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 二氧化硫的性质和作.docx
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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课时二氧化硫的性质和作
第1课时 二氧化硫的性质和作用
知识内容
必考要求
加试要求
1.二氧化硫的性质（酸性氧化物、漂白性、还原性）。
2．酸雨的成因和防治。
b
a
c
a
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．物理性质
SO2是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化。
2．化学性质
（1）按要求完成下列实验：
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
（2）根据以上实验总结SO2的化学性质
①酸性氧化物的通性：
写出下列反应的化学方程式：
a．与H2O反应：
SO2＋H2OH2SO3。
b．与CaO反应：
SO2＋CaO===CaSO3。
c．与足量的NaOH溶液反应：
SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。
d．NaOH溶液中通入足量SO2的反应：
SO2＋NaOH===NaHSO3。
②二氧化硫具有漂白性，能跟某些有色物质（如品红等）化合生成无色物质，但此无色物质不稳定，见光、遇热或长久放置又容易分解，恢复到原来的颜色（与HClO、过氧化氢等漂白原理有本质区别）。
③二氧化硫具有较强的还原性：
可被多种氧化剂（如O2、Cl2、Br2、I2、HNO3、KMnO4、H2O2、Fe3＋等）氧化。
写出下列反应的化学方程式：
a．SO2与O2反应：
2SO2＋O2
2SO3；
b．SO2与H2O2反应：
SO2＋H2O2===H2SO4；
c．SO2使氯水褪色：
SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。
归纳总结
SO2的性质
（1）SO2能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色，表现出还原性。
SO2能使品红溶液褪色，表现出漂白性。
SO2能使含有酚酞的NaOH溶液褪色，表现出其酸性氧化物的通性。
（2）SO2具有弱氧化性，如：
SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。
（3）SO2与盐溶液的反应，如：
SO2＋2NaHCO3===Na2SO3＋H2O＋2CO2或SO2＋NaHCO3===NaHSO3＋CO2。
除去CO2气体中混有的SO2气体，可以选用饱和NaHCO3溶液。
（4）SO2与碱溶液反应，反应产物与用量有关，如：
SO2＋Ca（OH）2===CaSO3↓＋H2O,2SO2＋Ca（OH）2===Ca（HSO3）2。
（5）SO2气体的检验方法是将气体通入品红溶液，溶液褪色，加热，溶液恢复红色。
1．下列关于SO2性质的说法正确的是（ ）
A．密度比空气小
B．是无色无味的气体
C．可用SO2漂白食物
D．可与NaOH溶液反应
答案 D
2．如图是研究二氧化硫性质的微型实验装置。
现用70%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，紫色石蕊溶液遇酸变红色，不会变蓝色，故A错误。
二 酸雨的形成及危害
1．空气中的SO2主要来自煤、石油和某些含硫金属矿物的燃烧和冶炼，是大气污染物之一，直接危害人体健康，能形成酸雨。
pH小于5.6的降水叫做酸雨，正常雨水pH约为5.6，这是溶解了CO2的缘故。
2．硫酸型酸雨的形成主要有两条途径：
SO2
反应方程式分别为
途径1：
2SO2＋O2
2SO3；SO3＋H2O===H2SO4。
途径2：
SO2＋H2OH2SO3；2H2SO3＋O2===2H2SO4。
3．酸雨的危害
（1）使江河湖泊中的水酸化，导致鱼类难以生存，影响水生生物的繁殖。
（2）使土壤酸化。
酸雨落入土壤中，使其中的钙、镁等营养元素溶出，并迅速流失，导致土壤肥力下降，并被逐渐酸化，使农作物和树木的生长遭到破坏。
（3）酸雨会加速建筑物、桥梁、工业设备、电信电缆、雕塑等的腐蚀。
4．防治措施
（1）调整能源结构，发展清洁能源。
（2）研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少SO2的排放。
（3）加强工厂废气的回收处理。
归纳总结
酸雨的形成过程
[提醒] 燃煤脱硫反应：
SO2＋CaO
CaSO3；
2CaSO3＋O2
2CaSO4。
3．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。
4．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________。
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．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。
2．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。
3．下列溶液中通入SO2一定不会产生沉淀的是（ ）
A．Ba（OH）2B．Ba（NO3）2
C．Na2SD．BaCl2
答案 D
解析 SO2是酸性氧化物，能与Ba（OH）2溶液反应生成BaSO3沉淀；H2SO3属于弱酸，不能与BaCl2溶液反应；H2SO3中S元素呈＋4价，因此H2SO3在反应中既可表现酸性，又可表现还原性与氧化性，SO2与Ba（NO3）2、Na2S反应的方程式分别为3SO2＋2H2O＋Ba（NO3）2===BaSO4↓＋2NO↑＋2H2SO4,3SO2＋2Na2S===3S↓＋2Na2SO3。
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）。
也具有还原性，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．化石燃料燃烧产生的SO2是形成酸雨的主要原因，下列措施中不能减少酸雨危害的是（ ）
