鏈從植物傳遞到動(dòng)物體內(nèi),植物的殘?bào)w和動(dòng)物的尸體、糞便等經(jīng)細(xì)菌分解,其中的硫元素又轉(zhuǎn)移到土壤、水體和大氣中。[想一想]從火山爆發(fā)到形成土壤或水體中的SO4提示:S元素從0價(jià)變?yōu)?4價(jià)的二氧化硫,從+4價(jià)的二氧化硫變?yōu)?6價(jià)的硫酸根離子,S元素化合價(jià)升高,被氧化,發(fā)生氧化反應(yīng)。1.硫在自然界中的循環(huán)涉及的反應(yīng)既有氧化還原反應(yīng)也有非氧化還原反應(yīng),并以氧化還原反應(yīng)為主。2.氧氣和水在硫的循環(huán)中起到重要作用。3.硫的循環(huán)參與對(duì)象涉及動(dòng)物、植物、微生物、礦物等多類物質(zhì)。(以下選擇題有1個(gè)或2個(gè)選項(xiàng)符合題意)1.硫在自然界的循環(huán)過程如圖所示。下列說法中不正確的是(D)A.火山噴發(fā)、森林火災(zāi)會(huì)產(chǎn)生SO2B.氫、氧兩種元素均參與硫的循環(huán)C.工廠產(chǎn)生的煙氣應(yīng)經(jīng)脫硫處理后再排放D.硫在自然界的循環(huán)過程中,不會(huì)涉及非氧化還原反應(yīng)解析:由圖分析可知火山噴發(fā)、森林火災(zāi)都會(huì)產(chǎn)生SO2,故A正確;動(dòng)植物和微生物殘?bào)w的腐敗會(huì)產(chǎn)生H2S,H2S燃燒產(chǎn)生SO2,所以氫、氧兩種元素參與硫的循環(huán),故B正確;工廠產(chǎn)生的煙氣應(yīng)經(jīng)脫硫處理后再排放,可以減少二氧化硫的排放,降低酸雨的形成,故C正確;二氧化硫轉(zhuǎn)化為亞硫酸,三氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸,硫酸與礦物作用生成硫酸鹽等都屬于非氧化還原反應(yīng),故D不正確。2.硫是生物必需的營(yíng)養(yǎng)元素之一,下列關(guān)于自然界中硫循環(huán)(如圖所示)說法正確的是(AC)A.含硫桿菌及好氧/厭氧菌促進(jìn)了硫的循環(huán)B.硫循環(huán)中硫的化合物均為無機(jī)物C.上述硫循環(huán)中硫元素可被氧化或被還原D.燒煤時(shí)加石灰石,可減少酸雨及溫室氣體的排放解析:硫酸鹽和亞硫酸鹽等在含硫桿菌及好氧/厭氧菌作用下緩慢轉(zhuǎn)化成植物中的R1—S—R2,含硫桿菌及好氧/厭氧菌促進(jìn)了硫的循環(huán),故A正確;硫循環(huán)中硫的化合物有含硫的有機(jī)物,不全是無機(jī)物,故B錯(cuò)誤;含硫桿菌及好氧/厭氧菌將硫酸鹽、亞硫酸鹽等中的硫還原成R1—S—R2,硫循環(huán)中硫元素有時(shí)被氧化,有時(shí)被還原,故C正確;燒煤時(shí)加石灰石,可減少SO2的排放,但生成二氧化碳,增加了溫室氣體的排放,故D錯(cuò)誤。知識(shí)點(diǎn)二酸雨及其治理1.硫酸型酸雨的形成(1)酸雨:pH<5.6的降水被稱為酸雨。(2)形成原因:含硫化石燃料的燃燒、含硫金屬礦石的冶煉和硫酸的生產(chǎn)等產(chǎn)生的廢氣中含有二氧化硫。(3)形成過程。反應(yīng)①:2SO2+O22SO3;反應(yīng)②:SO2+H2OH2SO3;反應(yīng)③:SO3+H2OH2SO4;反應(yīng)④:2H2SO3+O22H2SO4。2.酸雨的危害(1)酸化湖泊,危害水生生物。(2)酸化土壤,降低土壤肥力,影響農(nóng)作物生長(zhǎng)。(3)腐蝕建筑物。3.酸雨的防治(1)消除污染源,研究開發(fā)新能源(如太陽能、核能、氫能等)。(2)對(duì)含硫燃料預(yù)先進(jìn)行脫硫處理,以降低SO2的排放。(3)對(duì)含SO2廢氣進(jìn)行處理或回收利用。工業(yè)吸收SO2廢氣的常見方法1.生石灰固硫法:SO2CaSO3CaSO4。2.石灰水洗滌法:SO2CaSO3CaSO4。3.氨水脫硫法:SO2(NH4)2SO3(NH4)2SO4。1.自然界硫元素的部分轉(zhuǎn)化原理如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(B)A.火山噴發(fā)會(huì)加劇空氣污染B.硫酸型酸雨降落到地面后一段時(shí)間內(nèi)酸性會(huì)繼續(xù)增強(qiáng),其原因?yàn)镠2SO3H++HSO3C.酸雨造成湖泊酸化,可以利用石灰石降低湖水的酸性D.火山噴發(fā)物形成地殼中的金屬硫化物的過程,硫元素主要發(fā)生的是還原反應(yīng)解析:火山噴發(fā)會(huì)產(chǎn)生大量的含硫氣體,造成大氣污染,A正確;硫酸型酸雨降落到地面后,雨水中的H2SO3、SO2,會(huì)繼續(xù)被氧化為H2SO4,酸性增強(qiáng),B錯(cuò)誤;石灰石的主要成分是碳酸鈣,可消耗硫酸、亞硫酸,C正確;根據(jù)圖示可知,火山噴發(fā)物形成地殼中的金屬硫化物的過程,最終轉(zhuǎn)化為負(fù)價(jià)硫元素的化合物,硫元素發(fā)生的是還原反應(yīng),D正確。2.形成酸雨的原理之一可簡(jiǎn)示為含硫燃料AB硫酸回答下列問題:(1)A物質(zhì)的化學(xué)式為,B物質(zhì)的化學(xué)式為。

