版高中化学专题4硫氮和可持续发展第一单元含硫化合物的性质和应用第1课时学案苏教版必修1.docx
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版高中化学专题4硫氮和可持续发展第一单元含硫化合物的性质和应用第1课时学案苏教版必修1
第1课时 二氧化硫的性质和作用
[学习目标定位] 1.会依据酸性氧化物的通性及硫元素的化合价分析理解二氧化硫的性质；知道二氧化硫具有漂白性。
2.通过认识二氧化硫对空气的污染、酸雨的危害，增强环保意识。
一、SO2的性质
1．SO2的物理性质
颜色
状态
气味
密度
溶解性
毒性
无
气体
刺激性
比空气大
易溶于水
有毒
2.SO2的化学性质
实验操作
实验现象
实验结论
试管中液面上升
SO2易溶于水
溶液颜色变红色
SO2的水溶液显酸性
溶液先变红，振荡后褪色，再加热后，溶液颜色恢复红色
SO2具有漂白性，但生成的化合物不稳定，受热易分解
产生白色沉淀
SO2具有还原性，可被新制氯水氧化成SO
，与Ba2＋反应生成BaSO4沉淀
根据以上实验总结SO2的化学性质
（1）酸性氧化物
①与水反应：
a．化学方程式：
SO2＋H2OH2SO3（亚硫酸）。
b．产物：
亚硫酸是一种弱酸，容易被氧化剂（如O2、H2O2）氧化；H2SO3与O2的反应：
2H2SO3＋O2===2H2SO4。
c．不稳定、易分解：
H2SO3SO2＋H2O。
②与碱性氧化物反应：
与CaO反应的化学方程式为SO2＋CaO===CaSO3（除去燃煤中的SO2）。
③与碱反应：
与NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O（用于吸收SO2）。
与Ca（OH）2反应的现象同CO2，化学方程式为
Ca（OH）2＋SO2===CaSO3↓＋H2O、
CaSO3＋SO2＋H2O===Ca（HSO3）2。
（2）还原性
SO2还原性较强，可被多种氧化剂[如O2、H2O2、X2（X＝Cl、Br、I）、HNO3、KMnO4等]氧化。
①与O2反应：
2SO2＋O2
2SO3（可逆反应）；
②与H2O2反应：
SO2＋H2O2===H2SO4；
③使酸性KMnO4溶液褪色；
④使溴水褪色SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr。
（3）弱氧化性
SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。
（4）漂白性
二氧化硫能漂白某些有色物质，如品红。
①原理：
二氧化硫与某些有色物质反应，生成不稳定的无色物质。
②特点：
见光、加热或长久放置时，无色物质会分解恢复原来的颜色。
提醒 SO2能漂白品红、鲜花，不能漂白酸碱指示剂，SO2只能使紫色石蕊溶液变红。
3．用途
（1）漂白纸浆以及草帽等编织物。
（2）制硫酸、作防腐剂、漂白剂及还原剂。
【例1】 下列说法正确的是（ ）
A．因为SO2具有漂白性，所以它能使品红溶液、溴水、KMnO4（H＋）、石蕊溶液褪色
B．能使品红溶液褪色的不一定是SO2
C．SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其原理相同
D．等物质的量的SO2和Cl2相遇在溶液中具有漂白能力
答案 B
解析 这道题是对有漂白性物质的漂白原理的综合考查。
要正确解答本题，必须清楚常见漂白剂的漂白原理：
Cl2、Na2O2、H2O2、O3等是因强氧化性而具有漂白性；SO2是因和某些有色物质化合生成无色物质；活性炭是因吸附作用而使物质褪色。
思维启迪
（1）SO2和Cl2同时作用于潮湿的有色物质的漂白性分析：
SO2和Cl2同时作用于潮湿的有色物质时发生反应：
SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4。
①n（Cl2）∶n（SO2）＝1∶1，恰好完全反应生成盐酸和硫酸，无漂白性；
②n（Cl2）∶n（SO2）＞1∶1，Cl2过量，过量的Cl2起漂白作用，此时褪色后的物质加热时不恢复原色；
③n（Cl2）∶n（SO2）＜1∶1，SO2过量，过量的SO2起漂白作用，此时褪色后的物质加热时能恢复原色。
（2）SO2虽有漂白性，但并不是所有与SO2有关的褪色都源于SO2的漂白性。
如①SO2能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色是因为SO2与碱发生反应；②SO2能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2的还原性。
二、硫酸型酸雨的形成及危害
1．硫酸型酸雨的形成
（1）酸雨：
pH＜5.6的降水被称为酸雨。
正常雨水pH约为5.6，这是溶解了CO2的缘故。
