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（精讲优练课型）课件 鲁科版必修1.ppt

1、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,一、实验室不同价态的硫元素之间的相互转化 1.硫元素不同化合价之间的相互转化:,氧化,还原,【微点拨】元素的最高价只有氧化性,最低价只有还原性,中间价态既有氧化性也有还原性。,2.二氧化硫: (1)物理性质。,大,易,(2)化学性质(写出下列反应方程式): 酸性氧化物: 与水反应生成亚硫酸:_ 与NaOH反应:_ 氧化性:与H2S反应:_ 还原性:与氯水反应:_ 漂白性:SO2通入品红溶液_,加热后_。,SO2+H2O H2SO3,SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,SO2+2H2S=3S+2H2O,SO2+Cl2+2H2O=H

2、2SO4+2HCl,褪色,恢复红色,【微点拨】(1)亚硫酸是一种不稳定的中强酸。 (2)SO2不能漂白酸碱指示剂,石蕊试液中通入SO2溶液只变红不褪色。,(3)实验室制法。 实验室常用Na2SO3固体与较浓的硫酸反应制取SO2(写出反应方程式): _。 (4)用途:制硫酸、漂白剂、消毒剂和防腐剂等。,Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2+H2O,3.浓硫酸: (1)硫酸的物理性质:,无色,液,大,放,高,难,(2)浓硫酸的三大特性除具有酸性外还有三个特性:,Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2O,无色,蓝色,C+2H2SO4(浓) CO2+2SO2+2H2O,无色,水

3、分,【微点拨】(1)铜与浓硫酸反应,与稀硫酸不能反应。 (2)浓硫酸的吸水性属于物理性质,脱水性属于化学性质。,4.应用工业制备硫酸。 (1)硫黄燃烧生成SO2: 反应方程式为_。 (2)SO2在V2O5作催化剂的条件下与O2发生反应: 反应方程式为_。 (3)用浓硫酸吸收(浓硫酸里的水起作用): 反应方程式为_。,S+O2 SO2,2SO2+O2 2SO3,SO3+H2O=H2SO4,二、酸雨及其防治 1.酸雨的形成: (1)形成物质:形成酸雨的主要物质:_和_。 (2)空气中二氧化硫的主要来源:煤和石油等化石燃料的燃烧。,氮氧化物,硫的氧化物,(3)形成过程。 写出序号代表的相应的化学方程

4、式: _; _; _; _。 【微点拨】只有pH小于5.6的降水才属于酸雨。,2SO2+O2 2SO3,SO3+H2O=H2SO4,SO2+H2O H2SO3,2H2SO3+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_、_、_ _等清洁能源。,氢能,风能,太,阳能,【自我小测】 1.思考辨析: (1)化石燃料的燃烧是形成酸雨的主要原因。() 分析:。煤和石油等化石燃料的燃烧可产生大量SO2,形成酸雨。 (2)SO2只具有氧化性。() 分析:。由于SO2中硫的化合价+4处于中间价态,所以SO2既

5、具有氧化性,又具有还原性。,(3)SO2的收集既可以用向上排空气法,也可以用排水法。() 分析:。由于SO2易溶于水,所以不能用排水法收集。 (4)SO2的漂白性主要是利用了SO2具有强氧化性这一性质。() 分析:。SO2的漂白性主要是利用了SO2能与一些有色物质结合生成不稳定的无色物质而不是利用了它的氧化性。 (5)浓硫酸可用来干燥SO2、H2S等酸性气体。() 分析:。浓硫酸具有强氧化性,可以氧化H2S。,2.(LK必修1P93改编)下列试剂中能鉴别SO2和CO2的是() A.氢氧化钠溶液B.品红溶液 C.湿润的红色石蕊试纸D.BaCl2溶液 【解析】选B。SO2和CO2都属于酸性氧化物,

