高中化学 3.3.2实验室里研究不同价态硫元素间的转化 酸雨及其防治学案 鲁科版必修1.doc

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.so2具有“四性”：氧化性、还原性、漂白性、酸性氧化物的通性。2鉴别co2和so2时可用品红溶液、氯水、溴水、酸性高锰酸钾溶液。3浓硫酸的“三大”特性：吸水性、强氧化性、脱水性。4浓硫酸能干燥的常见气体：h2、hcl、co2、cl2、o2、so2。5三个主要的反应so22h2s=3s2h2o2h2so4(浓)cucuso4so22h2o2h2so4(浓)c2h2o2so2co26一个转化关系：1硫酸的物理性质是什么？提示：纯硫酸为无色、粘稠、油状液体，不易挥发。浓硫酸具有吸水性和腐蚀性。2怎样稀释浓硫酸？提示：稀释浓硫酸时，一定要把浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并不断搅拌。3稀硫酸具有哪些性质？提示：(1)使紫色石蕊溶液变红色；(2)与活泼金属反应产生h2；(3)与碱性氧化物反应生成盐和水；(4)与碱发生中和反应；(5)与盐发生复分解反应。二氧化硫新知探究探究1物理性质颜色气味状态密度水溶性毒性无色刺激性气味气态(so2)(空气)易溶有毒探究2化学性质探究3实验室制法反应的化学方程式na2so3h2so4(浓)=na2so4so2h2o必记结论(1)实验室收集so2时，只能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。(2)so2中硫元素显4价，为中间价态，故so2既有氧化性又有还原性，但以还原性为主，如能被kmno4(h)溶液、fecl3溶液、o2、氯水、溴水、碘水、hno3、h2o2等氧化。so2显示氧化性的常见反应是与h2s的反应。(3)so2是一种酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。h2so3为弱酸，酸性：h2so3h2co3。(4)so2不能漂白酸碱指示剂，而hclo能漂白酸碱指示剂。(5)so2的排放是造成硫酸型酸雨的主要原因。成功体验1判断正误。(1)so2具有漂白性，能使溴水退色。()(2)so2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。()(3)so2能使紫色石蕊溶液先变红后退色。()(4)少量so2通入bacl2溶液中能生成白色沉淀。()(5)将cl2与so2按物质的量之比11混合通入品红溶液中，品红不退色。()(6)可用饱和na2co3溶液除去co2中的so2。()解析：(1)so2使溴水退色，是因为so2具有还原性。(2)so2是酸性氧化物，溶于水生成h2so3，具有酸性氧化物的通性。(3)so2溶于水生成的h2so3能使紫色石蕊溶液变红，但不能使指示剂退色。(4)so2与bacl2溶液不反应，不会生成白色沉淀。(5)cl2与so2混合通入品红溶液中发生反应：cl2so22h2o=2hclh2so4，生成物无漂白性，品红不退色。(6)co2能与na2co3反应：co2na2co3h2o=2nahco3，应用饱和nahco3溶液除去co2中的so2。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)浓硫酸新知探究探究1浓硫酸的三大特性(1)吸水性：浓硫酸有强烈的吸水性，常用作干燥剂。(2)脱水性：将物质中的氢、氧元素按原子个数比为21的比例脱出生成h2o。(3)强氧化性：探究2硫酸工业制备原理(1)生产流程：fes2so2so3h2so4(2)涉及的化学方程式：4fes211o22fe2o38so2。2so2o22so3。so3h2o=h2so4。必记结论(1)浓硫酸与还原性物质反应时，起氧化作用的标志是生成so2，起酸性作用的标志是生成硫酸盐。(2)浓硫酸的强氧化性表现为6价硫得电子；稀硫酸的弱氧化性表现为h得电子。(3)浓硫酸与cu在加热时才反应，稀硫酸与cu不反应。(4)浓硫酸参加反应时，不可拆成离子形式。(5)工业制硫酸时，为防止出现酸雾，影响吸收效果，通常用98.3%的浓硫酸吸收so3，而不用水吸收so3。成功体验2将浓硫酸的用途与相应的性质进行连线。干燥cl2、so2、h2等a脱水性与铜在加热条件下反应 b吸水性与na2so3反应制备so2 c强氧化性与木炭在加热条件下反应 d酸性蔗糖中加入浓硫酸变黑、膨胀答案：b，c、d，d，c，a、c。酸雨及其防治新知探究探究1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。(2)so2的来源：化石燃料的燃烧。(3)h2so4型酸雨形成的主要反应：so3h2o=h2so42h2so3o2=2h2so4探究2酸雨的防治(1)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。必记结论(1)ph5.6的降雨为酸雨。