鲁科版 (2019)第2节 硫的转化导学案

硫酸、酸雨及其防治

学业要求

1．通过不同价态硫元素之间的相互转化，认识硫单质、二氧化硫、浓硫酸的性质，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。

2．能通过实验探究和交流研讨，掌握硫酸的性质、典型实验现象，能书写主要的化学方程式和离子方程式。能主动进行交流，逐步提升实验探究与创新意识。

3．从物质类别和元素价态两个视角研究物质性质的思路方法去认识知道含硫物质在生产、生活中的应用，知道酸雨及其防治方法，提升科学态度与社会责任。

知识网络

一、实验室里研究不同价态硫元素之间的转化

二、硫酸

1．物理性质

纯硫酸是无色、黏稠、油状液体，沸点高、难挥发。常用的浓硫酸质量分数是98.3%，密度比水的________。浓硫酸溶于水时________大量的热。

2．浓硫酸的特性

浓硫酸有三大特性：________、________和________。

(1)浓硫酸的吸水性：浓硫酸的吸水性是指把物质本身中游离的________或________吸收。例如用浓硫酸作________，就体现了其吸水性。

(2)浓硫酸的脱水性：浓硫酸能从一些有机物中将氢、氧两元素按H2O的组成(氢原子∶氧原子＝2∶1)脱去。

例如浓硫酸能使火柴棒、纸张变黑，就体现了其脱水性。

(3)浓硫酸的强氧化性：与不活泼金属或非金属反应。

Cu＋2H2SO4(浓)________________________，C＋2H2SO4(浓)________________________。

常温下，冷的浓硫酸能使Fe和Al的表面形成一层致密的氧化物保护膜，阻止了内部金属与H2SO4反应，这种现象叫钝化。

3．硫酸的工业生产，接触法制硫酸

(1)原料：________或________________(FeS2)、空气、98.3%的浓硫酸。

(2)主要化学反应：________________或________________、________________、________________。

三、酸雨及其防治

1．酸雨的形成

硫的氧化物是形成酸雨的主要物质。含硫燃料燃烧排放的SO2在氧气和水蒸气的共同作用下形成酸雾，随雨水降落就成为酸雨。这样所形成的酸雨也叫________________酸雨。主要反应如下：

2SO2＋O22SO3

SO3＋H2O===H2SO4

SO2＋H2O⇌H2SO3

2H2SO3＋O2===2H2SO4

2．酸雨的危害很大，能直接破坏森林、草原和农作物，使土壤酸性增强，使湖泊酸化，还会加速建筑物、桥梁、工业设备等的腐蚀。

3．酸雨的防治

(1)严格规定污染物的排放标准。

(2)开发清洁能源。

[即学即练]

1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸，制备少量二氧化硫气体。(　　)

(2)FeS2SO3―→H2SO4在给定条件下可实现上述转化。(　　)

(3)在未知液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀，加稀硫酸，沉淀不溶解，说明该未知液中存在或。(　　)

(4)向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸，有刺激性气味气体产生，溶液变浑浊。(　　)

(5)将浓硫酸滴入蔗糖固体中，将产生的气体通入溴水，溴水褪色，说明浓硫酸具有氧化性。(　　)

(6)NaCl与浓硫酸加热可制HCl，推测NaBr与浓硫酸加热可制HBr。(　　)

2．下列有关酸雨的说法错误的是(　　)

A．酸雨形成过程中一定有氧化还原反应发生

B．煤和石油的燃烧是酸雨污染物的唯一来源

C．二氧化硫以及氮氧化物是形成酸雨的主要因素

D．酸雨的危害有使土壤、湖泊酸化以及加速建筑物、桥梁的腐蚀等

3．向50 mL 18 mol·L－1的硫酸中加入足量的铜片并加热，被还原的硫酸的物质的量是(　　)

A．等于0.9 mol

B．大于0.45 mol，小于0.9 mol

C．等于0.45 mol

D．小于0.45 mol

4．检验碳与浓硫酸反应的产物，下列试剂的使用顺序正确的是(　　)

