《含硫化合物的性質(zhì)和應(yīng)用》學(xué)案7

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111 專題4第一單元 含硫化合物的性質(zhì)和應(yīng)用 硫及其化合物的“功”與“過” 【學(xué)海導(dǎo)航】 一、酸雨的形成與防治 1. 酸雨的形成與防治 ⑴ 雨水的PH 正常雨水： pH＜7，約在6左右。是由于大氣中的CO2溶解在雨水里形成碳酸的緣故，降水的微弱酸性可以促進(jìn)土壤里養(yǎng)分的溶解，便于植物吸收，是有益的。 酸 雨：pH小于5.6的雨水稱為酸雨，包括雨、雪、霧、雹等降水過程。形成原因是由于大量硫和氮的氧化物被雨水吸收。 ⑵硫酸型酸雨的形成與防治 形成原因：化石燃料及其產(chǎn)品的燃燒、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 形成過程： O2 H2O H2SO3 H2SO4 H2O O2 催化劑 SO2 SO3 H2SO4 酸雨的防治：開發(fā)新能源，對含硫燃燒進(jìn)行脫硫處理，提高環(huán)境保護(hù)意識(shí)。 2. 二氧化硫 ⑴物理性質(zhì)：無色，刺激性氣味，有毒，易液化(-10℃)，易溶于水（1 : 40）密度比空氣大 ⑵化學(xué)性質(zhì)： ①酸性氧化物：可與水發(fā)生反應(yīng)生成相應(yīng)的酸－——亞硫酸（亞硫酸為中強(qiáng)酸）；可與堿反應(yīng)生成鹽和水； SO2＋H2O≒H2SO3 （H2SO3為二元中強(qiáng)酸） SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3 即 SO2+NaOH=NaHSO3 ②具有漂白性，可使品紅溶液退色。（漂白是暫時(shí)性的） ③具有還原性（強(qiáng)），可與過氧化氫、氧氣、鹵素單質(zhì)、高錳酸鉀等反應(yīng) SO2+H2O2=H2SO4 或 H2SO3+H2O2= H2SO4+H2O SO2＋Br2 + 2H2O＝H2SO4+2HBr ④具有氧化性（弱），可以氧化硫化氫。SO2+2H2S=3S+2H2O 二、硫酸和硫酸鹽 1. 硫酸（其酸酐SO3，標(biāo)準(zhǔn)狀況下為固態(tài)） 高溫 點(diǎn)燃 ⑴硫酸的工業(yè)制法 4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2 或S+O2===SO2 高溫 催化劑 2 SO2 + O2 2 SO3 SO3+H2O=H2SO4 ⑵硫酸的物理性質(zhì) 純硫酸是無色油狀的液體，沸點(diǎn)高，密度大，能與水以任意比互溶，溶解時(shí)放出大量的熱。 ⑶硫酸的化學(xué)性質(zhì) 物質(zhì) 組成性質(zhì) 濃硫酸 稀硫酸 電離情況 H2SO4===2H++SO42- 主要微粒 H2SO4 H+、SO42-、（H2O） 顏色、狀態(tài) 無色黏稠油狀液體 無色液體 化學(xué)性質(zhì) 三大特性 酸的通性 濃硫酸的三大特性 ①吸水性：將物質(zhì)中含有的水分子奪去。（可用作氣體的干燥劑） ②脫水性：將別的物質(zhì)中的H、O按原子個(gè)數(shù)比2：1脫出生成水 ③強(qiáng)氧化性：a冷的濃硫酸使Fe、Al等金屬表面生成一層致密的氧化物薄膜而鈍化。 △ b活潑性在H以后的金屬也能反應(yīng)（Pt、Au除外） △ Cu+H2SO4(濃)====CuSO4+SO2↑+2H2O c與非金屬反應(yīng)：C+2H2SO4(濃)====CO2↑+2SO2↑+2H2O d 能與其他還原性物質(zhì)反應(yīng) ⑷硫酸的用途 2.硫酸鹽 名稱 俗稱和成分 顏色 名稱 俗稱和成分 顏色 硫酸鈣 石膏CaSO4?2H2O 熟石膏2CaSO4?H2O 白色 硫酸鋇 重晶石BaSO4 白色 硫酸亞鐵 綠礬FeSO4?7H2O 綠色 硫酸鈉 芒硝Na2SO4?10H2O 白色 硫酸銅 膽(藍(lán))礬CuSO4?5H2O 藍(lán)色 硫酸鋅 皓礬ZnSO4?7H2O 白色 氧化 氧化 氧化 還原 還原 還原 三、硫和含硫化合物的相互轉(zhuǎn)化 -2 0 +4 +6 S S S S H2S SO2 SO3 FeS S H2SO3 H2SO4 HgS Na2SO3 Na2SO4 【例題解析】 例1　我國三峽工程所提供的水電，相當(dāng)于每年燃燒3000萬噸原煤的火力發(fā)電站產(chǎn)生的電能，因此三峽工程有助于控制（　 ） 　　A．