(2)洗滌含SO2的煙氣,以下物質(zhì)可作洗滌劑的是(填字母)。

a.Ca(OH)2 b.Na2CO3 c.CaCl2 d.NaHSO3(3)利用鈉堿循環(huán)法可脫除煙氣中的SO2,在鈉堿循環(huán)法中,Na2SO3溶液作為吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,該反應(yīng)的離子方程式是。

(4)某有色金屬冶煉廠排放的廢氣中含SO2,先用石灰漿吸收SO2,然后利用空氣中的氧氣將產(chǎn)物繼續(xù)氧化成石膏(CaSO4·2H2O)。寫出有關(guān)反應(yīng)的兩個(gè)化學(xué)方程式:。

答案:(1)SO2SO3(2)ab(3)SO2+2OH-SO32-+H(4)SO2+Ca(OH)2CaSO3+H2O,2CaSO3+O2+4H2O2CaSO4·2H2O知識(shí)點(diǎn)三空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)1.空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)根據(jù)空氣中的細(xì)顆粒物(PM2.5)、可吸入顆粒物(PM10)、二氧化硫、二氧化氮、臭氧和一氧化碳的濃度計(jì)算出來的數(shù)值?？諝赓|(zhì)量指數(shù)越小,表明空氣質(zhì)量越好,對(duì)人體健康的危害就越小。2.空氣質(zhì)量指數(shù)的確定(1)每日定時(shí)測(cè)定該地區(qū)空氣中各種污染物的濃度。(2)將各種污染物的濃度換算成它們的質(zhì)量指數(shù)。(3)選取指數(shù)最大的污染物為首要污染物,首要污染物的質(zhì)量指數(shù)即為該地區(qū)的空氣質(zhì)量指數(shù)。3.霧霾的產(chǎn)生大量極細(xì)微的顆粒物均勻地懸浮在空中,這些顆粒物容易吸附空氣中的水蒸氣形成霧滴,使空氣水平能見度小于10km,我們把這種空氣混濁現(xiàn)象叫作霧霾。防治大氣污染的措施1.改善大氣質(zhì)量的首要任務(wù)是防止化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化硫和汽車尾氣中的氮氧化物對(duì)大氣的污染。2.改善空氣質(zhì)量的措施(1)控制化石燃料的使用及治理化石燃料產(chǎn)生的污染的措施。a.改善燃煤質(zhì)量,降低含硫量?？刹捎玫姆椒ㄊ窃诿褐屑尤胧沂髅摿騽?降低SO2的排放或者對(duì)煤進(jìn)行洗選加工,降低含硫量。CaCO3CaO+CO2↑CaO+SO2CaSO32CaSO3+O22CaSO4b.發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù),開展煤的綜合利用。如:煤的氣化和液化。C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)c.調(diào)整能源結(jié)構(gòu),減少化石燃料的使用。如:開發(fā)太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、核能和氫能等新能源?2)減少汽車尾氣污染的措施。a.推廣使用無鉛汽油。b.在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器,使氮氧化物轉(zhuǎn)化為無污染的、能參與大氣循環(huán)的氣體。2NO+2CON2+2CO2(3)解決懸浮顆粒物污染的措施。工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的懸浮顆粒物含有對(duì)人體有害的重金屬鹽,若直接排放到大氣中會(huì)影響空氣的質(zhì)量。減少懸浮顆粒物排放的主要措施之一是靜電除塵。1.空氣質(zhì)量是政府和公眾普遍關(guān)注的問題。下列不屬于環(huán)保部門監(jiān)測(cè)和公布的大氣污染物的是(D)A.PM2.5 B.NO2 C.SO2 D.CO2解析:PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物,也稱為可入肺顆粒物,故A不符合題意;NO2大量排放會(huì)導(dǎo)致酸雨的形成、還可能引起光化學(xué)煙霧,故B不符合題意;SO2大量排放會(huì)導(dǎo)致酸雨的形成,故C不符合題意;CO2不是污染物,故D符合題意。2.冬季,霧霾天氣已經(jīng)嚴(yán)重影響了我國(guó)多數(shù)人的正常