高中化學(xué)必修1學(xué)案332不同價(jià)態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化酸雨及其防治_第1頁(yè)
高中化學(xué)必修1學(xué)案332不同價(jià)態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化酸雨及其防治_第2頁(yè)
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第2課時(shí)不同價(jià)態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化酸雨及其防治[目標(biāo)導(dǎo)航]1.認(rèn)識(shí)硫酸的強(qiáng)氧化性。2.通過實(shí)驗(yàn)研究不同價(jià)態(tài)硫元素的相互轉(zhuǎn)化,掌握運(yùn)用氧化還原反應(yīng)尋找合適的氧化劑和還原劑。3.了解酸雨的形成及危害,加強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。一、硫酸1.稀硫酸——具有酸的通性(1)電離方程式為H2SO4=2H++SOeq\o\al(2-,4)。(2)硫酸具有酸的通性,可與酸堿指示劑作用,也可與活潑金屬、堿、堿性氧化物及某些鹽反應(yīng)。2.硫酸的物理性質(zhì)純硫酸是無色、黏稠、難揮發(fā)的油狀液體,稀釋時(shí)放出大量熱。3.濃硫酸的特性(1)強(qiáng)氧化性(2)吸水性濃硫酸能夠吸收氣體、液體中的水分子及固體的結(jié)晶水,故常用做干燥劑。(3)脫水性濃硫酸能把有機(jī)物中的氧、氫元素按水的組成比脫去,留下黑色的炭。如向蔗糖中加入濃硫酸時(shí),蔗糖逐漸變黑,體積膨脹,形成疏松多孔的海綿狀固體,并放出有刺激性氣味的氣體。二、酸雨及其防治【練一練】1.正誤判斷,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)向待測(cè)液中加入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成,再加入稀鹽酸,白色沉淀不溶解,證明原溶液中一定含有SOeq\o\al(2-,4)()(2)一般把pH<5.6的雨水稱為酸雨,酸雨中一般含有硝酸、硫酸等強(qiáng)酸()(3)在常溫下,濃硫酸和濃硝酸與Fe和Al發(fā)生“鈍化”,說明常溫下濃H2SO4和濃HNO3與Fe和Al都不反應(yīng)()(4)濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,稀硫酸不具有氧化性()(5)常溫下將銅片放入濃硫酸中,無明顯變化,說明銅在濃硫酸中發(fā)生“鈍化”()(6)將濃H2SO4滴到濕的蔗糖表面,固體變黑膨脹,說明濃H2SO4有脫水性、吸水性和強(qiáng)氧化性()(7)濃H2SO4具有強(qiáng)氧化性,SO2具有還原性,所以不能干燥SO2()(8)濃H2SO4具有吸水性,所以濃H2SO4可以干燥H2、CO、NH3、H2S、HI、HBr等氣體()答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)√(7)×(8)×2.回答下列問題。如圖是德國(guó)的一座大理石雕像在六十年間的變化,結(jié)合所學(xué)知識(shí)回答下列問題:(1)造成上述現(xiàn)象的原因是什么?(2)寫出上述變化中的化學(xué)(或離子)方程式。(3)為防治酸雨,降低煤燃燒時(shí)向大氣排放的SO2,工業(yè)上將生石灰和含硫煤混合后使用。請(qǐng)寫出燃燒時(shí),有關(guān)“固硫”(不使硫化合物進(jìn)入大氣)反應(yīng)的化學(xué)方程式:__________________________________________________________________________。答案(1)酸雨對(duì)雕像的腐蝕。(2)SO2+H2OH2SO3,2H2SO3+O2=2H2SO4,3NO2+H2O=2HNO3+NO,2H++CaCO3=Ca2++H2O+CO2。(3)CaO+SO2=CaSO3,2CaSO3+O2=2CaSO43.利用如圖所示裝置收集以下8種氣體(圖中燒瓶的位置不得變化)。①H2②Cl2③CH4④HCl⑤NH3⑥NO⑦H2S⑧SO2(1)若燒瓶是干燥的,則由B口進(jìn)氣收集的氣體有________(寫序號(hào))。(2)若燒瓶充滿水,可收集的氣體有________,這時(shí)氣體由________進(jìn)入。(3)若燒瓶是干燥的,則由A口進(jìn)氣,可收集的氣體有________________。(4)若在燒瓶?jī)?nèi)裝入濃硫酸使氣體干燥,則可用此裝置來干燥的氣體有________,這時(shí)氣體由________口進(jìn)入。答案(1)②④⑦⑧(2)①③⑥A(3)①③⑤(4)①②③④⑥⑧B解析由B口進(jìn)入適宜于收集比空氣密度大的氣體,由A口進(jìn)入適宜于收集比空氣密度小的氣體。一、濃硫酸的強(qiáng)氧化性1.與金屬的反應(yīng)(1)Fe、Al的鈍化常溫下,當(dāng)Fe、Al遇到濃硫酸時(shí),會(huì)與濃硫酸發(fā)生反應(yīng),表面生成一層致密的氧化物薄膜而出現(xiàn)“鈍化”現(xiàn)象。(2)與氫之前的活潑金屬反應(yīng):Zn+2H2SO4(濃)=ZnSO4+SO2↑+2H2O規(guī)律:①濃硫酸既表現(xiàn)氧化性,又表現(xiàn)酸性;②濃硫酸一旦變稀,就發(fā)生:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。(3)與氫之后的不活潑金屬(除Au、Pt外)反應(yīng):Cu+2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4+SO2↑+2H2O規(guī)律:①反應(yīng)需加熱,否則不反應(yīng);②氧化產(chǎn)物是硫酸鹽,金屬顯高價(jià),還原產(chǎn)物為SO2;③濃硫酸既表現(xiàn)氧化性,又表現(xiàn)酸性;④隨反應(yīng)進(jìn)行,硫酸濃度變小,一旦變?yōu)橄×蛩?,反?yīng)就會(huì)停止。