①品红溶液　②酸性KMnO4溶液　③浓H2SO4　④无水硫酸铜　⑤碱石灰　⑥澄清石灰水

A．③⑥①②④    B．④③⑤①⑥

C．④①②①⑥    D．⑥①②①④

5．浓硫酸与下列物质作用时，只表现强氧化性的是(　　)

A．蓝色硫酸铜晶体    B．蔗糖

C．红热木炭          D．氧化铝

一 浓、稀硫酸的比较与鉴别

[例1]　浓硫酸的用途、反应现象与括号内的性质对应不正确的是(　　)

A．在化学实验中，浓硫酸可做SO2、CO2等气体的干燥剂(吸水性)

B．将浓硫酸滴到蔗糖表面，固体变黑膨胀，有刺激性气味气体产生(脱水性和酸性)

C．向滤纸上滴加浓H2SO4，滤纸变黑(脱水性)

D．在冷浓H2SO4中放入铁片没有明显现象(强氧化性)

[提升1]　已知①Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑，②Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，下列说法不正确的是(　　)

A．浓硫酸和稀硫酸均有氧化性，所以硫酸是氧化性酸

B．过量的Zn在浓硫酸中反应可得SO2和H2

C．Zn与稀硫酸反应的氧化产物是ZnSO4

D．不管是浓硫酸还是稀硫酸，若反应过程中被还原的H2SO4物质的量相等，则生成气体的物质的量相等

状元随笔　硫酸性质的归纳

(1)强酸性的表现。如利用硫酸的强酸性制取弱酸的反应：用FeS和稀H2SO4反应制H2S，Na2SO3与硫酸反应制SO2。

(2)吸水性的表现。如用浓硫酸作干燥剂等。

(3)脱水性的表现。如浓硫酸能使蔗糖脱水炭化。

(4)氧化性的表现。如铁、铝遇浓硫酸发生钝化，浓硫酸将H2S氧化生成硫，浓硫酸将碘化氢氧化生成碘，以及浓硫酸氧化C、S等的反应。

(5)氧化性和酸性的共同表现。如浓硫酸与金属生成硫酸盐和二氧化硫等的反应。

关键能力

1.浓硫酸、稀硫酸的比较

2.浓、稀硫酸的鉴别方法

各取少量试样，进行下列实验。

(1)称重法：利用二者密度不同，因为浓硫酸比稀硫酸的密度大(98%的浓硫酸密度为1.84 g·cm－3)，所以取等体积的试液，质量大的为浓硫酸。

(2)铁铝法：分别取少许试液于试管中，加入铁丝或铝片，无明显现象的是浓硫酸，有气泡冒出的是稀硫酸。

(3)脱水法：分别用玻璃棒蘸取两种酸在纸(或木材或棉布)上写字，一段时间后，纸变黑的是浓硫酸。

(4)吸水法：分别取两支试管，加入胆矾少许，再分别加入少量酸，晶体溶解，溶液变蓝色的是稀硫酸，晶体表面变白的是浓硫酸。

(5)氧化性：分别取两支试管，加入铜片或木炭后，再分别加入酸，加热，能够产生有刺激性气味气体的是浓硫酸。

(6)稀释法：在小烧杯中加入10 mL水，沿烧杯内壁慢慢加入酸(切不可将水加到酸中)，稀释时放出大量热的是浓硫酸。

、的检验方法

[例2]　为确定某溶液的离子组成，进行如下实验：

①取少量溶液滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀；　②然后继续加入稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性气味且能使澄清石灰水变浑浊的气体；白色沉淀部分溶解；　③取上层清液继续滴加BaCl2溶液至无沉淀时，再滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀。

根据实验，以下推测不正确的是(　　)