A．对含硫化石燃料进行脱硫处理
B．研发和使用替代化石燃料的新能源
C．对含SO2废气进行回收和利用
D．将含SO2废气直接排放至高空
答案 D
解析 A、B、C都可减少二氧化硫的排放，减少酸雨的形成；而将含SO2废气直接排放至高空，可导致酸雨。
6．用如图装置进行SO2气体性质实验，请回答：
（1）仪器D的名称是________________________。
（2）实验过程中，仪器A中的实验现象是_______________________________________。
（3）写出仪器C中发生氧化还原反应的离子方程式：
_____________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）U形干燥管
（2）品红溶液褪色
（3）2H2O＋SO2＋2Fe3＋===2Fe2＋＋SO
＋4H＋
解析
（1）依据形状可知：
装置D中盛放碱石灰的仪器名称是U形干燥管。
（2）二氧化硫具漂白性，能使品红溶液褪色，A中盛放的是品红溶液，所以仪器A中的实验现象是品红溶液褪色。
（3）二氧化硫具有还原性，能被铁离子氧化为硫酸根，离子方程式为2H2O＋SO2＋2Fe3＋===2Fe2＋＋SO
＋4H＋。
课时作业
[经典基础题]
1．关于SO2的叙述中正确的是（ ）
A．在有的反应中表现氧化性，在有的反应中表现还原性
B．是酸性氧化物，溶于水得稳定的亚硫酸
C．SO2气体通入NaOH溶液一定得到Na2SO3
D．SO2气体通入BaCl2溶液中，能生成白色沉淀
答案 A
解析 亚硫酸不稳定，易分解，B项错；SO2与NaOH反应还可能生成NaHSO3，C项错；SO2与BaCl2溶液不反应，D项错。
2．下列能使品红溶液褪色的是（ ）
A．SO2B．BaSO4
C．KClD．CO2
答案 A
解析 二氧化硫可以与有色物质化合生成无色物质，能使品红溶液褪色而具有漂白性，A正确；BaSO4、KCl、CO2均不和品红溶液反应，不能使品红溶液褪色，B、C、D错误。
3．下列离子方程式正确的是（ ）
A．向NaOH溶液中通入少量的SO2
SO2＋OH－===HSO
B．向氯水中通入少量的SO2
Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO
C．将SO2通入到饱和的NaHCO3溶液中
2H＋＋CO
===H2O＋CO2
D．将SO2通入到BaCl2溶液中
SO2＋H2O＋Ba2＋===BaSO3＋2H＋
答案 B
解析 A项为SO2＋2OH－===SO
＋H2O；C项中应为2HCO
＋SO2===SO
＋2CO2＋H2O；D项中不反应。
4．下列关于二氧化硫的说法不正确的是（ ）
A．二氧化硫能漂白某些物质，说明它具有氧化性
B．二氧化硫的水溶液能使紫色石蕊溶液变红，说明它能和水反应生成H2SO3
C．将足量二氧化硫通入酸性高锰酸钾溶液中，溶液褪色，说明二氧化硫具有还原性
D．实验室可用氢氧化钠溶液处理含有二氧化硫的尾气
答案 A
5．下列四种有色溶液与SO2作用，均能褪色，其实质相同的是（ ）
①品红溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③滴有酚酞的NaOH溶液 ④淀粉 碘溶液
A．①③B．①③④
C．②③D．②④
答案 D
解析 SO2使酸性KMnO4溶液、淀粉 碘溶液褪色均体现其还原性。
SO2使品红溶液褪色是漂白性的结果。
SO2是酸性氧化物，与NaOH反应使溶液褪色。
6．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
无色沉淀
B
红色
无色
白色沉淀
白色沉淀
C
红色
无色
无色沉淀
白色沉淀
D
无色
无色
无色沉淀
无色沉淀
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。
7．如图，在注射器中加入少量Na2SO3晶体，并吸入少量浓硫酸（以不接触纸条为准）。
则下列有关说法正确的是（ ）
A．蓝色石蕊试纸先变红后褪色
B．品红试纸、沾有酸性KMnO4溶液的滤纸均褪色，证明SO2具有漂白性
C．湿润淀粉KI试纸未变蓝说明SO2的氧化性弱于I2
D．NaCl溶液可用于除去实验中多余的SO2
答案 C
解析 由于SO2溶于水生成H2SO3，只能使指示剂变色，而不能褪色，A项错误；SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，是发生氧化还原反应的结果，B项错误；除去多余的SO2应用NaOH溶液而非NaCl溶液，D项错误；湿润的淀粉KI试纸未变蓝，即无I2生成，故SO2的氧化性弱于I2的氧化性。
8．如图，利用培养皿探究SO2的性质。
实验时向Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸，立即用另一表面皿扣在上面。
下表中对实验现象的描述或所做的解释不正确的是（ ）
选项
实验现象
解释
A
BaCl2溶液变浑浊
SO2与BaCl2溶液反应产生了BaSO3沉淀
B
Na2S溶液变浑浊
SO2与Na2S溶液反应产生了S单质
C
酸性KMnO4溶液褪色
SO2具有还原性
D
品红溶液褪色
SO2具有漂白性
答案 A
解析 SO2与水反应生成H2SO3，H2SO3为弱酸，不能与BaCl2溶液反应。
9．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和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。
10．能与SO2气体发生反应，但无沉淀产生的是（ ）
①溴水 ②Ba（OH）2溶液 ③氢硫酸 ④Na2CO3 ⑤稀H2SO4 ⑥Na2SO3
A．只有①B．①③④
C．④⑤⑥D．①④⑥
答案 D
解析 有关反应为①SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr（无沉淀生成）；②SO2＋Ba（OH）2===BaSO3↓＋H2O（有沉淀生成）；③SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O（有沉淀生成）；④SO2＋Na2CO3===Na2SO3＋CO2（无沉淀生成）；⑤SO2与稀H2SO4不反应；⑥SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3（无沉淀生成），对照题意，符合条件的有①④⑥。
[能力提升题]