2.與非金屬反應(yīng)C+2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑+2SO2↑+2H2O規(guī)律:(1)反應(yīng)要加熱,否則不反應(yīng);(2)氧化產(chǎn)物是含氧酸或非金屬氧化物,還原產(chǎn)物為SO2;(3)濃硫酸只表現(xiàn)氧化性;(4)隨反應(yīng)進(jìn)行,硫酸濃度變小,一旦變?yōu)橄×蛩?,反?yīng)就停止。(5)不能氧化H2、N2、O2、Si、Cl2、F2、Br2等。3.與還原性化合物的反應(yīng)常見的還原性物質(zhì)FeSO4、Na2S、H2S、HBr、HI等均能被濃H2SO4氧化。特別提醒濃H2SO4強(qiáng)氧化性的理解(1)濃H2SO4與稀H2SO4氧化性的區(qū)別:濃H2SO4具有強(qiáng)氧化性,原因是H2eq\o(S,\s\up6(+6))O4→eq\o(S,\s\up6(+4))O2;稀H2SO4具有弱氧化性,原因是2eq\o(H,\s\up6(+1))→H2。(2)常溫下,F(xiàn)e、Al遇濃H2SO4“鈍化”。①“鈍化”不是不反應(yīng),而是生成的致密氧化膜阻止金屬與濃硫酸繼續(xù)反應(yīng)。②加熱條件下,F(xiàn)e、Al與濃硫酸反應(yīng)而不會(huì)“鈍化”?!纠?】某化學(xué)興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應(yīng),用如圖所示裝置進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)將ag銅片和12mL18mol·L-1的濃硫酸放入圓底燒瓶中加熱,直到反應(yīng)完畢,最后發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有一定量的H2SO4和Cu剩余。請(qǐng)回答:(1)請(qǐng)寫出Cu與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:__________________________________________________________________________________________________________。(2)裝置E中試管D內(nèi)盛品紅溶液,當(dāng)C中氣體收集滿后,D中有可能觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。實(shí)驗(yàn)裝置E中D有可能造成環(huán)境污染,試用最簡(jiǎn)單方法加以解決(實(shí)驗(yàn)用品自選)________________________________________________________________________。裝置B的作用是儲(chǔ)存多余的氣體。當(dāng)D處有明顯現(xiàn)象后,關(guān)閉旋塞K,移去酒精燈,但由于余熱的作用,A處仍有氣體產(chǎn)生,此時(shí)B中現(xiàn)象是________________________________________________________________________。B中應(yīng)放置的液體是________(填字母)。A.飽和Na2SO3溶液 B.酸性KMnO4溶液C.濃溴水 D.飽和NaHSO3溶液(3)問題討論:為什么有一定量的余酸還未能使Cu完全溶解。你認(rèn)為原因是________________________________________________________________________。足量下列藥品能夠用來證明反應(yīng)結(jié)束后的燒瓶中的確有余酸的是________(填字母)。A.Fe B.BaCl2溶液C.Ag D.Na2CO3溶液(4)實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)向A中反應(yīng)后溶液中通入一種氣體單質(zhì),使銅片全部溶解且僅生成硫酸銅溶液,請(qǐng)問該氣體單質(zhì)是__________(填名稱),反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________________________________________________________________________。解析(1)Cu與濃H2SO4反應(yīng)需加熱條件。(2)SO2能使品紅溶液退色,為防止環(huán)境污染,可用的簡(jiǎn)單方法是用浸有NaOH溶液的棉花團(tuán)塞在試管口,則SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。關(guān)閉K裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大,B廣口瓶?jī)?nèi)液面下降,長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)液面上升。B中的液體應(yīng)不能與SO2反應(yīng),而且要防止SO2的溶解。A項(xiàng),Na2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3;B項(xiàng),KMnO4氧化SO2;C項(xiàng),Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4;D項(xiàng),SO2難溶于飽和NaHSO3溶液。應(yīng)選D。(3)濃H2SO4濃度降低,變?yōu)橄2SO4,Cu與稀H2SO4不反應(yīng)。檢驗(yàn)余酸實(shí)質(zhì)是檢驗(yàn)H+的存在。Fe+2H+=Fe2++H2↑,COeq\o\al(2-,3)+2H+=H2O+CO2↑,F(xiàn)e和Na2CO3溶液能證明H+的存在;BaCl2溶液不能證明H2SO4剩余,因?yàn)楫a(chǎn)物CuSO4也能電離出SOeq\o\al(2-,4);Ag與H+不反應(yīng),不能證明H+的存在。故選A、D。