（2）形成原因：
化石燃料的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产等产生的废气中含有二氧化硫。
（3）形成主要有两条途径：
SO2
反应的化学方程式分别为
途径1：
2SO2＋O2催化剂,2SO3；SO3＋H2O===H2SO4。
途径2：
SO2＋H2OH2SO3；2H2SO3＋O2===2H2SO4。
2．酸雨的危害
（1）酸化湖泊危害水生生物。
（2）酸化土壤，降低土壤肥力，影响作物生长。
（3）腐蚀建筑物。
3．酸雨的防治
（1）消除污染源，研究开发新能源（如太阳能、核能、氢能）。
（2）对含硫燃料进行脱硫处理。
（3）对含SO2废气进行处理或回收利用。
用石灰乳吸收SO2的化学方程式为Ca（OH）2＋SO2===CaSO3＋H2O。
酸雨的形成过程
提醒 燃煤脱硫反应：
SO2＋CaO
CaSO3；
2CaSO3＋O2
2CaSO4。
【例2】 某雨水样品刚采集时测得pH为4.82，放在烧杯中2小时后，再次测得pH为4.68。
以下叙述正确的是（ ）
A．雨水样品酸度逐渐减小
B．雨水样品酸度没有变化
C．雨水样品继续吸收空气中的CO2
D．雨水样品中的H2SO3逐渐被空气中的氧气氧化成H2SO4
答案 D
解析 题干中雨水样品的pH为4.82，则为酸雨，而酸雨形成的一个主要原因是排放到空气中的SO2与雨水结合形成酸性物质。
本实验测得雨水的pH变小，即酸性变强，而降雨中CO2已经达到饱和，不可能是吸收CO2的缘故，只能是弱酸H2SO3被氧化成了强酸，有关反应是SO2＋H2OH2SO3,2H2SO3＋O2===2H2SO4。
【例3】 形成酸雨的原理之一可简示为
含硫燃料
A
B
硫酸
回答下列问题：
（1）A物质的化学式为_____________，B物质的化学式为________________________。
（2）洗涤含SO2的烟气，以下物质可作洗涤剂的是________（填字母）。
a．Ca（OH）2b．Na2CO3
c．CaCl2d．NaHSO3
（3）利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2，在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是_______________________________
________________________________________________________________________。
（4）某有色金属冶炼厂排放的废气中含SO2，先用石灰浆吸收SO2，然后利用空气中的氧气将产物继续氧化成石膏（CaSO4·2H2O）。
写出有关反应的两个化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）SO2 SO3
（2）ab
（3）SO2＋2OH－===SO
＋H2O
（4）SO2＋Ca（OH）2===CaSO3＋H2O，
2CaSO3＋O2＋2H2O===2CaSO4·2H2O
1．SO2是酸性氧化物；亚硫酸属于二元弱酸，酸性比碳酸强，具有还原性。
2．SO2的漂白原理属于化合反应，具有可逆性，加热后可恢复原来的颜色。
3．SO2常表现还原性，能被O2、氯水、溴水、碘水、HNO3、H2O2、KMnO4等氧化。
如：
SO2＋H2O2===H2SO4，SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr。
4．SO2显示氧化性时常发生的反应为SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。
5．SO2是大气污染物，对环境的危害主要是形成酸雨，酸雨的pH＜5.6。
1．判断下列有关SO2性质的叙述不正确的是________（填序号）。
（1）能使澄清石灰水变浑浊
（2）能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
（3）能使品红溶液褪色
（4）通入BaCl2溶液生成白色沉淀
（5）通入足量的NaOH溶液中再加BaCl2溶液产生白色沉淀，该沉淀能溶于盐酸
（6）通入溴水中能使溴水褪色，再滴加Ba（NO3）2溶液有白色沉淀生成
（7）1mol二氧化硫与足量水反应生成1mol亚硫酸
（8）实验室制备SO2时，多余的SO2可用碱液吸收
答案 （4）（7）
解析
（1）正确，SO2＋Ca（OH）2===CaSO3↓＋H2O。
（2）正确，SO2＋H2OH2SO3，H2SO3使蓝色石蕊试纸变红。
（3）正确，SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色。
（4）不正确，由于盐酸酸性强于亚硫酸，不发生复分解反应。