溫室效應(yīng)　　B．白色污染 　　C．酸雨產(chǎn)生　　D．農(nóng)藥、化肥污染 　 解析 煤的主要成分是碳，還有少量硫、氮等，它燃燒時(shí)產(chǎn)生CO2氣體是溫室氣體，產(chǎn)生的SO2和氮的氧化物易形成酸雨。所以水電代替煤燃燒有利于控制溫室效應(yīng)和酸雨的形成。 　　答案：A、C 例2 比較Cl2和SO2的漂白原理。思考：若將SO2和Cl2的混合氣體通入品紅溶液中，可能會(huì)觀察到什么現(xiàn)象？ 解析：SO2和Cl2的混合氣體通入品紅溶液中，會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)： Cl2 +SO2+H2O== H2SO4+2HCl，因此可能會(huì)觀察到的現(xiàn)象與SO2和Cl2的量的相對大小有關(guān)。 答案： 氯水 二氧化硫 原理 氯氣中HClO將有色物質(zhì)氧化成無色物質(zhì) SO2與有色物質(zhì)直接結(jié)合生成不穩(wěn)定無色物質(zhì) 實(shí)質(zhì) 氧化還原反應(yīng) 非氧化還原反應(yīng) 效果 永久性 暫時(shí)性 范圍 可漂白大多數(shù)有色物質(zhì)，能使紫色石蕊試液褪色 漂白某些有色物質(zhì)，不能使紫色石蕊試液褪色 若SO2和Cl2等物質(zhì)的量混合，完全喪失漂白作用，品紅溶液不褪色； 若SO2和Cl2不按等物質(zhì)的量混合，品紅溶液褪色。 例3 將CO2、SO2 分別通入Ca(OH)2溶液中至過量，現(xiàn)象如何？能否用Ca(OH)2溶液鑒別CO2、SO2？列舉鑒別CO2和SO2的方法。 解析： 往Ca(OH)2溶液中通入CO2、SO2 的相關(guān)反應(yīng)是： CO2 + Ca(OH)2 ==CaCO3↓+H2O CaCO3+H2O+CO2==Ca（HCO3）2 SO2 + Ca(OH)2 ==CaSO3↓+H2O CaSO3+H2O+SO2==Ca（HSO3）2 因此不能用Ca(OH)2溶液鑒別CO2、SO2?？沙浞掷肅O2和SO2的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的不同之處加以鑒別。 答案：先出現(xiàn)白色沉淀，后沉淀逐漸溶解；不能用Ca(OH)2溶液鑒別CO2、SO2；鑒別CO2和SO2的方法可以是： ① 聞氣體的氣味，有刺激性氣味的是SO2，無氣味的是CO2 ② 將兩支分別充滿CO2和SO2的試管倒置于水槽中，液面上升高的是SO2，低的是CO2 ③ 將CO2和SO2分別通入酸性KMnO4（或溴水）中，能使它褪色的是SO2，不能的是CO2 ④ 將CO2和SO2分別通入品紅溶液中，能使它褪色的是SO2，不能的是CO2 ⑤ 將CO2和SO2分別通入H2S的水溶液中，出現(xiàn)淡黃色沉淀的是SO2，無沉淀出現(xiàn)的是CO2。等等。 例4 某次采集酸雨樣品，每隔一段時(shí)間測定一次PH，得到如下數(shù)據(jù)： 時(shí)間 開始 8小時(shí) 16小時(shí) 24小時(shí) 32小時(shí) 40小時(shí) 48小時(shí) PH 5.0 4.8 4.5 4.3 4.2 4.0 4.0 問題：放置時(shí),雨水樣品PH變化的主要原因. 解析 酸雨的形成如下：SO2 SO3 H2SO4；SO2 H2SO3 H2SO4 雨水中溶入SO2、SO3和一些其它物質(zhì)。SO2 、SO3遇雨水生成H2SO3（中強(qiáng)酸）和H2SO4，H2SO3被空氣中的氧氣氧化成硫酸。40小時(shí)之前的時(shí)間段內(nèi)，由于H2SO3被氧化導(dǎo)致雨水樣品中的硫酸越來越多，溶液酸性逐漸增強(qiáng)，所以PH不斷減??；40小時(shí)之后，SO2和H2SO3全部被氧化為H2SO4，所以PH不再發(fā)生變化。 