2024年高考化学一轮复习　第22讲　硫酸、酸雨及防治 学案（含答案）

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考点一 硫酸、硫酸根离子的检验
1．硫酸的物理性质
H2SO4是无色液体，能与水以任意比互溶，稀释时可放出大量的热，浓H2SO4稀释的方法是_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
2．稀硫酸的性质
硫酸是二元强酸，稀硫酸具有酸的通性，请列举实例加以概括总结。
3．浓硫酸的特性
(1)填写下表：
(2)分别写出浓H2SO4与Cu、C反应的化学方程式：________________________________
_____________________________________________________________________________。
(3)常温下，Fe、Al遇浓H2SO4________，可用铝槽车装运浓H2SO4。
4．硫酸的工业制备流程
完成相关反应的化学方程式：
①________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
思考 吸收塔中真的是用水吸收SO3吗？为什么？
5．SOeq \\al(2－,4)的检验
检验SOeq \\al(2－,4)的正确操作方法：被检液eq \(――――――――→,\s\up7(加足量稀盐酸酸化))取清液eq \(――――――→,\s\up7(滴加BaCl2溶液))有无白色沉淀产生(判断有无SOeq \\al(2－,4))。
先加稀盐酸的目的是________________________________，再加BaCl2溶液，有白色沉淀产生。整个过程中可能发生反应的离子方程式：
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
1．用硫酸清洗锅炉中的水垢( )
2．向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SOeq \\al(2－,4)( )
3．50 mL 18.4 ml·L－1浓硫酸与足量的铜反应，可产生SO2的物质的量为0.46 ml( )
4．H2SO4是难挥发性强酸，H2S是挥发性弱酸，所以可用浓硫酸与FeS反应制取H2S气体( )
5．在实验室中，可用浓H2SO4分别与NaCl、NaBr、NaI反应制取HCl、HBr、HI气体( )
一、浓H2SO4的特性及应用
1．下列有关硫酸的实验或用途中用了硫酸的哪些性质？
(1)用浓硫酸作干燥剂干燥CO、SO2、Cl2等气体：____________________________________。
(2)分别用浓硫酸与NaCl(s)、NaNO3(s)反应制取HCl、HNO3：____________________________。
(3)用铝或铁制容器贮存或运输浓硫酸：____________________________________________。
(4)工业上用硫酸与磷酸钙反应制取磷酸：__________________________________________。
(5)实验室用铜与浓硫酸反应制取SO2：____________________________________________。
(6)实验室用甲酸与浓硫酸作用制取CO：HCOOHeq \(――――→,\s\up7(H2SO4浓))CO＋H2O：____________________________________________________________________________。
(7)浓硫酸与蔗糖的制取“黑面包”实验：_______________________________________。
2．下列有机反应中都要使用硫酸。其中哪些使用的是浓硫酸？哪些使用的是稀硫酸？
(1)苯的硝化 (2)乙醇的消去
(3)乙醇与乙酸的酯化 (4)乙酸乙酯的水解
(5)糖类物质的水解 (6)蛋白质的水解
(7)油脂的水解
二、SOeq \\al(2－,4)的检验
3．某化学兴趣小组的同学将一定量的铁与浓硫酸加热，发现铁完全溶解，并产生大量的气体X。该兴趣小组的同学猜测气体X的成分如下：
(1)甲同学认为气体X为SO2。
(2)乙同学认为气体X为H2。
(3)丙同学认为气体X为________。
猜测含有氯气的理由是____________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．有一瓶Na2SO3溶液，试设计实验探究Na2SO3的氧化程度。
5．下列过程中，最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是( )
A．Fe(NO3)2溶液eq \(――――――――――――――→,\s\up7(＋过量盐酸＋过量SO2＋BaCl2溶液))白色沉淀
B．Ba(NO3)2溶液eq \(――――――――――――→,\s\up7(＋过量盐酸＋少量Na2SO3溶液))白色沉淀
C．无色溶液eq \(―――――――――→,\s\up7(＋稀HNO3＋BaCl2溶液))白色沉淀
D．无色溶液eq \(――――→,\s\up7(＋过量盐酸))无色溶液eq \(―――――→,\s\up7(＋BaCl2溶液))白色沉淀
SOeq \\al(2－,4)检验的易错点
(1)误将Ag＋、Pb2＋判断成SOeq \\al(2－,4)。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SOeq \\al(2－,4)，其错误是未注意溶液中不含SOeq \\al(2－,4)，而含Ag＋或Pb2＋时也会产生同样的现象：
Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)，Pb2＋＋2Cl－===PbCl2↓(白色)。
(2)误将SOeq \\al(2－,3)判断成SOeq \\al(2－,4)。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SOeq \\al(2－,4)，该错误是未注意NOeq \\al(－,3)在酸性环境中具有强氧化性，发生反应：Ba2＋＋SOeq \\al(2－,3)===BaSO3↓(白色)，3BaSO3＋2H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3BaSO4(白色)＋2NO↑＋H2O。