（5）正确，SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O，Na2SO3＋BaCl2===BaSO3＋2NaCl，BaSO3＋2HCl===BaCl2＋H2O＋SO2。
（6）正确，SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，H2SO4＋Ba（NO3）2===BaSO4＋2HNO3。
（7）不正确，1molSO2不能完全反应。
（8）正确，2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O。
2．有关硫的氧化物的叙述不正确的是（ ）
A．空气中二氧化硫主要来源于煤和石油产品的燃烧
B．二氧化硫与飘尘接触，部分氧化为三氧化硫，危害更严重
C．酸雨中的含硫化合物只有硫的氧化物和硫酸
D．减少大气中SO2污染的主要方法之一是减少含硫化石燃料的燃烧
答案 C
解析 大气中SO2主要来源于煤和石油产品的燃烧，A正确；SO2与O2在飘尘等催化下可生成SO3，SO3溶于水生成强酸H2SO4，危害更大，B正确；酸雨中还有硫酸盐，C错；煤和石油中均含有硫元素，D正确。
3．能证明SO2具有漂白性的是（ ）
A．酸性KMnO4溶液中通入SO2气体后紫红色消失
B．滴入酚酞的NaOH溶液中通入SO2气体后红色消失
C．品红溶液中通入SO2气体后红色消失
D．溴水中通入SO2气体后橙色消失
答案 C
解析 酸性KMnO4溶液中通入SO2气体后紫红色消失、溴水中通入SO2气体后橙色消失都是利用了SO2的还原性，是因为MnO
和Br2被SO2还原为Mn2＋和Br－而褪色，加入酚酞的NaOH溶液红色消失是因为通入的SO2气体与NaOH反应而使碱性减弱；只有SO2气体通入品红溶液后红色消失才能证明SO2具有漂白性。
4．下列溶液能够区别SO2和CO2气体的是（ ）
①澄清石灰水 ②H2S溶液 ③酸性KMnO4溶液 ④氯水 ⑤品红溶液
A．①②③B．②③④
C．②③④⑤D．①②③④⑤
答案 C
解析 SO2和CO2都是酸性氧化物，都能与澄清石灰水反应生成不溶性盐，故不能用澄清石灰水区别SO2和CO2。
SO2具有氧化性，能将H2S氧化生成单质S（有淡黄色沉淀生成）。
SO2具有还原性，能被酸性KMnO4溶液和氯水氧化（溶液褪色），而CO2不具有这些性质。
SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，CO2不具有这一性质，所以可用②③④⑤四种试剂来区别SO2和CO2气体。
5．某同学为了检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应[C＋2H2SO4（浓）
CO2↑＋2SO2↑＋2H2O]产生的所有气体产物，选用了下图所示实验装置。
（1）①中无水硫酸铜的作用是____________________________________________________。
（2）②中酸性KMnO4溶液的作用是____________________________________________。
（3）②中两次用到品红溶液，它们的作用分别是A________________________，B________________________。
（4）③中出现的现象是____________________________________________________，
发生反应的离子方程式是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）检验H2O（g）
（2）除去CO2中的SO2
（3）检验SO2 检验CO2中的SO2是否除尽
（4）溶液变浑浊 CO2＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋H2O
解析 本实验的目的是验证反应产生的混合气体中是否含有CO2、SO2、H2O。
检验H2O用CuSO4，CuSO4（白）＋5H2O===CuSO4·5H2O（蓝色晶体）；检验CO2用澄清石灰水，根据石灰水是否变浑浊判断；检验SO2一般用品红溶液，根据品红溶液是否褪色判断。
检验的顺序为检验H2O→检验SO2→除SO2→检验SO2除尽→检验CO2。
[对点训练]
题组一 二氧化硫的性质
1．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（ ）
①KMnO4（H＋，aq） ②溴水 ③碘水 ④氯水⑤Fe3＋（aq）
A．①⑤B．②③C．全部D．都不是
答案 D
