高中化学 第3章 第3节 实验室里研究不同价态硫元素间的转化　酸雨及其防治课件 鲁科版必修1.ppt

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 掌握二氧化硫的性质 2 掌握浓硫酸的性质 特别是其强氧化性 3 了解硫及其化合物在生产生活中的应用 体会应用过程中的环境问题 4 了解酸雨的危害 能够提出减少向大气中排放二氧化硫的措施 一 实验室不同价态的硫之间的相互转化1 硫元素不同化合价之间的相互转化 氧化 还原 2 硫转化过程中涉及的重要化合物 1 二氧化硫 物理性质 大 易 化学性质 用途 制硫酸 漂白剂 消毒剂 防腐剂 so2 2h2s 3s 2h2o 2so2 o22so3 so2 cl2 2h2o h2so4 2hcl 褪色 恢复红色 不稳定的无色物质 2 硫酸的化学性质 强氧化性 a 钝化 常温下 浓硫酸能使铁 铝表面形成一层 从而阻止浓硫酸与铁 铝继续反应 b 与金属反应 与铜反应的化学方程式 现象 致密的氧化膜 cu 2h2so4 浓 cuso4 so2 2h2o 产生有刺激性气味的无色气体 溶液稀释后呈蓝色 c 与非金属反应 与碳反应的化学方程式 现象 吸水性 浓硫酸能吸收物质中存在的水分 常用作干燥剂 脱水性 浓硫酸能将有机物中的氢 氧原子以2 1的比例脱去形成h2o c 2h2so4 浓 co2 2so2 2h2o 产生大量无色气体 3 应用 工业制备硫酸 硫黄燃烧生成so2s o2so2 so2在v2o5作催化剂的条件下与o2发生反应 2so2 o22so3 用浓硫酸吸收 浓硫酸里的水起作用 so3 h2o h2so4 二 酸雨及其防治1 酸雨 的形成形成酸雨的主要物质 和 1 空气中二氧化硫的主要来源 煤和石油等化石燃料的燃烧 2 二氧化硫形成酸雨的主要反应 氮的氧化物 二氧化硫 2so2 o22so3 so3 h2o h2so4 so2 h2oh2so3 2h2so3 o2 2h2so4 2 酸雨的危害 3 酸雨的防治 1 从实际情况出发 控制酸性物质排放 2 从根本上解决问题 改变能源结构 开发利用氢能 风能 太阳能等清洁能源 思考辨析 1 判断正误 1 硫化氢中硫元素化合价处于最低价态 所以硫化氢只具有还原性 分析 硫化氢中的h 具有氧化性 s2 具有还原性 2 二氧化硫有漂白性 可使石蕊溶液褪色 分析 二氧化硫有漂白性 但不能使石蕊溶液褪色 二氧化硫溶于水显酸性 使石蕊溶液显红色 3 常温下浓硫酸可与铜反应生成硫酸铜 二氧化硫和水 分析 常温下浓硫酸与铜不反应 只有在加热条件下才反应 4 二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为其漂白性 分析 二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为其具有还原性 5 煤和石油的燃烧是形成酸雨的主要原因之一 分析 煤和石油的燃烧可产生大量二氧化硫 形成酸雨 2 问题思考 1 氯气和二氧化硫都可使品红溶液褪色 原理相同吗 分析 氯气使品红褪色是因为氯气溶于水生成的次氯酸具有强氧化性 而二氧化硫使品红褪色是因为二氧化硫和有色试剂结合成不稳定的无色物质 2 浓硫酸作为干燥剂不能干燥哪些气体 分析 浓硫酸具有酸性 不能干燥碱性气体氨气 浓硫酸还具有强氧化性 不能干燥强还原性气体 如硫化氢等 知识链接 二氧化硫的毒性极少量时会使呼吸道纤毛运动和粘膜的分泌功能受到抑制 少量时会引起咳嗽并刺激眼睛 大量吸入可引起肺水肿 喉水肿 声带痉挛而致窒息 