(2)酸雨分硫酸型和硝酸型，前者由so2引起，后者由氮的氧化物引起。(3)空气中的二氧化硫主要来自煤和石油等燃料的燃烧以及含硫矿石的冶炼、硫酸工业等产生的废气。(4)酸雨的危害：酸雨会使湖泊的水质变酸，导致水生生物死亡，酸雨浸渍土壤，会使土壤变得贫瘠，长期受酸雨侵蚀会造成树木大面积死亡；酸雨对人体健康也有直接影响。(5)燃煤中加入适量石灰石或生石灰的“固硫”原理：caco3so2caso3co2，caoso2caso3。成功体验3你认为减少酸雨产生的途径可采用的措施是()少用煤做燃料把工厂烟囱造高燃料脱硫 在已酸化的土壤中加石灰开发新能源abc d解析：选c煤燃烧时产生so2，要想减少so2的排放就需要开发新能源替代传统燃料煤炭，如使用煤作燃料，也需先做脱硫处理，处理方法是在燃煤中加入生石灰，发生反应：caoso2caso3,2caso3o22caso4，故正确选项为c。对应学生用书p70铜与浓硫酸反应的实验探究鲁科版教材实验设计人教版教材实验设计苏教版教材实验设计实验原理鲁科版教材要求学生自行设计该实验，通过人教版和苏教版实验，归纳设计该实验时需要注意的几个问题：1.操作要方便，能随时控制反应的进行。2.为防止多余的so2污染环境，要设置尾气吸收装置。3.为加快反应速率，节省实验时间，要加大固体反应物的表面积。cuso4so2cu2h2so4(浓) 2h2oso22naoh=na2so3h2o实验装置实验药品铜丝、浓h2so4、品红溶液铜片、浓h2so4、品红溶液、naoh溶液实验步骤1.在一个带导管的胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝；2.在试管里加入2 ml浓硫酸，盖好胶塞，使铜丝与浓硫酸接触，加热；3.把放出的气体通入品红溶液或紫色石蕊溶液中；4.向上拉铜丝，终止反应，冷却后，把试管里的液体慢慢倒入盛有少量水的另一支试管里，观察溶液的颜色。1.将一小块铜片加入试管中，然后加入2 ml浓硫酸；2.用如图46所示的实验装置进行实验。实验现象及结论铜片(丝)逐渐溶解，表面产生无色气泡有so2产生；品红溶液由红色变浅至退色so2具有漂白性；紫色石蕊溶液由紫色变红色so2与h2o结合成酸(亚硫酸)稀释冷却后的反应液呈蓝色生成cu2(或cuso4)创新发掘1.实验中使用铜丝的作用是什么？分析：拉动铜丝，控制反应的进行，控制so2的产量。2.铜丝为什么要卷成螺旋状？分析：增加铜丝与浓硫酸的接触面积，加快反应速率。3.实验中多余的so2能否对环境造成污染？分析：因没有尾气吸收装置，故多余的so2能造成环境污染。4.稀释反应后的混合液时，能否将水直接倒入试管中？分析：反应液中有大量浓h2so4，不能将水倒入浓硫酸中。1.实验中naoh溶液的作用是什么？分析：吸收多余的so2，防止污染环境。2.能否用石灰水代替naoh溶液？分析：ca(oh)2微溶于水，用石灰水不能完全吸收so2，导致多余so2逸入空气，故不能用石灰水代替naoh溶液。3.盛有品红溶液的试管中对进气管和出气管有何要求？分析：长管进短管出。个性评点设计元素化合物的性质实验要注意：实验仪器要简单、操作要方便，如人教版用铜丝方便控制反应进行。要注意防污染，如苏教版用naoh溶液吸收多余的so2。(北京高考)用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是()a上下移动中铜丝可控制so2的量b中选用品红溶液验证so2的生成c中选用naoh溶液吸收多余的so2d为确认cuso4生成，向中加水，观察颜色解析：选d上下移动铜丝可以使铜丝与浓硫酸接触与分离，从而可以控制反应生成so2的量，a项正确；so2可使品红溶液退色，b项正确；so2有毒，要用naoh溶液吸收处理，c项正确；反应液中h2so4的浓度较高，不能向中加水，应将中溶液沿器壁慢慢加入水中，d项错误。对应学生用书p71考查so2和co2性质的差异so2和co2性质的比较so2co2物理性质气味有刺激性气味无味毒性有毒无毒溶解性易溶(体积比140)可溶(体积比11)化学性质与水的反应so2h2oh2so3co2h2oh2co3与碱的反应ca(oh)2so2= caso3h2ocaso3so2h2o=ca(hso3)2ca(oh)2co2=caco3h2ocaco3co2h2o=ca(hco3)2弱氧化性so22h2s=3s2h2oco2c2co还原性2so2o22so3，x2so22h2o=h2so42hx(xcl、br、i)无漂白性有，可逆无对环境的影响形成酸雨引起温室效应鉴别利用二氧化硫的还原性，用酸性高锰酸钾溶液或溴水检验，看是否退色利用so2的氧化性，用氢硫酸看能否出现浑浊利用二氧化硫的漂白性，用品红溶液鉴别特别提醒鉴别so2和co2时利用二者的特性(不同点)，不能利用二者的共性(相同点)。例1(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。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。