(4)根據(jù)題目要求氣體單質(zhì)應(yīng)為強(qiáng)氧化劑,且僅生成CuSO4溶液,該氧化劑為O2。答案(1)Cu+2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4+SO2↑+2H2O(2)品紅溶液退色用浸有NaOH溶液的棉花團(tuán)塞在試管口試劑瓶中液面下降,長(zhǎng)頸漏斗中液面上升D(3)隨著H2SO4的消耗,濃H2SO4濃度逐漸變稀,稀硫酸與銅不反應(yīng)AD(4)氧氣2Cu+2H2SO4+O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuSO4+2H2O解題反思(1)檢驗(yàn)單質(zhì)與濃H2SO4反應(yīng)氣體產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):①若為Zn與濃H2SO4反應(yīng),則Zn與濃H2SO4反應(yīng)的最終產(chǎn)物為ZnSO4、SO2、H2、H2O??梢砸来瓮ㄟ^CuSO4、品紅溶液、酸性KMnO4溶液、品紅溶液、濃H2SO4(或堿石灰)、灼熱CuO、CuSO4、堿石灰實(shí)現(xiàn)對(duì)H2O、SO2、H2的檢驗(yàn)。②若為生鐵(含C、Fe)與濃H2SO4(△)反應(yīng),則Fe、C與濃H2SO4反應(yīng)氣體產(chǎn)物中含有SO2、CO2、H2、H2O,可以依次通過CuSO4、品紅溶液、酸性KMnO4溶液、品紅溶液、澄清石灰水、濃H2SO4(或堿石灰)、灼熱CuO、CuSO4、堿石灰實(shí)現(xiàn)對(duì)H2O、SO2、CO2、H2產(chǎn)物的檢驗(yàn)。③若為碳與濃H2SO4(△)反應(yīng),則C與濃H2SO4反應(yīng)的氣體產(chǎn)物含有CO2、SO2、H2O,可依次通過CuSO4、品紅溶液、酸性KMnO4溶液、品紅溶液、澄清石灰水進(jìn)行檢驗(yàn)。(2)CuH2SO4→CuSO4的方案:①Cueq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(△))CuOeq\o(→,\s\up7(稀H2SO4))CuSO4;②Cueq\o(→,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(△))CuSO4(H2SO4利用率低且有污染);③Cu+H2O2+稀H2SO4eq\o(→,\s\up7(△))CuSO4(Cu+H2O2+H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4+2H2O)。變式訓(xùn)練1下列敘述正確的是()A.濃硫酸是一種干燥劑,能夠干燥氫氣、氧氣等氣體,但不能干燥堿性氣體和有較強(qiáng)還原性的HI、H2S等氣體B.濃硫酸與單質(zhì)碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2+2SO2↑+2H2O,在此反應(yīng)中,濃硫酸既表現(xiàn)了強(qiáng)氧化性又表現(xiàn)了酸性C.把足量銅粉投入到含2molH2SO4的濃硫酸中,加熱得到氣體體積標(biāo)準(zhǔn)狀況下為22.4D.常溫下能夠用鐵、鋁等容器盛放濃硫酸,是因?yàn)闈饬蛩崤c其不反應(yīng)答案A解析A項(xiàng),濃硫酸具有吸水性,但由于其具有強(qiáng)氧化性和酸性,故不能用來干燥具有還原性的氣體和堿性氣體(如NH3);B項(xiàng),濃硫酸與S、C等非金屬單質(zhì)作用時(shí),由于沒有鹽生成,故只顯強(qiáng)氧化性;C項(xiàng),Cu與濃硫酸反應(yīng)時(shí),濃硫酸濃度逐漸降低,當(dāng)反應(yīng)到一定程度變?yōu)橄×蛩釙r(shí),反應(yīng)自行停止,故產(chǎn)生的SO2不足22.4解題反思濃硫酸性質(zhì)小結(jié)(1)工業(yè)上用鐵槽車或鋁槽車運(yùn)輸濃硫酸:強(qiáng)氧化性。(2)CuSO4·5H2O晶體上滴加濃H2SO4:吸水性。(3)濃硫酸與銅反應(yīng)制取硫酸銅:強(qiáng)氧化性、酸性。(4)表面濕的蔗糖晶體上加濃H2SO4,體積膨脹變黑:吸水性、脫水性、強(qiáng)氧化性。(5)濃鹽酸中滴加濃H2SO4放出HCl:吸水性、難揮發(fā)性。(6)Na2SO3固體上滴加70%H2SO4放出SO2:難揮發(fā)性、強(qiáng)酸性。(7)濃H2SO4與C、HI、H2S反應(yīng)放出SO2:強(qiáng)氧化性。二、SOeq\o\al(2-,4)的檢驗(yàn)1.雜質(zhì)離子的干擾(1)Ag+、Pb2+干擾:鹽酸酸化能防止Ag+、Pb2+干擾,因?yàn)锳g++Cl-=AgCl↓、Pb2++2Cl-=PbCl2↓。(2)COeq\o\al(2-,3)、SOeq\o\al(2-,3)、POeq\o\al(3-,4)干擾:因?yàn)锽aCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2也是白色沉淀,與BaSO4白色沉淀所不同的是這些沉淀能溶于強(qiáng)酸中(如BaCO3+2H+=H2O+CO2↑+Ba2+)。因此檢驗(yàn)SOeq\o\al(2-,4)時(shí),必須用強(qiáng)酸酸化(一般用鹽酸而不能用HNO3酸化)。2.鋇鹽的選擇所用鋇鹽不能是Ba(NO3)2溶液,一般用BaCl2溶液,因?yàn)樵谒嵝詶l件下,SOeq\o\al(2-,3)、HSOeq\o\al(-,3)、SO2等會(huì)被溶液中的NOeq\o\al(-,3)氧化為SOeq\o\al(2-,4),從而得出錯(cuò)誤的結(jié)論。3.正確操作待測(cè)液eq\o(→,\s\up7(加足量),\s\do5(鹽酸酸化))無現(xiàn)象eq\o(→,\s\up7(滴加BaCl2),\s\do5(溶液))有無白色沉淀(判斷有無SOeq\o\al(2-,4))?!纠?】三位學(xué)生設(shè)計(jì)了下述三個(gè)方案,并都認(rèn)為,如果觀察到的現(xiàn)象和自己設(shè)計(jì)的方案一致,即可確定試液中有SOeq\o\al(2-,4)。