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 品红棕红色晶体 微溶于水 水溶液呈红色 溶于乙醇和酸 可用于蚕丝 腈纶 羊毛等的染色 在高中化学实验中常利用品红的还原性和不稳定性来检验so2的漂白性 品红还是一种常用的生物染色剂 酸雨指ph小于5 6的雨雪或其他形式的降水 又称为酸性沉降 分为 湿沉降 与 干沉降 前者指所有气状污染物或粒状污染物 随着雨 雪 雾或雹等降水形态而落到地面上 后者指在不下雨的日子 从空中降下来的落尘所带的酸性物质而言 一 二氧化硫和二氧化碳性质的比较1 物理性质 2 化学性质 知识备选 六种区分二氧化硫和二氧化碳的方法 1 闻气味 有刺激性气味的是二氧化硫 无气味的是二氧化碳 2 通入品红溶液 能使品红溶液褪色 且加热后又恢复红色的是二氧化硫 不褪色的是二氧化碳 3 通入酸性高锰酸钾溶液 溶液褪色的是二氧化硫 无明显现象的是二氧化碳 4 分别通入硫化氢的饱和溶液 有淡黄色沉淀生成的是二氧化硫 无明显现象的是二氧化碳 5 分别通入新制的氯水后 测量溶液的ph ph较小的是二氧化硫 6 分别通入溴水 使溴水褪色的是二氧化硫 不褪色的是二氧化碳 学而后思 1 如何除去二氧化碳中的二氧化硫气体 提示 可将混合气体通过盛有饱和碳酸氢钠或酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶洗气 2 so2与co2分别通入cacl2溶液中的现象有区别吗 通入ba no3 2溶液中呢 提示 通入cacl2溶液中都无明显现象 通入ba no3 2溶液中现象有区别 co2通入ba no3 2溶液中无明显现象 so2通入ba no3 2溶液中产生白色沉淀 二 浓硫酸的强氧化性和硫酸根离子的检验方法1 浓硫酸的强氧化性浓硫酸作氧化剂时 主要是 6价硫得电子而被还原为so2 1 与金属反应 2 与非金属反应 例如 s 2h2so4 浓 3so2 2h2o 3 浓硫酸与不活泼金属或非金属反应的有关规律 反应要加热 否则不反应 还原产物一般是so2 一般金属被氧化为高价态的硫酸盐 非金属被氧化为高价态的氧化物或含氧酸 浓硫酸与金属反应时 既表现酸性又表现强氧化性 而与非金属反应时 只表现强氧化性 浓硫酸与不活泼金属反应时 随着反应的进行 硫酸浓度变小 一旦变为稀硫酸 反应就停止 h2 n2 o2 f2 cl2 br2等不能被浓硫酸氧化 2 的检验 1 操作流程 2 杂质离子的干扰 ag 干扰 先加盐酸酸化能防止ag 干扰 因为ag cl agcl 干扰 因为baco3 baso3 ba3 po4 2也是白色沉淀 与baso4白色沉淀所不同的是这些沉淀能溶于强酸中 如baco3 2h h2o co2 ba2 因此检验时 必须用强酸酸化 一般用盐酸而不能用hno3酸化 3 钡盐的选择 所用钡盐不能是ba no3 2溶液 一般用bacl2溶液 因为在酸性条件下 so2等会被溶液中的氧化为 从而得出错误的结论 学而后思 1 浓硫酸与足量铜在加热条件下反应时 被还原的硫酸与硫酸的总物质的量有什么关系 提示 浓硫酸与铜反应时 由方程式2h2so4 浓 cucuso4 so2 2h2o可得 被还原的硫酸占反应的硫酸的二分之一 但铜足量时 随着反应的进行 硫酸浓度变小 稀硫酸不能再与铜反应 所以 被还原的硫酸比硫酸的总物质的量的一半要少 2 某溶液中加入硝酸酸化的氯化钡溶液 生成白色沉淀 溶液中一定含吗 提示 不一定 可被硝酸氧化成 溶液中还可能含 氯化银也是不溶于硝酸的白色沉淀 还可能含cl 类型一漂白剂的漂白原理 