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)：_。(2)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_。(3)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_。(4)装置中所盛溶液是_，可验证的产物是_。解析(1)浓硫酸与木炭反应产物是so2、co2和h2o。由于、中装的都是溶液，气流经过后一定会带出水蒸气，必须先验证产物中的水蒸气，然后再验证so2和co2，由于so2和co2都能与石灰水反应，使澄清石灰水变浑浊，因此必须先验证和除去so2后再验证co2，由此可以得出连接顺序应当是。(2)a瓶中品红溶液退色，可证明产物中有so2，c瓶溶液不退色说明进入c瓶的气体中已没有so2，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so2，因而c瓶溶液的作用是确认这时气流中so2已被b瓶溶液全部吸收。(3)是验证水蒸气的，白色无水硫酸铜粉末遇水变蓝。(4)由于从中c瓶出来的气流中已确定没有so2，中盛澄清石灰水，用来验证气流中的co2。答案(1)(2)验证产物中有so2气体将产物中so2气体全部氧化吸收确认产物中so2已被b瓶溶液全部吸收(3)无水硫酸铜水蒸气由于产物通过装置、时会带出水蒸气，所以装置必须在装置、之前(4)澄清石灰水co2(1)例1图中，分液漏斗中的液体若不能顺利流下，应对装置如何进行改进？(2)装置b中可以用什么试剂代替kmno4(h)溶液？答案：(1)用一根软管将分液漏斗与烧瓶进行连通，使分液漏斗和烧瓶内气压相等。(2)氯水、溴水等。考查浓硫酸和稀硫酸性质的差异浓硫酸和稀硫酸的比较与鉴别浓硫酸稀硫酸主要粒子h2so4分子h、so吸水性有无脱水性有无氧化性强氧化性：由h2so4分子中6价的s表现出来弱氧化性：h与活泼金属反应生成h2，由h表现出来与金属反应加热时与绝大多数金属反应，但无h2生成；常温下使fe、al钝化与fe、al等活泼金属(氢前)反应生成h2鉴别(1)观察法：观察两瓶酸，呈无色黏稠状的液体是浓硫酸，一般的液体是稀硫酸；(2)纤维素法：分别用玻璃棒蘸取两种酸滴在纸或棉布上，表面脱水炭化的是浓硫酸；(3)稀释法：在小烧杯中加少量水，沿烧杯壁慢慢加酸，溶解时放出大量热的是浓硫酸例2在50 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解析浓硫酸具有强氧化性，在加热时能与铜反应，但随反应的进行，浓硫酸变为稀硫酸，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。下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述正确的是()a都能与mg、zn、fe、al反应产生h2b都能与cu在加热条件下反应c都能作为气体干燥剂d都能与bacl2溶液反应产生白色沉淀解析：选da不正确，浓硫酸在常温下使fe、al钝化，与mg、zn反应生成so2；b不正确，稀硫酸在加热的情况下也不与铜反应；c不正确，稀硫酸没有吸水性，不能作为干燥剂；d正确，不论是浓硫酸还是稀硫酸，在水溶液中均能产生so，ba2so=baso4。对应学生用书p72课堂双基落实1(好题共享选自人教版教材p96t8)下列反应中，不能说明so2是酸性氧化物的是()aso2h2oh2so3bso22naoh=na2so3h2oc2so2o22so3dso2cao=caso3解析：选c酸性氧化物的通性：(1)与水反应生成酸(元素化合价不发生变化)；(2)与碱性氧化物反应生成盐；(3)与碱反应生成盐和水。2(好题共享选自人教版教材p103t3)在下列反应中，硫元素表现出氧化性的是()a稀硫酸与锌粒反应b二氧化硫与氧气反应c浓硫酸与铜反应d三氧化硫与水反应解析：选ca项，znh2so4=znso4h2，氢元素表现氧化性；b项，2so2o22so3，硫元素表现还原性；c项，cu2h2so4(浓)cuso4so22h2o，硫元素表现氧化性；d项，so3h2o=h2so4，硫元素既不表现氧化性又不表现还原性。3下列实验报告记录的实验现象正确的是()解析：选cso2通入酚酞溶液中，溶液呈酸性，无色酚酞溶液无变化；so2通入品红溶液能使红色溶液变为无色；so2通入氯水和bacl2的混合液中，so2cl22h2o=h2so42hcl，h2so4bacl2=baso42hcl；so2通入bacl2和naoh混合液中，so22naoh=na2so3h2o，na2so3bacl2=baso32nacl。4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化学方程式为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