A．一定有

B．一定有

C．不能确定Cl－是否存在

D．不能确定是否存在

[提升2]　甲、乙两位同学各设计一个实验来检验，且都认为自己的试样中含有，其方案如下：

回答以下问题：

(1)你认为甲、乙两位同学所设计的实验方案是否严谨，甲________、乙________(填“严谨”或“不严谨”)，并说明理由：______________________________。

(2)如果你认为甲、乙方案均不严谨，请你设计一个合理的实验方案：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。

状元随笔　检验时易出现的错误

(1)只加可溶性钡盐，不酸化。误将、、等干扰离子判断成。因上述离子会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。

(2)误将Ag＋判断成。如向待测液中滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸，有白色沉淀，便断定含。其错误是未注意当溶液中不含，而含Ag＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)。

(3)误将判断成。如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便误以为有。该错误是未注意在酸性环境中具有强氧化性，能将氧化成而产生干扰。

关键能力

、的检验方法

(1)的检验方法

取试样少许，先滴加稀盐酸酸化，无气泡产生、无沉淀产生(排除、、Ag＋等离子的干扰)，再滴加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则含有。原理为Ba2＋＋===BaSO4↓。

状元随笔　注意：一般情况下，试剂不能换，顺序不能颠倒。

(2)的检验方法

取试样少许，加入BaCl2溶液生成白色沉淀，再加入稀盐酸，沉淀溶解并产生使品红溶液褪色的气体。原理如下：

Ba2＋＋===BaSO3↓

BaSO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋SO2↑

状元随笔　注意：不能向试样中直接滴加盐酸，因为与盐酸反应同样生成SO2。

1．(双选)下列有关酸雨的说法正确的是(　　)

A．酸雨就是指pH<5.6的雨水

B．酸雨是因为雨水中含有CO2

C．工业上大量燃烧含硫燃料和以含硫矿石为原料冶炼金属产生的SO2是形成硫酸型酸雨的主要原因

D．酸雨没有危害，所以不必担心，也不必想办法治理

2．下列对浓硫酸的叙述正确的是(　　)

A．常温下，浓硫酸与铁、铝不反应

B．浓硫酸具有吸水性，故能使蔗糖炭化

C．浓硫酸可作H2、NH3等气体的干燥剂，表现脱水性

D．浓硫酸和铜片加热时发生反应，表现酸性和氧化性

3．在如图所示的实验装置中，实验开始一段时间后，对看到的现象叙述不正确的是(　　)

A．①中苹果块会干瘪

B．②中胆矾晶体表面有“白斑”

C．③中小试管内有晶体析出

D．④中pH试纸变红

4．(双选)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。下列关于硫化氢的说法错误的是(　　)

A．H2S是一种强电解质

B．可用石灰乳吸收H2S气体

C．根据如图可知FeCl3、CuCl2均能氧化H2S

D．H2S在空气中燃烧可以生成SO2

5．已知X为一种常见的酸，X的浓溶液能使蔗糖变黑。A与X的浓溶液反应的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物已略去，下列说法正确的是(　　)

A．X的浓溶液使蔗糖变黑主要体现了X的浓溶液的吸水性

B．若A为铁，则足量A与X的浓溶液在常温下即可完全反应

C．若A为碳单质，则将C通入少量澄清石灰水中，一定能观察到白色沉淀

D．由B转化为D的反应是工业制备X过程中的重要反应

6．某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应情况，用如图所示装置进行有关实验。

回答下列问题：

(1)装置A中发生反应的化学方程式为____________________________。

(2)装置D中试管口放置的棉花中应浸有一种液体，这种液体是________________，其作用是____________________________。

(3)装置B的作用是储存多余的气体。当装置D中有明显的现象后，关闭K并移去酒精灯，但由于余热的作用，装置A中仍有气体产生，此时装置B中现象是______________，装置B中应盛放的液体是________(填字母)。

A．水    B．酸性KMnO4溶液

C．浓溴水    D．饱和NaHSO3溶液

(4)实验中，取一定质量的铜片和一定体积18 mol·L－1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完全，发现圆底烧瓶中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的H2SO4剩余。