典例 已知盐酸加到品红溶液中 能使品红溶液的红色加深 试推测 1 向品红溶液中通入过量so2的过程中的现象为 加热后的现象为 2 向品红溶液中通入过量cl2的过程中 观察到的现象为 加热后的现象为 3 向品红溶液中通入物质的量比为1 1且足量的so2和cl2后现象为 解题指南 解答本题时要注意以下2点 1 so2的漂白性为加合型 加热后会恢复原色 2 cl2的漂白性为氧化型 加热后不恢复原色 解析 二氧化硫漂白原理在于能与有机色质结合成无色的不稳定化合物 加热后 无色不稳定的化合物分解 又恢复原来的颜色 当向品红溶液中通入过量的so2 so2与品红溶液结合成不稳定的无色物质而褪色 加热无色物质分解又逐渐恢复到原来的红色 当向品红溶液中通入cl2 因cl2 h2ohclo hcl生成了盐酸 品红溶液红色加深 因cl2过量 cl2与水反应产生的hclo氧化有色物质而使其褪色 加热后不再恢复红色 当向品红溶液中通入物质的量比为1 1的so2和cl2时 两者发生以下反应 cl2 so2 2h2o 2hcl h2so4 因生成了酸 使品红溶液颜色加深 答案 1 品红溶液褪色品红溶液恢复红色 2 品红溶液颜色先加深 后褪色不能恢复成原来的颜色 3 品红溶液颜色加深 名师点评 讲解本题时应注意以下3点 1 干燥的氯气实际上不具有漂白性 是氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性 2 二氧化硫的漂白性具有局限性 不能使酸碱指示剂的颜色褪去 二氧化硫只能使石蕊溶液变红 不能使其褪色 3 二氧化硫的漂白不具有持久性 受热易恢复原来的颜色 互动探究 1 通过上题讨论 如何鉴别二氧化硫和氯气漂白过的品红溶液 提示 分别加热两者漂白过的品红溶液 若加热后恢复原色 则漂白剂是二氧化硫 若加热后没有明显变化 则通入的是氯气 2 将二氧化硫和氯气分别通入到蓝色石蕊溶液中 两者的现象相同吗 提示 不相同 二氧化硫不能漂白石蕊溶液只能使蓝色石蕊溶液变红 氯气通入蓝色石蕊溶液中 溶液先变红后褪色 变式备选 如图所示 在注射器中加入少量na2so3晶体 并吸入少量的浓硫酸 以不接触纸条为准 则下列有关说法正确的是 a 蓝色石蕊试纸先变红后褪色b 沾有kmno4溶液的滤纸褪色 证明了so2的漂白性c 品红试纸褪色 证明了so2的漂白性d 沾有酚酞和naoh溶液的滤纸褪色 证明了so2的漂白性 解析 选c 浓硫酸和亚硫酸钠晶体反应产生so2 a项so2不漂白石蕊 错误 so2使kmno4溶液 naoh的酚酞溶液褪色 分别表现了so2的还原性 酸性 所以b d项错误 类型二二氧化硫与二氧化碳 典例 1 浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式是 2 试用下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 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瓶的溶液褪色 c瓶的溶液不褪色 a瓶溶液的作用 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 解题指南 解答本题要注意以下2点 1 二氧化硫的存在能干扰二氧化碳的验证 2 导气管管口在洗气瓶中的相对高低 解析 1 浓硫酸有氧化性 加热时氧化性更强 木炭粉有还原性 两者相互反应 浓硫酸被还原成so2 木炭粉则被氧化成co2 反应得到的三种气态产物是so2 co2和h2o 2 