解析 SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色，是由于酸性高锰酸钾溶液将SO2氧化为H2SO4，自身被还原成无色的Mn2＋；SO2能使卤水褪色，是由于X2（不包括F2）将SO2氧化为H2SO4，本身被还原为无色X－；SO2能使棕黄色的Fe3＋（aq）变浅，是由于Fe3＋将SO2氧化为H2SO4，本身被还原为浅绿色Fe2＋。
2．如图是研究二氧化硫性质的微型实验装置。
现用60%硫酸溶液和亚硫酸钠晶体反应制取SO2气体，实验现象很明显，且不易污染空气。
下列说法中错误的是（ ）
A．紫色石蕊溶液变蓝色
B．品红溶液褪色
C．溴水橙色褪去
D．含酚酞的NaOH溶液红色变浅
答案 A
解析 SO2气体与水反应生成H2SO3，紫色石蕊遇酸变红色，不会变蓝色，故A错误。
3．为了除去SO2中少量的HCl气体，应将混合气体通入（ ）
A．溴水B．NaHSO3饱和溶液
C．NaOH溶液D．NaHCO3饱和溶液
答案 B
解析 除杂的原则“不增不减”。
即不能引入杂质离子，不能减少要保留的物质。
4．下列实验报告记录的实验现象正确的是（ ）
实验
记录
A
无色
无色
无现象
无沉淀
B
红色
无色
白色沉淀
白色沉淀
C
红色
无色
无沉淀
白色沉淀
D
无色
无色
无沉淀
无沉淀
答案 B
解析 二氧化硫能使紫色的石蕊溶液变红，但是不能使其褪色；二氧化硫能使品红溶液褪色；二氧化硫通入到Ba（NO3）2溶液中，被氧化成SO
，与Ba2＋反应生成BaSO4白色沉淀；通入到NaOH和BaCl2的混合溶液中，先生成SO
，而后生成BaSO3白色沉淀。
5．下列有关SO2的说法中错误的是（ ）
A．SO2能使品红溶液褪色是因为SO2具有氧化性
B．SO2在空气中很难被氧化为SO3
C．SO2通入Na2SO3或NaHCO3溶液中能发生反应
D．SO2是大气污染物，也是形成酸雨的主要物质之一
答案 A
解析 二氧化硫能与一些有色物质结合生成不稳定的无色物质，这是二氧化硫的漂白作用，A项错误；SO2氧化为SO3需要催化剂，B项正确；SO2能与Na2SO3反应生成NaHSO3，能与NaHCO3溶液反应放出CO2气体，C项正确；SO2是引起酸雨的主要物质之一，D项正确。
题组二 二氧化硫和二氧化碳性质的比较
6．下列说法正确的是（ ）
A．将CO2、SO2气体分别通入溴水中，溴水都褪色
B．将CO2、SO2气体分别通入Ba（OH）2溶液中，都有白色沉淀生成
C．将CO2、SO2气体分别通入BaCl2溶液中，都有白色沉淀生成
D．将CO2、SO2气体分别通入用硝酸酸化的BaCl2溶液中，都有白色沉淀生成
答案 B
解析 SO2、CO2都是酸性氧化物，能与Ba（OH）2溶液反应，分别生成BaSO3、BaCO3沉淀，与BaCl2溶液不反应；SO2具有还原性，能使溴水褪色，能与硝酸反应产生SO
，SO
与Ba2＋生成BaSO4沉淀，而CO2不具有还原性。
题组三 SO2对环境的污染与防治
7．煤燃烧生成的气体中能形成酸雨的是（ ）
①一氧化碳 ②二氧化碳 ③二氧化硫 ④二氧化氮
A．①②B．①③C．③④D．②④
答案 C
解析 一氧化碳与水不反应。
正常雨水中含有二氧化碳，故正常雨水的pH小于7，但溶有二氧化碳的雨水的pH不会小于5.6，故不能称为酸雨。
二氧化硫能形成硫酸型酸雨。
二氧化氮能形成硝酸型酸雨。
8．环境污染已成为人类社会面临的重大威胁之一，下列气体的排放不会造成大气污染的是（ ）
A．SO2B．N2C．Cl2D．CO
答案 B
解析 SO2、Cl2、CO均有毒，都是大气污染物。
9．现有以下几种措施：
①对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理；②少用原煤作燃料；③燃煤时鼓入足量空气；④开发清洁能源。
其中能减少酸雨产生的措施是（ ）
A．①②③B．②③④C．①②④D．①③④
答案 C
解析 煤及其他化石燃料中含S元素，它们燃烧产生的SO2的大量排放是形成酸雨的主要原因。
对燃烧产生的尾气进行除硫，少用、不用原煤作燃料，开发清洁能源都可以减少SO2的排放，减少酸雨的产生。
燃煤时鼓入足量空气只能提高煤的燃烧效率，不能减少SO2的排放。
10．如图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图。
下列说法错误的是（ ）
A．使用此废气处理装置可减少酸雨的形成
B．装置内发生的反应有化合、分解、置换和氧化还原反应
C．整个过程的反应可表示为2SO2＋2CaCO3＋O2===2CaSO4＋2CO2
D．可用酸性高锰酸钾溶液检验废气处理是否达标
答案 B
解析 SO2是形成酸雨的重要物质，经过处理后能减少酸雨的形成，A项正确；CaCO3受热分解生成CaO和CO2的反应属于分解反应，SO2与CaO反应生成CaSO3属于化合反应，CaSO3和O2反应生成CaSO4属于化合反应，也属于氧化还原反应，该过程没有涉及置换反应，B项错误；整个过程中，SO2与CaCO3、O2反应生成了CaSO4和CO2（2SO2＋2CaCO3＋O2===2CaSO4＋2CO2），C项正确；SO2具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故可用酸性高锰酸钾溶液检验废气处理是否达标，D项正确。