①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解，你认为原因是__________________________。

②下列药品中能用来证明反应结束后的圆底烧瓶中存在余酸的是________(填字母)。

A．铁粉    B．BaCl2溶液

C．银粉    D．NaHCO3溶液

第2课时　硫酸、酸雨及其防治

学 业 基 础

二、

1．大　放出

2．吸水性　脱水性　强氧化性　(1)H2O分子　结晶水　干燥剂　(3)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　CO2↑＋2SO2↑＋2H2O

3．(1)硫黄　黄铁矿　(2)S＋O2SO2　4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2　2SO2＋O22SO3　SO3＋H2O===H2SO4

三、

1．硫酸型

[即学即练]

1．(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)×

2．解析：酸雨形成过程中一定发生氧化还原反应，故A正确；煤和石油的燃烧、汽车尾气的排放是酸雨污染物的主要来源，故B错误；二氧化硫、氮氧化物经过复杂的化学反应，被雨水吸收溶解而形成酸雨，故C正确；酸雨对农作物、桥梁、建筑物等有破坏作用，故D正确。

答案：B

3．解析：50 mL 18 mol·L－1的硫酸中n(H2SO4)＝18 mol·L－1×0.05 L＝0.9 mol，假设50 mL 18 mol·L－1的硫酸全部与铜反应，根据Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O可知，做氧化剂的硫酸为0.45 mol；随着反应的进行，浓硫酸的浓度逐渐减小，铜与稀硫酸不反应，所以做氧化剂的硫酸的物质的量小于0.45 mol，即被还原的硫酸的物质的量小于0.45 mol，故选D。

答案：D

4．解析：碳与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，应先检验水，无水硫酸铜变蓝说明有水生成；然后检验二氧化硫，品红溶液褪色说明有二氧化硫生成；根据题意可知用酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫，再用品红溶液检验二氧化硫是否除净，二氧化硫除净后用澄清石灰水检验二氧化碳的存在，故试剂的使用顺序为④①②①⑥，选C。

答案：C

5．解析：浓硫酸具有吸水性，能使蓝色硫酸铜晶体变为白色粉末；浓硫酸使蔗糖炭化表现了脱水性；浓硫酸与红热的木炭反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，只表现其强氧化性；浓硫酸与氧化铝反应表现的是酸性。

答案：C

核 心 素 养

[例1]　解析：A对，浓硫酸具有吸水性，可以除去某些气体中混有的水分，SO2、CO2为酸性气体，且不会与浓硫酸反应。B错，将浓硫酸滴到蔗糖表面，固体变黑膨胀体现浓硫酸的脱水性，有刺激性气味气体产生体现浓硫酸的氧化性，不体现酸性。C对，浓硫酸具有脱水性，能使有机物中的H、O元素以原子个数比为2∶1的比例脱去，则向滤纸上滴加浓硫酸，滤纸变黑，表现的是浓硫酸的脱水性。D对，冷浓H2SO4使铁片钝化，体现浓硫酸的强氧化性。

答案：B

[提升1]　解析：从反应方程式知浓硫酸和稀硫酸均有氧化性，但稀硫酸不是氧化性酸，A错；过量的Zn在浓H2SO4中反应先生成SO2，硫酸变稀后生成H2，B正确；Zn分别与浓硫酸和稀硫酸的反应中，有1 mol H2SO4被还原时分别生成1 mol SO2和1 mol H2，D正确。

答案：A

[例2]　解析：①取少量溶液滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明溶液中含有能和Ba2＋反应生成沉淀的阴离子，可能为、、等，也可能含有Ag＋，生成AgCl沉淀。②然后继续加入稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性气味且能使澄清石灰水变浑浊的气体，此气体为CO2，说明溶液中含有，不含和Ag＋，因为Ag＋和不能共存；生成的白色沉淀部分溶解，说明沉淀中包含BaCO3沉淀和BaSO4沉淀，则溶液中还含有。③取上层清液继续滴加BaCl2溶液至无沉淀时，再滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，是生成了AgCl白色沉淀，但①、②和③步骤中加入的BaCl2溶液和盐酸中含有Cl－，则不能确定原溶液中是否含有Cl－。由分析知，溶液中含有和，可能含有Cl－。

