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-1-第2课时硫酸酸雨及其防治第2节硫的转化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,能从宏观和微观相结合的视角认识它们之间的转化。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,逐步提升科学探究与创新意识。3.能从物质类别和元素价态两个视角研究物质性质并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。课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试1.硫元素常见化合价为-2价、0价、+4价、+6价,单质硫既有氧化性又有还原性。如反应S+O2SO2中,S表现还原性,S+FeFeS中,S表现氧化性,3S+6NaOHNa2SO3+2Na2S+3H2O,S既表现氧化性又表现还原性。2.SO2被氧化可得SO32SO2+O22SO3,SO3与水反应可得硫酸SO3+H2OH2SO4,硫酸具有酸的通性。课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试一、实验室里研究不同价态硫元素间的转化课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试二、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%,密度比水的大。浓硫酸溶于水时放出大量的热。2.浓硫酸的特性浓硫酸有三大特性:吸水性、脱水性和强氧化性。(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H2O分子或结晶水吸收。例如用浓硫酸作干燥剂,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。课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试(3)浓硫酸的强氧化性:与不活泼金属或非金属反应。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:硫黄或黄铁矿(FeS2)、空气、98.3%的浓硫酸。Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。(2)主要化学反应:S+O2SO2或4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2、2SO2+O22SO3、SO3+H2OH2SO4。课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试三、酸雨及防治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硫酸型酸雨。主要反应如下: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。2SO2+O22SO3SO3+H2OH2SO4SO2+H2OH2SO32H2SO3+O22H2SO4课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试【微思考1】浓硫酸能使蓝色胆矾变为白色,该过程体现了浓硫酸的脱水性还是吸水性?提示:体现了吸水性,浓硫酸的吸水性是指浓硫酸吸收现成的水分子(如气体、液体中的水分子,吸收固体中的结晶水等);而脱水性是指浓硫酸可将有机物中的氢原子和氧原子按2∶1的比例脱出来,H和O原来不是以水分子的形式存在。【微思考2】pH小于7的降水是酸雨吗?提示:不一定。正常雨水由于溶解了CO2,pH为5.6,把pH小于5.6的降水称酸雨,收集到的酸雨样品,放置一段时间后,酸性会增强,是因为有一部分H2SO3转变为H2SO4。课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试1.下列关于浓硫酸的叙述正确的是()A.浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体C.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氨气、氢气等气体D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化答案:D解析:浓硫酸使蔗糖炭化,体现的是脱水性而不是吸水性,脱水性和吸水性的本质区别是看氢和氧两元素在原物质中是否是以H2O的形式存在。浓硫酸与铜的反应需在加热的条件下进行。浓硫酸作为干燥剂,不能干燥碱性和强还原性气体,氨气不能用浓硫酸干燥而氢气可以。浓硫酸使铁铝钝化必须强调在常温下。课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)用稀硫酸清洗锅炉中的水垢。()(2)用BaCl2溶液鉴别SO42-和SO32-。()(3)浓硫酸具有强氧化性,所以浓硫酸可用于干燥H2和CO。()(4)浓硫酸使蓝矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末,体现了浓硫酸的强氧化性。()(5)50mL18.4mol·L-1浓硫酸与足量铜反应,生成SO2分子的数目为0.46NA。()(6)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明溶液中一定有SO42-。()答案:(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测浓硫酸的强氧化性和的检验问题探究浓硫酸与足量铜在加热条件下反应时,被还原的硫酸与硫酸的总物质的量有什么关系?提示:浓硫酸与铜反应时,由化学方程式2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O可得,被还原的硫酸占反应的硫酸的二分之一,但铜足量时,随着反应的进行,硫酸浓度变小,稀硫酸不能再与铜反应,所以,被还原的硫酸比硫酸的总物质的量的一半要少。SO42-课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测知识归纳1.浓硫酸的强氧化性(1)Fe、Al的钝化常温下,Fe、Al遇到浓硫酸会反应生成一层致密的氧化膜而出现“钝化”现象。(2)与氢之前的活泼金属反应Zn+2H2SO4(浓)===ZnSO4+SO2↑+2H2O。规律:①浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性;②浓硫酸变稀之后发生反应Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑。课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测(3)与氢之后的不活泼金属(除Au、Pt外)反应规律:①反应需加热,否则不反应;②氧化产物是硫酸盐,金属显高价,还原产物为SO2;③浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性;④随反应进行,硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应就会停止。(4)与非金属反应规律:①反应需要加热,否则不反应;②氧化产物是含氧酸或非金属氧化物;还原产物为SO2;③浓硫酸只表现氧化性;④随反应进行,硫酸浓度变小,为稀硫酸后反应就停止;⑤不能氧化H2、N2、O2、Si、Cl2、F2、Br2等。Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测2.的检验(1)正确操作(2)杂质离子的干扰①Ag+干扰:盐酸酸化能防止Ag+干扰,因为Ag++Cl-AgCl↓。因为BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2也是白色沉淀,与BaSO4白色沉淀所不同的是这些沉淀能溶于强酸中(如BaCO3+2H+===H2O+CO2↑+Ba2+)。因此检验时,必须用酸酸化(一般用盐酸而不能用HNO3酸化)。(3)钡盐的选择SO42-②CO32-、SO32-、PO43-干扰:所用钡盐不能是Ba(NO3)2溶液,因为在酸性条件下,SO32-、HSO3-、SO2等会被溶液中的NO3-氧化为SO42-,从而得出错误的结论,所以一般选用BaCl2溶液。SO42-课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测典例剖析例1某化学兴趣小组为探究浓硫酸的氧化性,用下图所示装置进行有关实验。(1)装置A中发生反应的化学方程式为,反应中体现了浓硫酸性质。(2)装置D中试管口放置的棉花应用一种液体浸泡一下,这种液体是,其作用是。课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显的现象时,关闭弹簧夹K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,此时B中现象是。B中应放置的液体是(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18mol·L-1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应完毕,发现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硫酸剩余。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烧瓶中有余酸的是(填字母)。a.铁粉b.BaCl2溶液c.银粉d.Na2CO3溶液课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测答案:(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O强氧化性、酸性(2)强碱溶液(合理即可)吸收多余的SO2,防止污染空气(3)试剂瓶中液面下降,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,而铜不与稀硫酸反应②ad解析:铜与浓硫酸反应会产生SO2,产生的SO2用向上排空气法收集,并用品红溶液验满。为防止多余的SO2污染空气,可用碱溶液浸湿的棉花吸收逸出的SO2。装置B的作用是贮存多余的SO2而不是吸收多余的SO2,因此所选试剂不能与SO2发生反应,且应使SO2在其中的溶解度较小,故最佳试剂为饱和NaHSO3溶液。反应结束后,浓硫酸变为稀硫酸,故检验余酸时所选试剂应该是能与硫酸中的H+反应产生明显现象的一组(因CuSO4中含有,故不能用检验的方法来确定H2SO4的存在)。SO42-SO42-课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测A.检验试液中的SO42-:试液无沉淀白色沉淀B.检验试液中的SO42-:试液无沉淀白色沉淀C.检验试液中的I-:试液深黄色溶液深黄色溶液D.检验试液中的CO32-:试液白色沉淀沉淀溶解对点训练1-1用下面的方案进行某些离子的检验,其中方案设计最合理的是()课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测答案:B解析:A选项中先加入稀硝酸,如果溶液中没有SO42-而存在SO32-,硝酸可能将SO32-氧化成SO42-,最终也会出现白色沉淀,错误;B选项中先加入足量稀盐酸,可以排除SO32-、Ag+等离子的干扰,然后加入BaCl2溶液产生白色沉淀,说明原溶液中存在SO42-,正确;如果溶液中存在I-,I-具有还原性,被过氧化氢氧化为碘单质,淀粉溶液遇碘单质显蓝色,C项错误;D选项中如果存在SO32-,也会出现相同的实验现象,故D错误。课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测对点训练1-2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.向滤纸上滴加浓硫酸,滤纸变黑(脱水性)D.在冷浓硫酸中放入铁片没明显现象(强氧化性)答案:B课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测解析:浓硫酸具有吸水性,且与二氧化碳、二氧化硫都不反应,可以用浓硫酸干燥两种气体,A项正确;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,是因为浓硫酸具有脱水性使蔗糖炭化,浓硫酸具有强的氧化性,和单质碳反应生成二氧化碳和二氧化硫,B项错误;浓硫酸具有脱水性,能够使滤纸脱水炭化,所以向滤纸上滴加浓硫酸,滤纸变黑,C项正确;浓硫酸具有强的氧化性,常温下能使铁钝化生成致密的氧化膜,所以在冷浓硫酸中放入铁片没明显现象,D项正确。课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测不同价态硫元素间的转化问题探究向培养皿中Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸,立即用另一培养皿扣在上面。各有什么现象发生,为什么?提示:实验现象原因Na2S溶液变浑浊SO2与Na2S溶液反应产生了S单质KMnO4溶液褪色SO2具有还原性品红溶液褪色SO2具有漂白性课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测知识归纳1.不同价态硫元素间的转化课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测2.硫及其化合物之间的转化规律(1)邻位价态原则当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态,即台阶式升降,如(2)含同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生