方案甲:試液eq\o(→,\s\up7(BaCl2溶液))白色沉淀eq\o(→,\s\up7(足量稀鹽酸))沉淀不溶解方案乙:試液eq\o(→,\s\up7(足量稀鹽酸))無沉淀eq\o(→,\s\up7(BaCl2溶液))白色沉淀方案丙:試液eq\o(→,\s\up7(足量稀HNO3))無沉淀eq\o(→,\s\up7(BaNO32溶液))白色沉淀試評(píng)價(jià)上述各種方案是否嚴(yán)密,并分別說明理由。方案甲_________________________________________________。方案乙__________________________________________________________。方案丙__________________________________________________。解析掌握好SOeq\o\al(2-,4)檢驗(yàn)過程中藥品加入順序及排除Ag+、SOeq\o\al(2-,3)等的干擾是解題關(guān)鍵。三個(gè)方案可作如下分析:(1)方案甲先向試液中加氯化鋇溶液,生成的白色沉淀有兩種可能:一種是與氯離子結(jié)合而生成的氯化銀,一種是與鋇離子結(jié)合而成的硫酸鋇、亞硫酸鋇、碳酸鋇、磷酸鋇(即試液中可能含有SOeq\o\al(2-,4)、SOeq\o\al(2-,3)、COeq\o\al(2-,3)、POeq\o\al(3-,4))。上述沉淀中只有亞硫酸鋇、碳酸鋇、磷酸鋇能溶于鹽酸,因而此方案不能確定試液中含SOeq\o\al(2-,4)。(2)方案乙先向試液中加入鹽酸不產(chǎn)生沉淀,這排除了試液中含有Ag+的可能。然后再向此酸性溶液中加入氯化鋇溶液,只有硫酸鋇不溶于鹽酸而呈白色沉淀,排除了其他離子的干擾,因而此方案是正確的。(3)方案丙與方案乙相似,不同之處是用硝酸代替了鹽酸,用硝酸鋇溶液代替了氯化鋇溶液。由于硝酸有強(qiáng)氧化性,可將SOeq\o\al(2-,3)氧化成SOeq\o\al(2-,4),因此不能排除SOeq\o\al(2-,3)的干擾。答案方案甲:不嚴(yán)密。因?yàn)楹蠥g+而不含SOeq\o\al(2-,4)的無色透明溶液,也會(huì)出現(xiàn)此方案的現(xiàn)象方案乙:嚴(yán)密。因?yàn)橹挥泻蠸Oeq\o\al(2-,4)的無色透明溶液才會(huì)出現(xiàn)此方案的現(xiàn)象方案丙:不嚴(yán)密。因?yàn)楹蠸Oeq\o\al(2-,3)而不含SOeq\o\al(2-,4)的無色透明溶液,也會(huì)出現(xiàn)此方案的現(xiàn)象變式訓(xùn)練2下述實(shí)驗(yàn)方案能夠確定溶液中一定含有SOeq\o\al(2-,4)的事實(shí)是()A.取少量試樣溶液,加入用鹽酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成B.取少量試樣溶液,加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,再加稀HNO3,沉淀不溶解C.取少量試樣溶液,加入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成D.取少量試樣溶液,加入足量鹽酸,無沉淀,加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成答案D解析加入鹽酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成時(shí),原溶液可能含有Ag+或SOeq\o\al(2-,4),A項(xiàng)錯(cuò);加入BaCl2溶液有白色沉淀,再加稀HNO3,沉淀不溶解,原溶液中可能含有Ag+或SOeq\o\al(2-,4)或SOeq\o\al(2-,3)(BaSO3能被HNO3氧化成BaSO4),B項(xiàng)錯(cuò);加入Ba(NO3)2溶液,能產(chǎn)生白色沉淀,原溶液中可能含有COeq\o\al(2-,3)、SOeq\o\al(2-,3)、SOeq\o\al(2-,4)等,C項(xiàng)錯(cuò);加入足量鹽酸時(shí),無沉淀生成,加入BaCl2溶液生成了白色沉淀,原溶液一定含有SOeq\o\al(2-,4)。故正確答案為D項(xiàng)。三、常見的環(huán)境污染及其防治1.常見的環(huán)境污染環(huán)境污染形成原因主要危害溫室效應(yīng)大氣中CO2含量不斷增加全球變暖,冰雪融化,釋放有毒氣體酸雨SO2和氮氧化物的排放土壤酸化,腐蝕建筑物光化學(xué)煙霧氮氧化物和碳?xì)浠衔锏呐欧盼:θ梭w健康和植物生長(zhǎng)臭氧空洞氮氧化物和氟氯代烴的排放地球上的生物受太陽(yáng)紫外線的傷害加劇赤潮和水華含磷洗衣粉的大量使用及其廢水的任意排放使藻類過度繁殖,水質(zhì)惡化,發(fā)生在海水中為赤潮,淡水中為水華白色污染聚乙烯塑料的大量使用,任意丟棄破壞土壤結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境2.SO2和氮的氧化物的吸收、轉(zhuǎn)化(1)NaOH溶液吸收SO2+2NaOH=Na2SO3+H2ONO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O(2)氨氣吸收2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO38NH3+6NO2eq\o(=,\s\up7(一定條件))7N2+12H2O4NH3+6NOeq\o(=,\s\up7(一定條件))5N2+6H2O(3)汽車尾氣轉(zhuǎn)換器2CO+2NOeq\o(=,\s\up7(催化劑))2CO2+N2(4)石灰吸收CaO+SO2=CaSO32CaSO3+O2=2CaSO4【例3】下圖所示是酸雨的形成示意圖。根據(jù)圖示回答下列問題。(1)下列氣體容易形成酸雨的是________。A.CO2 B.SO2C.N2 D.NO2(2)現(xiàn)有雨水樣品1份,每隔一段時(shí)間測(cè)定該雨水樣品的pH,所得數(shù)據(jù)如下:測(cè)試時(shí)間/h01234雨水的pH4.734.634.564.554.55分析數(shù)據(jù),回答下列問題:①雨水樣品的pH變化的原因是_________________________________________(用化學(xué)方程式表示)。