答案：⑴雨水樣品里SO2和中強(qiáng)酸H2SO3不斷被空氣中氧氣氧化生成強(qiáng)酸H2SO4，溶液中的H+ 濃度不斷增大，所以PH不斷下降；至SO2和H2SO3全部被氧化后，溶液中形成的H2SO4的濃度不再變化，所以PH不再變化。 【小資料】 二氧化硫進(jìn)入呼吸道后，因其易溶于水，故大部分被阻滯在上呼吸道，在濕潤的粘膜上生成具有腐蝕性的亞硫酸、硫酸和硫酸鹽，使刺激作用增強(qiáng)。上呼吸道的平滑肌因有末梢神經(jīng)感受器，遇刺激就會(huì)產(chǎn)生窄縮反應(yīng)，使氣管和支氣管的管腔縮小，氣道阻力增加。上呼吸道對二氧化硫的這種阻留作用，在一定程度上可減輕二氧化硫?qū)Ψ尾康拇碳?。但進(jìn)入血液的二氧化硫仍可通過血液循環(huán)抵達(dá)肺部產(chǎn)生刺激作用。 二氧化硫可被吸收進(jìn)入血液，對全身產(chǎn)生毒副作用，它能破壞酶的活力，從而明顯地影響碳水化合物及蛋白質(zhì)的代謝，對肝臟有一定的損害。動(dòng)物試驗(yàn)證明，二氧化硫慢性中毒后，機(jī)體的免疫受到明顯抑制。 酸雨最集中，面積最大的地區(qū)是歐洲、北美和我國。加拿大30多萬個(gè)湖泊，到二十世紀(jì)末，有近5萬個(gè)因湖水酸化湖中生物將完全滅絕。酸雨對森林的危害在許多國家已普遍存在，全歐洲1.1億公頃的森林，有5000公頃受酸雨危害而變得脆弱和枯萎。 我國的酸雨主要分布在長江以南、青藏高原以東地區(qū)及四川盆地。華中地區(qū)酸雨污染最嚴(yán)重，其中心區(qū)域酸雨pH年均值低于4.0，酸雨頻率在80％以上；西南地區(qū)南充、宜賓、重慶和遵義等城市的酸雨區(qū)，僅次于華中地區(qū)，其中心區(qū)域的酸雨pH年均值低于5.0，酸雨頻率高于80％；貴州省會(huì)貴陽市是中國污染最嚴(yán)重的城市之一，二氧化硫濃度異高，總顆粒物水平也相當(dāng)高。貴陽的主要污染源是高硫煤的燃燒，煤占該市總能耗的90%以上。二氧化硫引起的酸雨使當(dāng)?shù)氐腻冧\鐵皮平均壽命只有四年，而不是通常的29年。 50年前,故宮太和殿臺(tái)階的欄桿上雕刻著各式各樣精美浮雕花紋還清晰可見,而現(xiàn)在卻大多是模糊不清,部分已成光板…2005年7月份空氣質(zhì)量日報(bào)顯示20年來北京空氣中SO2含量首次達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。 巫山在一場大雨過后,整個(gè)山體上暴露的石塊全部被腐蝕近1厘米…... 1995年,幾場酸雨過后,我國四川奉節(jié)縣9萬畝華山松全部枯死,重慶面山的2.7萬畝馬尾松死亡過半. 能夠吸收SO2的有關(guān)樹木：臭椿、垂柳、柳杉等、夾竹桃。 【課時(shí)精練】 一、選擇題（每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意） 1.防治酸雨最根本的途徑是 ( ) A.減少礦物燃料使用量 B.減少人為硫氧化合物和氮氧化合物排放量 C.減少溫室氣體排放量 D.植樹造林 2．剽塵是物質(zhì)燃燒時(shí)產(chǎn)生的粒狀漂浮物，顆粒很小，不宜沉降，它與空氣SO2、O2接觸時(shí)，SO2會(huì)部分轉(zhuǎn)化為SO3，使空氣的酸度增加，剽塵所起的作用可能是（ ） ① 氧化劑 ②還原劑 ③催化劑 ④吸附劑 A ①② B ②③ C ①②③ D ③④ 3．下列物質(zhì)中硫元素只顯示還原性的是 （ ） A.H2S B.SO2 C.S D.H2SO4 4．下列關(guān)于二氧化硫的敘述中錯(cuò)誤的是 （ ） A在高溫下二氧化硫可被催化氧化成三氧化硫 B二氧化硫可使品紅溶液褪色 C二氧化硫既具有氧化性又具有還原性 D二氧化硫與水反應(yīng)生成硫酸。 5．放在敞口容器中的下列溶液，久置后溶液中該溶質(zhì)的濃度會(huì)變大的是（ ） A 濃硫酸 B 氫氧化鈉 C氯水 D氯化鈉 6．下列五種有色溶液與SO2作用均能褪色，其實(shí)質(zhì)相同的是　　　 （　?。? ①品紅溶液；②酸性KMnO4溶液；③溴水；④滴有酚酞的NaOH溶液；⑤含I2的淀粉溶液 A ①④　　　　　B ①②③　　　　　C ②③⑤　　　　D ③⑤ 7．