[综合强化]
11．请回答下列问题：
（1）写出SO2形成硫酸型酸雨的化学方程式：
____________________________________
________________________________________________________________________。
（2）工业上将生石灰添加到燃煤中可以达到“固硫”（不使硫化物进入大气）的效果。
“固硫”时发生反应的化学方程式为____________________________________________________、
________________________________________________________________________。
（3）目前正在研究用Na2SO3吸收法作为治理SO2污染的一种新方法：
第一步用Na2SO3溶液吸收SO2；第二步是加热吸收液，使之重新生成Na2SO3，同时得到含高浓度SO2的水蒸气副产品。
写出上述两步反应的化学方程式：
__________________________________________。
答案
（1）SO2＋H2OH2SO3， 2H2SO3＋O2===2H2SO4
（2）SO2＋CaO
CaSO32CaSO3＋O2
2CaSO4
（3）Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3,2NaHSO3
Na2SO3＋SO2↑＋H2O
解析
（2）“固硫”是将煤燃烧时产生的SO2转化为无污染的CaSO4。
（3）依据题目所给的信息，可以很容易写出化学方程式，注意联系CO2和Na2CO3溶液的反应。
12．A、B是两种有刺激性气味的气体。
请根据下列实验事实填空。
（1）写出A～F各物质的化学式：
A________，B________，C__________，D__________，E________，F________。
（2）写出A、B跟水反应的离子方程式：
__________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）Cl2 SO2 H2SO4 HCl BaSO3 BaSO4
（2）Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO
＋2Cl－
解析 由框图中A、B两种气体等物质的量加入H2O中，生成含C、D的无色溶液，滴入Ba（OH）2溶液生成沉淀F和溶液D，D中滴入AgNO3溶液中有沉淀G，可知溶液C、D中含有SO
、Cl－。
气体B通入到Ba（OH）2溶液中有沉淀生成，且B是有刺激性气味的气体，可知B为SO2，则A为Cl2。
13．某化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分。
该小组成员将气体通入澄清石灰水，发现澄清石灰水变浑浊，持续通入发现浑浊又变澄清，由此该小组成员对气体的成分提出猜想。
[提出猜想]
猜想1：
该气体为CO2；
猜想2：
该气体为SO2；
猜想3：
_______________________________________________________________________。
为了验证猜测，该小组设计实验加以探究：
[实验探究]
该小组同学按如图所示装置，将气体从a端通入，则：
（1）B中应该装下列________（填字母）试剂。
A．NaCl溶液B．酸性KMnO4溶液
C．盐酸D．澄清石灰水
（2）A中品红溶液的作用：
______________________________________________________。
（3）D中澄清石灰水的作用：
__________________________________________________。
通过该实验，该小组同学观察到以下三个实验现象：
①A中品红溶液褪色 ②C中品红溶液不褪色 ③D中澄清石灰水变浑浊
[得出结论]
（4）由上述现象该小组同学确认该气体为___________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 猜想3：
该气体为CO2和SO2的混合气体
（1）B
（2）验证气体中是否含有SO2
（3）验证气体中是否含有CO2
（4）CO2和SO2的混合气
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