②如果將剛?cè)拥纳鲜鲇晁妥詠硭嗷旌?,pH將變________,原因是________________________________________________(用化學(xué)方程式表示)。(3)下列措施中,可減少酸雨產(chǎn)生的途徑的是________(填字母序號(hào))。①少用煤作燃料②把工廠煙囪造高③燃料脫硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤開發(fā)新能源A.①②③ B.②③④⑤C.①③⑤ D.①③④⑤解析(1)SO2、NO2易形成酸雨。(2)①酸雨放置時(shí)pH變小,其原因是雨水中的H2SO3被空氣中氧氣氧化所致:SO2+H2OH2SO3,2H2SO3+O2=2H2SO4。②雨水和自來水混合,應(yīng)考慮H2SO3與Cl2(或HClO)的反應(yīng):SO2+2H2O+Cl2=H2SO4+2HCl(或H2SO3+HClO=H2SO4+HCl)。因此雨水與自來水混合后溶液pH將變小。(3)減少酸雨的產(chǎn)生需減少SO2的排放,將煤轉(zhuǎn)化為清潔能源(如煤的氣化和液化),燃料脫硫、固硫,開發(fā)不含硫的新能源(如氫能、核能等),都是有力措施。因此①③⑤正確。選C。答案(1)BD(2)①SO2+H2OH2SO3,2H2SO3+O2=2H2SO4②小Cl2+2H2O+SO2=H2SO4+2HCl(或H2SO3+HClO=H2SO4+HCl)(3)C解題反思(1)pH<5.6的降雨稱酸雨,酸雨分為硫酸型和硝酸型。(2)CO2不是形成酸雨的物質(zhì),不屬于“城市空氣質(zhì)量時(shí)報(bào)”報(bào)道的污染物。(3)酸雨空氣中久置酸性增強(qiáng)的原因是2H2SO3+O2=2H2SO4,H2SO4酸性強(qiáng)于H2SO3。變式訓(xùn)練3空氣是人類生存所必需的重要資源。為改善空氣質(zhì)量而啟動(dòng)的“藍(lán)天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“藍(lán)天工程”建設(shè)的是()A.推廣使用燃煤脫硫技術(shù),防治SO2污染B.實(shí)施綠化工程,防止揚(yáng)塵污染C.研制開發(fā)燃料電池汽車,消除機(jī)動(dòng)車尾氣污染D.加大石油、煤炭的開采速度,增加化石燃料的供應(yīng)量答案D解析A、B、C都是可采取的措施,在D中,若加大不可再生資源石油、煤炭的開采,會(huì)造成資源缺乏,同時(shí)會(huì)使空氣中的SO2、NOx的含量增加。1.下列關(guān)于濃硫酸與稀硫酸的說法,不正確的是()A.濃硫酸有脫水性,稀硫酸沒有脫水性B.濃硫酸有氧化性,稀硫酸沒有氧化性C.濃硫酸和稀硫酸都有酸性D.常溫下,濃硫酸和稀硫酸都不能與銅反應(yīng)答案B解析稀H2SO4也有氧化性,能氧化活潑金屬,本身被還原成H2。2.下列現(xiàn)象或事實(shí)不能用同一原理解釋的是()A.濃硝酸和氯水用棕色試劑瓶保存B.硫化鈉和亞硫酸鈉固體長(zhǎng)期暴露在空氣中變質(zhì)C.常溫下鐵和鉑都不溶于濃硝酸D.SO2和Na2SO3溶液都能使氯水退色答案C解析濃硝酸和氯水見光都易分解,須存放在棕色瓶中;A不選;硫化鈉及亞硫酸鈉都具有還原性,易被空氣中的氧氣氧化而變質(zhì),B不選;常溫下鐵遇濃硝酸,發(fā)生鈍化;鉑的活潑性較弱,不與濃硝酸反應(yīng),不能用同一原理解釋,C可選;SO2和Na2SO3都具有還原性,都能與氯水發(fā)生氧化還原反應(yīng)使氯水退色,D不選。3.將SO2通入BaCl2溶液至飽和,未見沉淀生成,繼續(xù)通入另一種氣體,仍無沉淀,則通入的氣體可能是()A.CO2 B.NH3C.SO3 D.Cl2答案A解析NH3、SO3、Cl2分別與溶有SO2的水溶液反應(yīng)生成(NH4)2SO3或H2SO4,再與BaCl2溶液反應(yīng)生成白色沉淀;而CO2不能與溶有SO2的水溶液反應(yīng),也不與BaCl2溶液反應(yīng),無沉淀生成。4.用硫及其化合物制硫酸有下列三種反應(yīng)途徑,某些反應(yīng)條件和產(chǎn)物已省略,下列有關(guān)說法不正確的是()途徑①:S途徑②:Seq\o(→,\s\up7(O2))SO2eq\o(→,\s\up7(O2))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))途徑③:FeS2eq\o(→,\s\up7(O2))SO2eq\o(→,\s\up7(O2))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4A.途徑①的反應(yīng)中體現(xiàn)了濃HNO3的強(qiáng)氧化性B.途徑②、③的第二步反應(yīng)在實(shí)際生產(chǎn)中可以通過增大O2的濃度來降低成本C.由途徑①、②、③分別制取1molH2SO4,理論上各消耗1molS,各轉(zhuǎn)移6mole-D.途徑②、③比途徑①污染相對(duì)小且原子利用率高,更能體現(xiàn)“綠色化學(xué)”的理念答案C解析途徑①屬于濃硝酸和非金屬單質(zhì)的反應(yīng),表現(xiàn)了濃硝酸的強(qiáng)氧化性,A項(xiàng)正確;途徑②、③的第二步反應(yīng)為可逆反應(yīng),通過增大O2的濃度來提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率,降低成本,B項(xiàng)正確;由途徑①、②分別制取1molH2SO4,理論上各消耗1molS,各轉(zhuǎn)移6mole-,而途徑③轉(zhuǎn)移7.5mole-,C項(xiàng)錯(cuò)誤。5.將濃H2SO4表現(xiàn)的性質(zhì)填入括號(hào)內(nèi)。A.酸性 B.強(qiáng)氧化性C.脫水性 D.