考点二 含硫化合物对环境的污染及治理
1．硫的氧化物的来源、危害及治理
2．硫酸型酸雨的形成过程
1．酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光学化学过程，在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如图，下列有关说法错误的是( )
A．光照能引发酸雨的形成
B．所涉及的变化均为氧化还原反应
C．污染空气能加快酸雨的形成
D．优化能源结构能有效遏制酸雨污染
2．环保是21世纪人类社会的主要课题之一。火电厂、燃煤锅炉是SO2污染集中、规模较大的行业，石灰石—石膏烟脱硫是除去SO2的一种常用方法。其过程如图1。
研究发现：pH和温度会对石灰石浆液的脱硫效率产生一定影响；当烟气通入速度一定时，石灰石浆液的脱硫效率与浆液pH的关系如图2，下列有关说法正确的是( )
A．烟气通入石灰石浆液时的温度越高吸收越快，吸收率越高
B．石灰石浆液pH>5.7时，烟气脱硫效率降低的原因是石灰石的溶解度增大
C．将脱硫后的气体通入KMnO4溶液，可粗略判断烟气脱硫效率的高低
D．上述方法中用石灰石浆液吸收64 g SO2理论生成22 g CO2
3．在工业上SO2尾气的处理方法一般有四种。
(1)钙基固硫法
为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，用化学方程式表示其原理。
①S的燃烧：S＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))SO2；
②SO2转化为CaSO3：________________________________________________________；
③CaSO3转化为CaSO4：______________________________________________________。
(2)氨水脱硫法
该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2，用化学方程式表示其原理。
①SO2转化为(NH4)2SO3：___________________________________________________
________________________________________________________________________；
②(NH4)2SO3转化为(NH4)2SO4：_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)钠碱脱硫法
钠碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，用化学方程式表示其原理。
①SO2和NaOH反应生成Na2SO3：___________________________________________
________________________________________________________________________；
②SO2和Na2CO3反应生成Na2SO3：_________________________________________
________________________________________________________________________；
③Na2SO3转化为NaHSO3：_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)双碱脱硫法
双碱脱硫法是指先用烧碱吸收SO2，再利用熟石灰浆液进行再生，再生后的NaOH碱液可循环利用，用化学方程式表示其原理。
①NaOH吸收SO2：______________________________________________________
________________________________________________________________________；
②Na2SO3被O2氧化：_____________________________________________________
________________________________________________________________________；
③Na2SO4和Ca(OH)2反应：_________________________________________________
_________________________________________________________________________。
1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)温室气体是形成酸雨的主要物质(2022·全国甲卷，7B)( )
(2)用石灰石—石膏法对燃煤烟气进行脱硫，同时可得到石膏(2022·浙江6月选考，8D)( )
(3)燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放(2017·全国卷Ⅲ,7C)( )
2．(2022·广东，5)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a～d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验，下列分析正确的是( )
A．Cu与浓硫酸反应，只体现H2SO4的酸性
B．a处变红，说明SO2是酸性氧化物
C．b或c处褪色，均说明SO2具有漂白性
D．试管底部出现白色固体，说明反应中无H2O生成
3．(2021·广东1月适应性测试，14)推理是一种重要的能力。打开分液漏斗活塞，进行如图所示的探究实验，对实验现象的预测及分析错误的是( )
A．试管内CCl4层溶液褪色，说明Br2具有氧化性
B．试管中的红色花瓣褪色，说明SO2具有漂白性