向鹽酸中加入濃H2SO4時(shí)，會(huì)有白霧生成，不是導(dǎo)致產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因的是（ ） （A）濃H2SO4脫水性能 （B）濃H2SO4具有吸水性 （C）鹽酸具有揮發(fā)性 （D）氣態(tài)溶質(zhì)的溶解度隨度隨溫度的升高而降低 8.通常情況下能共存且能用濃硫酸干燥的氣體組是 （ ） （A）SO2、Cl2、H2S （B）O2、H2、SO2 （C）CH4、H2、Cl2 （D）CO、SO3、O2 9.區(qū)別濃H2SO4和稀H2SO4，既簡單又可靠的方法是 （ ） （A）各取少許溶液分別放入銅片` （B）分別與石蕊試液作用 ` （C）用玻璃棒各蘸少許液涂在紙上 （D）各取少許溶液分別放入鋁片 10。能鑒別K2SO4、K2SO3、K2S和K2CO3的物質(zhì)是 （ ） A、氯化鋇溶液 B、稀硫酸 C、氫氧化鈉 D、硝酸銀溶液 11．硫磺在空氣中燃燒生成氣體甲，甲溶于水得溶液乙，向乙溶液中滴加溴水，乙溶液褪色變成丙。在丙里加入Na2S生成氣體丁，把丁通入乙得到沉淀戊。甲、乙、丙、丁、戊均含有硫元素，則蛇們正確的順序是 （ ） （A）SO3 H2SO4 H2SO3 H2S S （B）SO2 H2SO3 H2SO4 SO2 SO3 （C）SO3 H2SO4 H2SO3 SO2 Na2S2O3 （D）SO2 H2SO3 H2SO4 H2S S 二、填空題 12．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，把SO2氣體和H2S氣體混合后，產(chǎn)生48g淡黃色的固體物質(zhì)，則參加反應(yīng)的SO2是　　　　L，H2S是　　　　L。 13．（12分）下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象，反映了硫酸的哪些性質(zhì)。 （1）在工業(yè)上可用鐵制槽車或鋁制槽車運(yùn)輸濃硫酸　　　　　　　　　。 （2）濃硫酸與甲酸共熱可制備一氧化碳　　　　　　　　　。 （3）實(shí)驗(yàn)室用鋅粒和稀H2SO4反應(yīng)制備氫氣　　　　　　　　。 （4）濃硫酸露置在空氣中質(zhì)量增加　　　　　　　　。 ⑸ 濃硫酸使硫酸銅晶體由藍(lán)變白_________________. 14.有甲、乙、丙三種常見的單質(zhì)，在一定條件下可按圖示關(guān)系轉(zhuǎn)化為X、Y、Z三種常見的化合物。①在X、Y、Z三種化合物中，一定含有乙元素的是　　　　（用X、Y、Z符號(hào)表示）。②單質(zhì)乙一定是由　　　　元素組成。理由是　　______________________________________________________________________　　。③X、Y、Z三種化合物的化學(xué)式依次為　　　　._____________._______________. 15．有一瓶無色氣體，可能含有CO2，HCl ，HBr ，SO2 中的一種或幾種氣體，將氣體通入適量氯水中，得到無色透明的溶液，繼續(xù)向該溶液中加入少量的BaCl2溶液和鹽酸，有白色沉淀產(chǎn)生。則原氣體中一定含有_______ ，肯定不含有_____ ，可能含有_________________________ 。 三、計(jì)算題 16．向銅片中加入115mL某濃度的硫酸，在加熱條件下反應(yīng)，待銅片全部溶解后，將其溶液稀釋到500mL，再加入足量鋅粉，使之充分反應(yīng)，收集到2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體。過濾殘留固體，干燥后稱量，質(zhì)量減輕了7.5g。求原硫酸的物質(zhì)的量濃度。 答案：1.B 2.D 3.A 4.D 5.D 6.C 7.A 8.B 9.C 10.B 11.D 12．11.2； 22.4 13．（1）強(qiáng)氧化性 （2）脫水性 （3）強(qiáng)酸性 （4）吸水性 ⑸吸水性 14 ①X，Y；②氧；化合物X、Y中均含有元素Z，而X、Y又是Z在氧氣中充分燃燒的產(chǎn)物；③H2O，SO2，H2S（H2O，CO2，CH4）。 15．SO2, HBr , HCl和CO2 16.C（H2SO4）=18.3 mol/L 111