11．我国是世界三大酸雨重发区之一。
现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下：
测定时间/h
0
1
2
3
4
雨水的pH
4.73
4.63
4.56
4.55
4.55
分析数据，回答下列问题：
（1）用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应：
________________________________________________________________________。
（2）①雨水样品的pH变化的原因是______________________________________________
____________________________________________________________（用化学方程式表示）。
②如果将刚取样的上述雨水和用Cl2消毒的自来水混合，pH将________（填“变大”“变小”或“不变”），原因是
________________________________________________________________________
_______________________________________________________（用化学方程式表示）。
（3）下列措施中，可减少酸雨产生的途径是________。
①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源
A．①②③B．②③④⑤
C．①③⑤D．①③④⑤
（4）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_________________________________________________、
________________________________________________________________________。
（5）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）①2H2SO3＋O2===2H2SO4 ②变小
H2SO3＋Cl2＋H2O===H2SO4＋2HCl（或H2SO3＋HClO===H2SO4＋HCl或SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl）
（3）C
（4）SO2＋CaO
CaSO3 2CaSO3＋O2
2CaSO4
（5）Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3,2NaHSO3
Na2SO3＋SO2↑＋H2O
解析
（1）①酸雨放置时pH变小，其原因是雨水中的H2SO3被空气中的氧气氧化所致：
2H2SO3＋O2===2H2SO4。
②酸雨和含Cl2的自来水混合，应考虑H2SO3与Cl2（或HClO）的反应：
H2SO3＋Cl2＋H2O===H2SO4＋2HCl（或H2SO3＋HClO===H2SO4＋HCl或SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl）。
因此酸雨与自来水混合后溶液pH将变小。
（2）减少酸雨的形成需减少SO2的排放，将煤转化为清洁能源（如煤的气化和液化）；燃料脱硫、固硫；开发不含硫的新能源（如氢能、核能等），都是有效措施。
因此①③⑤正确。
（3）“固硫”时将煤燃烧时产生的SO2转化为无污染的CaSO4。
（4）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．
（1）下图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图，请回答下列问题。
①B中加入的试剂是__________，作用是____________________________________。
②C中加入的试剂是__________，作用是____________________________________。
③D中加入的试剂是__________，作用是____________________________________。
④实验时，C中应观察到的现象是__________________________________________。
（2）如图是一套检验气体性质的实验装置。
请回答下列问题。
A
B
C
D
X
氯气
二氧化硫
二氧化碳
氯化氢
Y
Na2SO3溶液
饱和NaHCO3溶液
Na2SO3溶液
饱和NaHSO3溶液
①向装置中缓缓通入少量气体X，若关闭活塞K，则品红溶液褪色。
据此判断气体X和洗气瓶内的溶液Y可能的组合是________。
②若打开活塞K品红溶液褪色，同时澄清石灰水变浑浊，则判断气体X和洗气瓶内液体Y可能的组合是____________。
答案
（1）①品红溶液 检验SO2 ②酸性KMnO4溶液 除去SO2并检验SO2是否除尽 ③澄清石灰水 检验CO2 ④酸性KMnO4溶液的颜色不褪尽（或不褪色，或不褪成无色）
（2）①D ②B
解析
（1）一定要理解题意是检验气体成分，检验二氧化硫用品红溶液，吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液，检验二氧化碳用澄清石灰水；在检验二氧化碳之前，必须除尽二氧化硫，因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊。
C装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽，所以酸性高锰酸钾溶液颜色变浅，但不能退成无色，若褪成无色不能证明二氧化硫已除尽。
（2）①当关闭K时，气体X必须经过洗气瓶，A中Cl2被Na2SO3溶液吸收发生反应：
Cl2＋Na2SO3＋H2O===Na2SO4＋2HCl，不能使品红溶液褪色；B中SO2溶于水生成H2SO3，再和NaHCO3反应生成CO2，但不能使品红溶液褪色；C中CO2经过Na2SO3溶液不反应，同时CO2也不能使品红溶液褪色；D中HCl与NaHSO3发生如下反应：
HCl＋NaHSO3===NaCl＋H2O＋SO2↑，产生的SO2通入品红溶液中，品红溶液褪色。
②当打开K时，气体X不通
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