6、都能与氢氧化钠溶液反应生成盐和水,均无明显的实验现象,A不可选。碳酸和亚硫酸都不能使湿润红色石蕊试纸变色,C不可选。二氧化碳和二氧化硫跟BaCl2都不反应,D不可选。,3.下列物质都具有漂白性,其中漂白原理和其他几种不同的是() A.H2O2B.SO2C.O3D.HClO 【解析】选B。因H2O2具有强氧化性,则能使有色物质褪色;SO2不具有强氧化性,它与有色物质化合生成无色物质;因O3具有强氧化性,则能使有色物质褪色;因HClO具有强氧化性,则能使有色物质褪色;显然只有B的漂白原理与其他几种不同。,4.下列溶液中不与单质Cu反应(必要时可加热)的是() A.浓盐酸B.稀硝酸C.浓硫酸D.Fe

7、Cl3溶液 【解析】选A。浓盐酸在加热或者是不加热的情况下均不能与铜发生反应;稀硝酸与FeCl3溶液在常温下均可以与铜发生反应,浓硫酸在加热的条件下可以与铜发生反应。,5.减少酸雨产生可采取的措施正确的是() A.把工厂烟囱造高 B.燃料脱硫 C.在已酸化的土壤中加石灰水 D.多用煤作燃料 【解析】选B。烟囱造高,不影响SO2的排放;酸化土壤中加石灰水可降低土壤酸性,与酸雨产生无关;多用煤作燃料,会产生大量的SO2,形成酸雨。,6.(LK必修1P93改编)关于浓硫酸的下列说法中正确的是() A.浓硫酸能与铜反应释放氢气 B.浓硫酸在常温时可以与木炭反应 C.浓硫酸与含有水分的蔗糖作用过程中显示

8、酸性 D.浓硫酸能使铁、铝钝化说明浓硫酸具有强氧化性,【解析】选D。浓硫酸与铜加热时反应但没有氢气生成,A错。浓硫酸与木炭的反应需要加热,在常温下不反应,B错。浓硫酸与含有水分的蔗糖作用过程中显示脱水性、吸水性、强氧化性,C错。常温下铁、铝遇浓硫酸发生钝化,是由于浓硫酸的强氧化性,D对。,一、二氧化硫和二氧化碳性质的比较 典题探究:1.(2015长沙高一检测)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NaHCO3溶液,再通过澄清石灰水 D.先通过足量KMnO4酸性溶液,再通过澄清石灰水,【解题指南】解答本题需注意以下3点: (1)S

9、O2、CO2都可以使澄清石灰水变浑浊; (2)SO2与NaHCO3反应生成CO2气体; (3)SO2具有还原性而CO2没有还原性。,【解析】选D。A项,CO2与品红溶液反应无现象;B项,CO2与SO2通过澄 清石灰水时均先变浑浊后澄清;C项,SO2与NaHCO3反应生成CO2气体,影 响对原有气体成分的判断;D项,先通过KMnO4酸性溶液,SO2被吸收生 成 ,再通过澄清石灰水变浑浊,则说明混有CO2。,2.(2014江苏高考改编)下列各组物质中,不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是(),【解题指南】解答本题时应注意以下3点: (1)SO2既有还原性也有氧化性; (2)SO2、C

10、O2都具有酸性氧化物的性质; (3)亚硫酸是中强酸而碳酸属于弱酸。,【解析】选B。H2S与SO2反应生成S和H2O,H2S、SO2都能被氧气氧化,A正确;NH3与O2反应生成NO(或N2)和H2O,NH3与HNO3反应生成NH4NO3,O2与HNO3不反应,B错误;Ba(OH)2与CO2或Na2CO3反应均生成BaCO3沉淀,CO2和Na2CO3在溶液中反应生成NaHCO3,C正确;SO2与Ca(OH)2反应生成CaSO3和H2O或Ca(HSO3)2,Ca(OH)2与NaHCO3反应生成CaCO3与NaOH(或Na2CO3)和H2O,SO2与NaHCO3反应生成NaHSO3和CO2,D正确。,