实验的目的是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 是反应发生器 中有品红溶液 可联想是用来验证so2 装置 中装有某种水溶液 显然 可用来验证co2 是反应管 可验证水蒸气 由于 中装的都是水溶液 气流经过后一定会带出水分 所以必须先用 验证产物中的水蒸气 然后再验证so2和co2 不然就不能确定水蒸气一定是反应产物 由于so2和co2都能与澄清石灰水反应 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so2 再进入 验证co2 由此可以得出正确的连接顺序应当是 3 a瓶中品红溶液褪色 可证明产物中有so2 c瓶溶液不褪色说明进入c瓶的气体中已没有so2 从而推断出b瓶的溶液作用是氧化吸收从a瓶出来气体中的全部so2 因而c瓶溶液的作用是确认此时气流中so2已被b瓶溶液全部吸收 4 因为 是验证水蒸气的 所以其中固体药品必是可与水结合 而且有可观察到明显现象变化的物质 中学生熟悉的是白色无水硫酸铜遇水变蓝 或变色硅胶遇水由蓝色变粉红色 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so2 因此 中所盛溶液必定是澄清石灰水 用来验证气流中的co2 答案 1 c 2h2so4 浓 co2 2so2 2h2o 2 3 验证产物气流中有so2将产物气流中so2全部氧化吸收确认产物气流中so2已被b瓶溶液全部吸收 4 无水硫酸铜 或变色硅胶 水蒸气由于产物气流通过 时会带出水蒸气 所以 必须在 之前 5 澄清石灰水 或其他合理答案 co2 二氧化碳 方法规律 仪器的组装与加热顺序 1 仪器的组装可按下列顺序连接 气体发生装置 除杂装置 收集装置 或性质验证装置 尾气吸收装置 2 仪器组装先后顺序 从左至右 先下后上 拆分时顺序相反 3 仪器加热顺序 先气体发生装置 再气体反应装置 停止加热时需撤出末端导管 先停止气体反应装置 再停止气体发生装置 变式训练 so2与co2的性质既有相似之处 又有不同之处 1 若将co2持续不断地通入ba oh 2溶液中 有关实验现象为 若将so2持续不断地通入ba oh 2溶液中 有关反应的化学方程式为 2 现有下列四种气体 a hclb nh3c no2d cl2 若将co2通入bacl2溶液至饱和 未见沉淀生成 继续通入另一种气体 产生沉淀 则通入的气体可能是 若将so2通入bacl2溶液至饱和 未见沉淀生成 继续通入另一种气体 产生沉淀 则通入的气体可能是 解析 1 so2或co2不足时 与ba oh 2反应产生沉淀 过量时 沉淀消失 2 co2通入bacl2溶液 因盐酸的酸性强于碳酸 所以不会产生沉淀 继续通入nh3会与生成的盐酸发生中和反应 会得到baco3沉淀 so2通入bacl2溶液 盐酸的酸性强于亚硫酸 所以不会产生沉淀 若继续通入nh3会与生成的盐酸发生中和反应 会得到baso3沉淀 若继续通入no2 no2与水反应生成hno3和no hno3有氧化性 会将baso3氧化为baso4 因此会出现baso4沉淀 若继续通入cl2 cl2也是氧化剂 so2 cl2 2h2o h2so4 2hcl 会得到baso4沉淀 答案 1 先有白色沉淀生成 而后白色沉淀消失so2 ba oh 2 baso3 h2oso2 baso3 h2o ba hso3 2 2 b b c d 变式备选 除去so2中的so3并得到纯净的so2 最好使混合气体通过 a 水b nahso3饱和溶液c nahco3饱和溶液d 