答案：D

[提升2]　解析：(2)检验的正确实验操作是先向待检液中加入足量稀盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，看是否有不溶于盐酸的白色沉淀产生，从而作出相应判断。

答案：(1)不严谨　不严谨　甲没有排除Ag＋的干扰，乙没有排除的干扰

(2)向试样中先加过量的盐酸酸化，无沉淀产生，然后再加入BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则说明含有，若无沉淀生成，则说明不含

学考评价

1．解析：一般把pH<5.6的雨水称为酸雨；工业生产中产生的SO2是形成酸雨的主要原因。

答案：AC

2．解析：常温下浓硫酸与铁、铝发生钝化，是浓硫酸的强氧化性使铁、铝表面形成一薄层致密的氧化膜而阻止反应进行，A项错误；浓硫酸使蔗糖炭化体现其脱水性，B项错误；浓硫酸不能干燥NH3，浓硫酸可作H2的干燥剂，体现其吸水性，C项错误；浓硫酸和铜片加热时发生反应生成硫酸铜表现酸性，生成二氧化硫表现氧化性，D项正确。

答案：D

3．解析：浓硫酸具有吸水性，故苹果块的水分和胆矾晶体的结晶水以及饱和硝酸钾溶液中的水会被吸收，A、B、C项均正确；pH试纸在浓硫酸中会被脱水炭化，应变黑，D项错误。

答案：D

4．解析：H2S在溶液中不能完全电离，是一种弱电解质，所以A项错误；硫化氢具有酸性，可与石灰乳反应，可用石灰乳吸收H2S气体，所以B项正确；根据图示可知FeCl3能氧化H2S，CuCl2与H2S反应生成CuS，没有发生氧化还原反应，所以C项错误；H2S具有还原性，在空气中完全燃烧可以生成SO2，如氧气不足，可生成S，所以D项正确。

答案：AC

5．解析：X为一种常见的酸，X的浓溶液能使蔗糖变黑，则X为H2SO4，从而得出B为SO2，D为SO3。浓硫酸使蔗糖变黑主要体现了浓硫酸的脱水性，A项错误；若A为铁，则常温下铁在浓硫酸中发生钝化，B项错误；若A为碳单质，则C为CO2，将CO2通入少量澄清石灰水中生成Ca(HCO3)2，在反应过程中，很难观察到白色沉淀，C项错误；SO2转化为SO3的反应是工业制H2SO4过程中重要的反应，D项正确。

答案：D

6．解析：(1)装置A为铜与浓硫酸的反应装置，二者反应生成CuSO4、SO2和H2O。(2)因SO2为大气污染物，需要进行尾气处理，常用NaOH溶液吸收SO2。(3)根据题目中“装置B的作用是储存多余的气体”可知，装置B中的试剂不能吸收SO2，而水、酸性KMnO4溶液和浓溴水都能与SO2反应，SO2在饱和NaHSO3溶液中的溶解度非常小，所以D项正确。(4)铜可与浓硫酸反应，但不与稀硫酸反应。随着反应的进行，H2SO4溶液的浓度逐渐减小，浓硫酸变为稀硫酸时，反应停止，因此铜会剩余。因铜与浓硫酸反应的生成物中存在CuSO4，要证明反应后的圆底烧瓶中有余酸存在，只需证明有H＋存在。所以，选择的是能与H＋反应的铁粉和NaHCO3溶液。

答案：(1)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O

(2) NaOH溶液(其他合理答案也可)  　吸收多余的SO2，防止污染空气

(3)瓶中液面下降，而长颈漏斗中液面上升　D

(4)①反应过程中H2SO4被消耗，浓硫酸逐渐变稀，而铜不和稀硫酸反应　②AD