C．试管中产生大量气泡，说明Na2SO3被氧化产生SO3
D．一段时间后试管内有白色沉淀，说明有SOeq \\al(2－,4)生成
4．(2020·浙江7月选考，28Ⅱ)某兴趣小组为验证浓硫酸的性质进行实验，如图。实验中观察到的现象有：烧瓶内有白雾，烧杯中出现白色沉淀。请回答：
(1)将浓硫酸和浓盐酸混合可产生HCl气体的原因是________________________________________________________________________。
(2)烧杯中出现白色沉淀的原因是____________________________________________
________________________________________________________________________。
第22讲 硫酸、酸雨及防治
考点一
归纳整合
1．将浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓倒入水中并用玻璃棒不断搅拌
2．(1)能使紫色石蕊溶液变红。
(2)能与活泼金属(如Zn、Fe等)反应产生H2。
(3)能与碱、碱性氧化物反应生成盐和水，如①与Ba(OH)2反应：Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SOeq \\al(2－,4)===BaSO4↓＋2H2O；②与MgO反应：MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O。
(4)能与弱酸的盐反应，如与Na2SO3反应：SOeq \\al(2－,3)＋2H＋===H2O＋SO2↑。
3．(1)蓝色晶体变白 吸水性 沾有浓硫酸的滤纸变黑 脱水性 铜片逐渐溶解，产生无色、有刺激性气味的气体 强氧化性、酸性 (2)Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O、C＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
(3)钝化
4．①4FeS2＋11O2eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2 S＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))SO2
②2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))2SO3 ③SO3＋H2O===H2SO4
思考 不是，工业上用98.3%的浓硫酸吸收，因为用水产生的酸雾太大，会降低SO3的吸收效率。
5．排除COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,3)、Ag＋等离子的干扰 COeq \\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O SOeq \\al(2－,3)＋2H＋===SO2↑＋H2O Ag＋＋Cl－===AgCl↓ Ba2＋＋SOeq \\al(2－,4)===BaSO4↓
易错辨析
1．× 2.× 3.× 4.× 5.×
专项突破
1．(1)浓硫酸的吸水性 (2)高沸点酸 (3)浓硫酸的强氧化性
(4)硫酸的强酸性 (5)浓硫酸的酸性、强氧化性 (6)浓硫酸的脱水性 (7)浓硫酸的脱水性、强氧化性
2．(1)(2)(3)使用的是浓硫酸，其余均为稀硫酸。
3．H2和SO2的混合气体 随着反应的进行，硫酸的浓度变小，铁与稀硫酸反应生成氢气
4．取样品溶液于试管中，加入过量BaCl2溶液，过滤，然后向沉淀中滴入过量稀盐酸，若沉淀全部溶解，则Na2SO3未被氧化；若沉淀部分溶解，则Na2SO3部分被氧化；若沉淀一点也不溶解，则Na2SO3全部被氧化。
5．C
考点二
归纳整合
1．石油和煤 含硫矿物 酸雨 5.6 脱硫 二氧化硫
专项突破
1．B 2.C
3．(1)②SO2＋CaOeq \(=====,\s\up7(△))CaSO3 ③2CaSO3＋O2eq \(=====,\s\up7(△))2CaSO4
(2)①2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3
②2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4 (3)①2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O ②Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2 ③Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3
(4)①2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O ②2Na2SO3＋O2===2Na2SO4 ③Na2SO4＋Ca(OH)2===CaSO4↓＋2NaOH
真题演练 明确考向
1．(1)× (2)√ (3)×
2．B
3．C [锥形瓶内发生反应：Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O ，产生的SO2进入到试管中，CCl4层溶液褪色，发生反应：SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，证明Br2具有氧化性，A项正确；试管中花瓣褪色，说明SO2可以漂白花瓣中的有色物质，证明SO2具有漂白性，B项正确；试管中产生大量气泡是锥形瓶中产生的SO2进入到试管中引起的，Na2SO3与H2SO4发生复分解反应，C项错误；试管中Br2可将SO2氧化，生成H2SO4和HBr，SOeq \\al(2－,4) 可以和Ba2＋结合成不溶于酸的白色沉淀，D项正确。]
4．(1)浓硫酸吸水且放热，导致HCl挥发
(2)HCl气体会将H2SO4带出，与Ba(NO3)2作用生成BaSO4
实验
实验现象
浓硫酸的特性
少量胆矾加入浓硫酸中
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上
将铜片加入盛有浓硫酸的试管中，加热