98 3 浓硫酸 解析 选d a c项均能损失大量so2 b项可以除去so3同时so2也不会大量溶解 但是so2气体中会含有水蒸气 d项 可以有效地吸收so3和水蒸气 从而得到纯净的so2 类型三硫酸性质 典例 2013 榆林高一检测 某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应 用如图所示装置进行有关实验 实验中甲同学将ag铜片和12ml18mol l 1的浓硫酸放入圆底烧瓶中加热 直到反应完毕 最后发现烧瓶中还有一定量的h2so4和cu剩余 请回答 1 请写出cu与浓硫酸反应的化学方程式 2 装置e中试管d内盛品红溶液 当c中气体收集满后 d中有可能观察到的现象是 实验装置e中d有可能造成环境污染 试用最简单方法加以解决 实验用品自选 装置b的作用是储存多余的气体 当d处有明显现象后 关闭旋塞k 移去酒精灯 但由于余热的作用 a处仍有气体产生 此时b中现象是 b中应放置的液体是 填字母 a 饱和na2so3溶液b 酸性kmno4溶液c 浓溴水d 饱和nahso3溶液 3 问题讨论 为什么有一定量的余酸还未能使cu完全溶解 你认为原因是 足量下列药品能够用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是 填字母 a feb bacl2溶液c agd na2co3溶液 4 实验中甲同学向a中反应后溶液中通入一种气体单质 使铜片全部溶解且仅生成硫酸铜溶液 请问该气体单质是 填名称 反应的化学方程式是 解题指南 解答本题时应注意以下3点 1 浓硫酸在反应过程中变稀 不能再与铜反应 2 二氧化硫有毒 可用氢氧化钠溶液吸收尾气 3 装置b中的液体应不能和二氧化硫反应 解析 铜只能与浓硫酸反应 与稀硫酸不反应 二氧化硫可以使品红褪色 可以用氢氧化钠溶液吸收 为防止污染 在试管口用浸有氢氧化钠溶液的棉花团堵住 b装置的作用是储气 所以应盛放饱和nahso3溶液 以降低so2的溶解度 答案 1 cu 2h2so4 浓 cuso4 so2 2h2o 2 品红溶液褪色用浸有氢氧化钠溶液的棉花团塞在试管口试剂瓶中液面下降 长颈漏斗中液面上升d 3 随着硫酸的消耗 浓硫酸的浓度不断减小 稀硫酸与铜不反应a d 4 氧气2cu 2h2so4 o22cuso4 2h2o 名师点评 讲解本题时应注意以下2点 1 k关闭后 装置b中的气体不断增多 压强变大 将b中液体压入长颈漏斗 b中储存气体 使用b中储存的气体时打开k 长颈漏斗的液体流下 即可将b中气体赶出 2 证明反应结束后的烧瓶中的确有硫酸剩余时 不能检验其中所含的 因为反应中产物硫酸铜也含有 应检验h 误区警示 浓硫酸的氧化性认识的三个误区 1 浓硫酸常温下能使铁 铝钝化 但加热时能反应生成二氧化硫 2 钝化不是不反应 是浓硫酸氧化性的体现 3 浓硫酸与铜反应时即使铜过量 硫酸也不可能完全反应 因为随反应的进行 硫酸被消耗 且有水生成 硫酸浓度变稀 稀硫酸不能和铜反应 变式训练 下列叙述或操作正确的是 a 浓硫酸具有强氧化性 稀硫酸无氧化性b 常温下 浓硫酸能与铝很快反应 放出气体c 稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿着烧杯壁慢慢地注入盛有水的烧杯中 并不断搅拌d 浓硫酸与铜的反应中 浓硫酸仅表现强氧化性 解析 选c a项 稀硫酸中的h 同样具有氧化性 b项 浓硫酸遇铝会发生钝化 无气体放出 d项 浓硫酸与金属反应时 表现了强氧化性和酸性 变式备选 2013 蚌埠高一检测 