11、【归纳总结】 二氧化硫和二氧化碳性质的比较 1.物理性质:,2.化学性质:,【拓展深化】 、 的检验 1. 的检验:加入BaCl2溶液有白色沉淀生成,再加入稀盐酸后,有 刺激性气体生成,该气体能使品红溶液褪色。 有关反应的离子方程式: +Ba2+=BaSO3,BaSO3+2H+=Ba2+SO2+H2O。 2. 的检验:加入BaCl2溶液没有明显现象,再加入稀盐酸有刺激性 气体生成,该气体可以使品红溶液褪色。 有关反应的离子方程式: +H+=SO2+ H2O。,【对点训练】 (2015秦皇岛高一检测)不论以何种比例混合,将甲和乙两种混合气体同时通入过量的丙溶液中,可能不产生沉淀的组合是(),【解

12、析】选D。A中澄清石灰水过量时产生CaCO3、CaSO3沉淀;B中SO2 和Ba(NO3)2溶液发生氧化还原反应产生BaSO4沉淀;C中NO2溶于水产生 HNO3,HNO3、SO2和BaCl2在该溶液中发生氧化还原反应产生BaSO4沉 淀;D中如果NH3的量太少,则只能生成 ,不能生成 ,无沉淀 产生。,【补偿训练】下列实验能证明二氧化硫存在的是。 能使澄清石灰水变浑浊能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 能使品红溶液褪色通入足量的氢氧化钠溶液再加BaCl2溶液有白色沉淀产生,该沉淀溶于稀盐酸通入溴水能使溴水褪色,再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生,【解析】CO2或SO2都可使澄清石灰水变浑浊,因

13、而不能确定SO2的存在。CO2或SO2等酸性气体都可使湿润的蓝色石蕊试纸变红,因而不能确定SO2的存在。Cl2或SO2都能使品红溶液褪色,因而不能确定SO2的存在。CO2或SO2都可以实现该反应过程,因而不能确定SO2的存在。证明有SO2存在。 答案:,二、浓硫酸的强氧化性及硫酸根离子的检验 思考探究: Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2O C+2H2SO4(浓) CO2+2SO2+2H2O 分析上述两个化学反应,思考以下有关问题: (1)反应和中,硫酸分别表现出怎样的性质? (2)反应中若使用足量Cu,能否使硫酸完全反应?,【归纳总结】 1.浓硫酸的强氧化性: (1)Fe、

14、Al的钝化。 常温下,Fe、Al遇到浓硫酸会反应生成一层致密的氧化膜而出现“钝化”现象。 (2)与氢之前的活泼金属反应。 Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2+2H2O,(3)与氢之后的不活泼金属(除Au、Pt外)反应。 Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2O (4)与非金属反应。 C+2H2SO4(浓) CO2+2SO2+2H2O,2. 的检验。,【拓展深化】浓硫酸和稀硫酸的组成与性质比较,【典题训练】(2015开封高一检测)某厂漂白车间需22.4 L(标准状 况)SO2,化学小组经计算后,取65.0 g锌粒与110 mL 98%的浓硫酸(含 2 mol H2SO4)

15、充分反应,锌全部溶解后,即将收集所得气体如数送至车 间,不料经质检科检验存在严重的质量问题,气体随即被退回。,(1)写出锌与浓硫酸反应的化学方程式:_ 。 (2)化学小组所制得的气体中混有的主要杂质气体可能是_ (填化学式)。产生这种结果的主要原因是_ 。,(3)为证实相关分析,化学小组的同学设计了如图所示的实验装置,对气体(X)取样进行认真探究(遇有气体吸收过程,视为完全吸收)。,组装好仪器后,装入药品前,必要的一个操作是_ 。 A中加入的试剂可能是,KMnO4溶液的作用是_ 。 B中加入的试剂可能是,作用是_ 。 可证实气体X中混有较多量某杂质气体的实验现象是: C中 。,【解题指南】解答