吸水性(1)用磷礦粉[主要成分Ca3(PO4)2]和硫酸反應(yīng)制磷酸()(2)熱的濃硫酸與銅片反應(yīng)()(3)濃H2SO4不能干燥NH3、H2S、HI等氣體()(4)濃H2SO4能吸收H2或SO2氣體中的水分 ()(5)濃硫酸使?jié)駶?rùn)的藍(lán)色石蕊試紙先變紅后變黑()(6)鋅和稀硫酸反應(yīng)()答案(1)A(2)AB(3)AB(4)D(5)AC(6)A解析硫酸與Ca3(PO4)2反應(yīng)制磷酸利用了硫酸的強(qiáng)酸性;熱的濃硫酸與Cu片反應(yīng)生成CuSO4和SO2,表現(xiàn)了濃硫酸的強(qiáng)氧化性和酸性;NH3為堿性氣體,不能用濃H2SO4干燥:H2S、HI為還原性氣體,濃H2SO4氧化這兩種氣體;濃H2SO4可用來干燥氣體,表現(xiàn)了其吸水性;濃硫酸使?jié)駶?rùn)的藍(lán)色石蕊試紙變紅,表現(xiàn)其酸性,后變黑,表現(xiàn)其脫水性;金屬與稀硫酸的反應(yīng),是H+表現(xiàn)出來的酸的通性,利用了硫酸的酸性。分層訓(xùn)練[基礎(chǔ)過關(guān)]題組一硫及含硫化合物的氧化性與還原性判斷1.根據(jù)硫元素的化合價(jià)判斷下列物質(zhì)中的硫元素不能表現(xiàn)氧化性的是()A.Na2S B.SC.SO2 D.H2SO4答案A解析處于最低價(jià)態(tài)的元素,無氧化性。2.在下列生成二氧化硫的反應(yīng)中,反應(yīng)物中的含硫物質(zhì)被氧化的是()A.硫在空氣中燃燒 B.銅片與濃硫酸共熱C.紅熱的木炭與濃硫酸反應(yīng) D.亞硫酸鈉與較大濃度硫酸反應(yīng)答案A解析A選項(xiàng)中硫元素化合價(jià)升高,被氧化;B、C選項(xiàng)中濃硫酸中的硫元素化合價(jià)均降低;D項(xiàng)中硫元素的價(jià)態(tài)不變,故選A。題組二硫酸的性質(zhì)及應(yīng)用3.將濃硫酸與下列物質(zhì)作用時(shí),既表現(xiàn)氧化性,又表現(xiàn)酸性的是()①紅熱的木炭②H2S氣體③Cu④FeO⑤NH3⑥使木材炭化⑦CuSO4·5H2O⑧對(duì)鐵、鋁的鈍化A.③④ B.①②⑤⑧C.①②③④⑦ D.以上答案均不正確答案A解析與木炭、H2S反應(yīng)及Fe、Al鈍化時(shí)濃硫酸只表現(xiàn)氧化性;濃硫酸與NH3反應(yīng)時(shí)只表現(xiàn)酸性,⑥是濃硫酸的脫水性;⑦是吸水性。③和④滿足題意。4.下列反應(yīng)中,調(diào)節(jié)反應(yīng)物用量或濃度,不會(huì)改變反應(yīng)產(chǎn)物的是()A.鐵在硫蒸氣中燃燒 B.HNO3與Cu反應(yīng)C.二氧化硫通入澄清石灰水 D.硫酸中加入鋅粉答案A解析A項(xiàng)中無論硫蒸氣量如何,只發(fā)生反應(yīng):Fe+Seq\o(=,\s\up7(△))FeS;B項(xiàng)中濃HNO3時(shí)產(chǎn)生NO2,稀HNO3時(shí)產(chǎn)生NO;C項(xiàng)中若SO2少量,發(fā)生反應(yīng):SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O,若SO2足量,發(fā)生反應(yīng):2SO2+Ca(OH)2=Ca(HSO3)2;D項(xiàng)中若為稀H2SO4,發(fā)生反應(yīng):Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,若為濃H2SO4,發(fā)生反應(yīng):Zn+2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))ZnSO4+SO2↑+2H2O,故選A項(xiàng)。5.選用下圖所示儀器中的兩個(gè)或幾個(gè)(內(nèi)含物質(zhì))組裝成實(shí)驗(yàn)裝置,以驗(yàn)證木炭可被濃H2SO4氧化成CO2,下列說法正確的是()A.按氣流從左向右流向,連接裝置的正確順序是A→F→E→C→D→BB.丁中溶液退色,乙中溶液變渾濁說明甲中生成CO2C.丙中品紅溶液退色,乙中溶液變渾濁說明甲中生成CO2D.丁和丙中溶液都退色,乙中溶液變渾濁,說明甲中有CO2生成答案A解析檢驗(yàn)?zāi)咎颗c熱濃硫酸反應(yīng)的生成物中含有CO2,需排除SO2的干擾,再通入澄清的石灰水中,洗氣裝置中導(dǎo)管長(zhǎng)進(jìn)短出,A正確;用酸性KMnO4溶液除去SO2時(shí)還應(yīng)再通入品紅溶液不退色,檢驗(yàn)確認(rèn)不含SO2,否則結(jié)論不可靠,B、C、D均不正確。題組三SOeq\o\al(2-,4)的檢驗(yàn)6.為了檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐惺欠窈蠸Oeq\o\al(2-,4),下列操作最合理的是()A.先用鹽酸酸化,再加BaCl2溶液B.先用硝酸酸化,再加BaCl2溶液C.加入用硝酸酸化的BaCl2溶液D.先用鹽酸酸化,再加Ba(NO3)2溶液答案A解析檢驗(yàn)SOeq\o\al(2-,4)時(shí)常用Ba2+,但是需要排除COeq\o\al(2-,3)和SOeq\o\al(2-,3)的影響,COeq\o\al(2-,3)可以通過將溶液酸化排除影響,SOeq\o\al(2-,3)也可以通過將溶液酸化排除影響,但要注意不能用硝酸等強(qiáng)氧化性酸,防止SOeq\o\al(2-,3)被氧化成SOeq\o\al(2-,4),所以通常先用鹽酸酸化溶液,排除COeq\o\al(2-,3)、SOeq\o\al(2-,3)、Ag+的影響以后,再用BaCl2溶液檢驗(yàn)SOeq\o\al(2-,4)。7.下列有關(guān)物質(zhì)檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論正確的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論A向某溶液中加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液,有白色沉淀生成該溶液中一定含有SOeq\o\al(2-,4)B向某溶液中加入鹽酸,將生成的氣體通入品紅溶液中,品紅溶液退色該溶液一定含有SOeq\o\al(2-,3)C將某氣體通入品紅溶液中,品紅溶液退色該氣體一定是SO2D將SO2通入Na2CO3溶液中,將生成的氣體,先通入足量的酸性KMnO4溶液,再通入澄清石灰水中有渾濁說明酸性H2SO3>H2CO3答案D解析A項(xiàng),該溶液中可能含Ag+;B項(xiàng),該溶液中可能含有HSOeq\o\al(-,3);C項(xiàng),該氣體可能是Cl2、O3等。