下列关于浓硫酸的叙述中 正确的是 a 浓硫酸具有吸水性 因而能使蔗糖炭化b 浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体c 浓硫酸是一种干燥剂 能够干燥氨气 氢气等气体d 浓硫酸在常温下能够使铁 铝等金属形成氧化膜而钝化 解析 选d 浓硫酸具有脱水性 能使蔗糖碳化 故a错误 浓硫酸在加热条件下可与铜片反应放出二氧化硫气体 故b错误 浓硫酸具有酸性 不能用来干燥碱性气体 具有强氧化性 不能用来干燥hi hbr h2s等还原性气体 故c错误 浓硫酸具有强氧化性 常温下能够使铁 铝等金属形成氧化膜而钝化 故d正确 1 2013 天水高一检测 酸雨给人类带来了种种灾祸 严重破坏地球生命生存的生态环境 下列有关减少或者防止酸雨形成的措施中可行的是 对燃煤进行脱硫 对含so2 no2等的工业废气进行无害处理后 再排放到大气中 人工收集雷电作用所产生的氮氧化物 飞机 汽车等交通工具采用清洁燃料 如天然气 甲醇等 a b c d 解析 选c 对燃煤脱硫可减少so2排放 可行 对含so2 no2等的工业废气进行无害处理可减少酸雨 可行 人工收集雷电产生的氮氧化物不可行 飞机 汽车等交通工具使用清洁燃料可有效防止氮氧化物排放 可行 2 下列物质能使品红溶液褪色 且褪色原理基本相同的是 活性炭 氯水 二氧化硫 臭氧 过氧化钠 双氧水a b c d 解析 选c 物质的漂白性主要有三种原理 一是由于该物质具有强氧化性 如氯水 臭氧 过氧化钠 过氧化氢等 二是由于物质与有机色素结合成不稳定的无色化合物 如so2 三是由于物质具有很大的比表面积 具有很强的吸附色素的能力 如活性炭 3 双选 有关硫酸的下列化学反应中 表现硫酸氧化性的是 a 浓硫酸可干燥二氧化硫气体b 浓硫酸与木炭的反应c 稀硫酸与锌的反应d 稀硫酸与纯碱的反应 解析 选b c a项表现了浓硫酸的吸水性 b项表现了浓硫酸的强氧化性 c项 h 得电子 化合价降低 表现氧化性 d项表现了硫酸的酸性 4 2013 惠州高一检测 在检验的过程中 下列操作中正确的是 a 先加入稀硝酸 没有产生沉淀且没有气体产生 然后再加硝酸钡 产生白色沉淀 证明有存在b 先加入硝酸钡 产生白色沉淀 然后再加稀硝酸 沉淀不溶解 证明有存在c 先加入稀盐酸 没有产生沉淀且没有气体产生 然后再加氯化钡 产生白色沉淀 证明有存在d 先加入氯化钡 产生白色沉淀 然后再加稀盐酸 沉淀不溶解 证明有存在 解析 选c a项和b项都不能排除干扰 c项 加入稀盐酸 没有产生沉淀说明没有ag 没有气体产生说明没有 d项不能排除ag 干扰 5 检验so2气体中是否混有co2气体 可采用的方法是 a 通过品红溶液b 通过澄清石灰水c 先通过naoh溶液 再通过澄清石灰水d 先通过酸性kmno4溶液 再通过澄清石灰水 解析 选d 解答本题首先要正确理解题意 本题检验的是是否有混在so2气体中的co2 其次要掌握so2与co2性质上的相似点与不同点 a选项检验的是so2而不是co2 b选项中不管是否混有co2 均有白色浑浊产生而无法检验 c选项中不管是否混有co2 均无白色浑浊产生 d选项可以检验 在通过酸性kmno4溶液时so2被吸收 再通过澄清石灰水 若有白色浑浊 说明混有co2 若无白色浑浊 说明无co2 6 形成酸雨的原理之一可简示如下 含硫燃气ab硫酸回答下列问题 1 a物质的化学式是 b物质的化学式是 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 达到减小污染的目的 4 从环境保护的角度