16、本题需注意以下3点: (1)锌既可以与浓硫酸反应也可以与稀硫酸反应; (2)浓硫酸既有强氧化性也有吸水性; (3)通常用灼热的氧化铜检验H2的存在。,【解析】(1)锌与浓硫酸反应生成ZnSO4、SO2和H2O,据此写出反应方程式。 (2)Zn与浓硫酸反应时放出SO2气体,随着反应的进行,浓硫酸变稀,而Zn与稀硫酸反应则放出H2。,(3)组装好实验仪器后,应先检验装置的气密性,气密性没有问题时才能装入药品,进行实验。据(1)的分析,气体X中有SO2和H2,所以A中可加入品红溶液,用于证明SO2的存在,然后通入KMnO4溶液中,除去SO2;B中装入浓硫酸,干燥H2后通过加热的CuO(C中)后,通过

17、无水CuSO4(D中),使其变蓝,证明有水生成,则原混合气体中有H2。,答案:(1)Zn+2H2SO4(浓) ZnSO4+SO2+2H2O (2)H2浓硫酸消耗变稀,Zn与稀硫酸反应放出H2 (3)检验装置的气密性品红溶液除去SO2 浓硫酸干燥气体黑色CuO变成红色,【补偿训练】1.向一定体积的18 molL-1的浓硫酸中加入过量的铜片,并加热,被还原的硫酸为0.9 mol,则浓硫酸的体积为() A.等于50 mLB.大于50 mL C.等于100 mL D.大于100 mL,【解析】选D。由Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2O知,当被还原 0.9 mol H2SO4时参加反

18、应的H2SO4为0.9 mol2=1.8 mol。由于Cu不 与稀硫酸反应,因此即使铜片过量,硫酸也不能完全反应,即原浓硫酸 中n(H2SO4)1.8 mol,所以原浓硫酸的体积大于 =0.1 L。,2.(双选)(2014上海高考改编)某未知溶液可能含Cl-、 、 Na+、 、Fe3+。将溶液滴在蓝色石蕊试纸上,试纸变红。取少量试 液,滴加硝酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成;在上层清液中滴加 硝酸银溶液,产生白色沉淀。下列判断合理的是() A.一定有Cl- B.一定有 C.一定没有Fe3+ D.一定没有,【解析】选B、D。蓝色石蕊试纸变红说明溶液显酸性,则一定没 有 ,可能含有Fe3+;滴加

19、硝酸酸化的氯化钡溶液有白色沉淀生成, 则一定有 ;由于加入氯化钡引入了Cl-,所以在上层清液中滴加硝 酸银溶液产生白色沉淀,不能确定原溶液中是否存在Cl-。,【备选要点】 各类漂白剂的漂白原理,【对点训练】 1.下列变化不属于化学变化的是() A.SO2使品红溶液褪色 B.氯水使有色布条褪色 C.活性炭使红墨水褪色 D.H2O2水溶液使染料褪色 【解析】选C。A、B、D都是通过发生化学反应使有色物质褪色。而C是通过活性炭的吸附作用将有色物质吸附,从而使颜色褪去,为物理变化。故选C。,2.SO2通入下列溶液中,溶液褪色或变浅,说明SO2具有漂白作用的组合是() KMnO4(H+,aq)溴水碘水氯水Fe3+(aq) A.B.C.全部D.都不是 【解析】选D。5种物质均有氧化性,均能氧化SO2,SO2表现还原性。,不同价态硫元素间的转化,【合作探究】 分析左侧的实验要求以及右侧的实验装置,回答下列相关问题。 1.含有不同价态硫元素的物质间的转化都属于氧化还原反应,分析在 转化S SO2 H2SO4中硫元素分别表现何种性质? 提示:中硫黄转化为SO2时,硫元素化合价升高,表现还原性;中浓 硫酸转化为SO2时,硫元素化合价降低,表现