題組四環(huán)境污染與環(huán)境保護(hù)8.SO2被認(rèn)為是造成大氣污染的“首犯”。大氣中的SO2主要來源于化石燃料(煤、石油)的燃燒。下列與SO2污染有關(guān)的是()①酸雨現(xiàn)象②倫敦“毒霧”事件③洛杉磯“光化學(xué)煙霧”事件④溫室效應(yīng)A.①③ B.②④C.①② D.③④答案C解析SO2在空氣中遇水蒸氣形成亞硫酸、硫酸,隨雨水降落到地面,形成“酸雨”。1952年12月5日到8日,倫敦上空出現(xiàn)的“毒霧”4天內(nèi)導(dǎo)致4000人死亡,事件過后的兩個(gè)月內(nèi)還陸續(xù)有8000人死亡。這種“毒霧”就是工廠排出的SO2氣體引起的。SO2氣體主要可引發(fā)氣管炎、冠心病、肺結(jié)核等。洛杉磯“光化學(xué)煙霧”是由汽車排放的尾氣(含碳?xì)浠衔锖偷趸?造成的?!皽厥倚?yīng)”是由CO2等引起的。故正確答案為C項(xiàng)。9.下列因果關(guān)系不正確的是()選項(xiàng)原因結(jié)果A植樹造林溫室效應(yīng)BSO2和NO2大量排放酸雨C汽車尾氣的排放光化學(xué)煙霧D含氮、磷等生活廢水的大量排放赤潮答案A解析A項(xiàng),溫室效應(yīng)是CO2的大量排放導(dǎo)致的,植樹造林可降低空氣中CO2的濃度,緩解溫室效應(yīng);B項(xiàng),SO2和NO2等酸性氣體的大量排放,會(huì)導(dǎo)致酸雨;C項(xiàng),汽車尾氣中含氮氧化合物、碳?xì)浠衔?,可引起光化學(xué)煙霧;D項(xiàng),氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素可使水體富營(yíng)養(yǎng)化,引起赤潮。[能力提升]10.物質(zhì)的類別和核心元素的化合價(jià)是研究物質(zhì)性質(zhì)的兩個(gè)重要角度。請(qǐng)根據(jù)如圖所示,回答下列問題:(1)Y的化學(xué)式為________,檢驗(yàn)Y所用的試劑是________。(2)W的濃溶液與銅單質(zhì)在加熱條件下可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。(3)欲制備Na2S2O3,從氧化還原角度分析,合理的是________(填序號(hào))。a.Na2S+S b.Na2SO3+Sc.Na2SO3+Na2SO4 d.SO2+Na2SO4(4)將X與SO2混合,可生成淡黃色固體。該反應(yīng)的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________。答案(1)SO2品紅溶液(2)Cu+2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4+2H2O+SO2↑(3)b(4)1∶2解析X為氣態(tài)氫化物H2S,Y為硫元素+4價(jià)的氧化物SO2,Z為硫元素+4價(jià)的鹽,可以為Na2SO3,W為+6價(jià)的含氧酸H2SO4。(1)由上述分析可知Y為二氧化硫氣體,二氧化硫具有漂白性可以使品紅溶液退色,加熱恢復(fù)紅色,所以檢驗(yàn)二氧化硫的試劑可以是品紅溶液。(2)W的濃溶液是濃硫酸,與銅單質(zhì)在加熱條件下可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Cu+2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4+2H2O+SO2↑。(3)Na2S2O3中S為+2價(jià),從氧化還原的角度分析,反應(yīng)物中S元素化合價(jià)必須分別大于2和小于2,a中S化合價(jià)都小于2,c、d中S的化合價(jià)都大于2,b符合題意。(4)將X即H2S與SO2混合,可生成淡黃色固體,發(fā)生反應(yīng):2H2S+SO2=3S↓+2H2O,反應(yīng)中H2S做還原劑,SO2做氧化劑,則該反應(yīng)的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2。11.鹽酸、硫酸和硝酸是中學(xué)階段常見的“三大酸”?,F(xiàn)就硫酸、硝酸與金屬銅反應(yīng)的情況,回答下列問題:(1)工業(yè)上制備硫酸銅是利用廢銅屑經(jīng)灼燒后,在加熱情況下跟稀硫酸反應(yīng),有關(guān)的化學(xué)方程式是_______________________________________________。不采用銅跟濃硫酸反應(yīng)來制取硫酸銅的原因是______________________________。(2)在一定體積的10mol·L-1的濃硫酸中加入過量銅片,加熱使之反應(yīng),被還原的硫酸為0.9mol。則濃硫酸的實(shí)際體積________(填“大于”“等于”或“小于”)180mL。(3)若使剩余的銅片繼續(xù)溶解,可在其中加入硝酸鹽溶液(如KNO3溶液),則該反應(yīng)的離子方程式為______________________________________。(4)將8gFe2O3投入150mL某濃度的稀硫酸中,再投入7g鐵粉,充分反應(yīng)后,收集到1.68LH2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),同時(shí),F(xiàn)e和Fe2O3均無剩余,為了中和過量的硫酸,且使溶液中鐵元素完全沉淀,共消耗4mol·L-1答案(1)2Cu+O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO、CuO+H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4+H2O生成等量的硫酸銅需濃硫酸較多且生成的二氧化硫污染環(huán)境(2)大于(3)3Cu+2NOeq\o\al(-,3)+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O(4)2mol·L-1解析(1)加熱條件下,Cu和氧氣反應(yīng)生成CuO:2Cu+O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO,CuO和稀硫酸反應(yīng)方程式為CuO+H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4+H2O;濃硫酸和銅反應(yīng)方程式為:Cu+2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4+SO2↑+2H2O,生成等量的硫酸銅時(shí)需要濃硫酸較多且生成的二氧化硫污染環(huán)境,所以不采用銅跟濃硫酸反應(yīng)來制取硫酸銅。(2)在加熱條件下,濃硫酸和銅反應(yīng)生成二氧化硫,但濃硫酸濃度達(dá)到一定值后變?yōu)橄×蛩?,稀硫酸和銅不反應(yīng),所以當(dāng)被還原的硫酸為0.9mol時(shí),則所用濃硫酸的實(shí)際體積應(yīng)大于180mL。(3)在酸性條件下,硝酸根離子和銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸銅和NO,離子反應(yīng)方程式為:3Cu+2NOeq\o\al(-,3)+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O。(4)該過程中發(fā)生的反應(yīng)為:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4、FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O,最終溶液中的溶質(zhì)是Na2SO4,由原子守恒得eq\f(1,2)n(NaOH)=n(Na2SO4)=n(H2SO4),則c(H2SO4)=eq\f(nNaOH,2×0.15L)=eq\f(4mol·L-1×0.15L,2×0.15L)=2mol·L-1。12.某課外活動(dòng)小組的同學(xué),在實(shí)驗(yàn)室做鋅與濃硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,甲同學(xué)認(rèn)為產(chǎn)生的氣體是二氧化硫,而乙同學(xué)認(rèn)為除二氧化硫氣體外,還可能產(chǎn)生氫氣。為了驗(yàn)證甲、乙兩位同學(xué)的判斷是否正確,丙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置(鋅與濃硫酸共熱時(shí)產(chǎn)生的氣體為X,且該裝置略去),試回答下列問題:(1)上述反應(yīng)中生成二氧化硫的化學(xué)方程式為_______________________________________________________________________________________________________。(2)乙同學(xué)認(rèn)為還可能產(chǎn)生氫氣的理由是_____________________________________________________________________________________________________________。(3)丙同學(xué)在安裝好裝置后,必須首先進(jìn)行的一步操作是________________________________________________________________________。(4)A中加入的試劑可能是________,作用是____________________________________;B中加入的試劑可能是________,作用是_______________________________________;E中加入的試劑可能是________,作用是____________________________________。(5)可以證明氣體X中含有氫氣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是:C中:________________________,D中:______________________________。如果去掉裝置B,還能否根據(jù)D中的現(xiàn)象判斷氣體X中有氫氣?________(填“能”或“不能”),原因是______________________________。答案(1)Zn+2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))ZnSO4+SO2↑+2H2O(2)當(dāng)Zn與濃H2SO4反應(yīng)時(shí),濃H2SO4濃度逐漸變稀,Zn與稀H2SO4反應(yīng)可產(chǎn)生H2(3)檢查裝置的氣密性(4)品紅溶液檢驗(yàn)SO2濃H2SO4吸收水蒸氣堿石灰防止空氣中水蒸氣進(jìn)入D中(5)黑色(CuO)變成紅色(Cu)白色粉末變成藍(lán)色不能因?yàn)榛旌蠚怏w中含H2O,會(huì)干擾H2的檢驗(yàn)解析本題對(duì)Zn與濃H2SO4反應(yīng)的產(chǎn)物進(jìn)行兩種推測(cè),而后設(shè)計(jì)裝置進(jìn)行驗(yàn)證。設(shè)計(jì)時(shí)既要驗(yàn)證有無SO2生成,又要驗(yàn)證有無H2生成。驗(yàn)證SO2,可用品紅溶液,驗(yàn)證H2可利用它的還原性,在加熱條件下讓氣體通過CuO,再通過無水硫酸銅,同時(shí)必須注意驗(yàn)證H2時(shí),應(yīng)考慮空氣中的水蒸氣和從洗氣裝置中帶出的水蒸氣對(duì)氫氣檢驗(yàn)的干擾。[拓展探究]13.SO2是常見的大氣污染物,燃煤是產(chǎn)生SO2的主要原因。工業(yè)上有多種方法可以減少SO2的排放。(1)往煤中添加一些石灰石,可使燃煤過程中產(chǎn)生的SO2轉(zhuǎn)化成硫酸鈣。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________________________________________。(2)可用多種溶液做燃煤煙氣中SO2的吸收液。①分別用等物質(zhì)的量濃度的Na2SO3溶液和NaOH溶液做吸收液,當(dāng)

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