2019-2020学年高中化学 专题4 硫、氮和可持续发展 第1单元 第1课时 二氧化硫的性质和作用

专题四硫、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用1．了解SO2的物理性质。2．掌握SO2的化学性质和用途(重点)。3．了解硫酸型酸雨的形成和危害。4．了解SO2的回收及处理方法。01课前自主梳理02课堂合作探究03演练效果检测课时作业知识点一二氧化硫的性质1．物理性质色态味密度溶解性熔沸点______________________________________________________无气刺激性比空气大易溶于水1∶40低，易液化2．实验探究实验操作演示装置实验现象实验结论用充有80mLSO2的针筒吸入10mL蒸馏水，用橡胶塞堵住针筒的前端，振荡，观察针筒内气体体积的变化，然后用pH试纸测定二氧化硫水溶液的pH针筒活塞向上移动，气体体积逐渐减小，溶液pH＜7SO2易溶于水；与水反应使溶液呈酸性向试管中加入5mL的SO2的水溶液，滴加品红溶液，振荡，然后加热试管，观察加热前后溶液颜色的变化振荡，红色褪去；加热时，无色溶液又恢复红色SO2具有漂白性；漂白后的溶液具有不稳定性向试管中加入5mLSO2的水溶液，滴加BaCl2溶液，再滴加0.5mL3%的H2O2溶液，振荡，放置片刻后滴加盐酸，观察现象滴入BaCl2溶液无现象；再滴入H2O2溶液，出现白色沉淀；加入盐酸后沉淀不溶解SO2具有还原性，与H2O2反应，产生SO2－43．化学性质(1)酸性氧化物SO2――→水SO2＋H2OH2SO3――→Na2ONa2O＋SO2===Na2SO3――→NaOH2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O――→Ca（OH）2Ca（OH）2＋SO2===CaSO3↓＋H2O――→Na2CO3Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2(2)还原性SO2――→O22SO2＋O2催化剂△2SO3――→H2O2SO2＋H2O2===H2SO4(3)氧化性：SO2――→H2S2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O(4)漂白性原理：与某些有色物质发生化合反应，生成____________________特点：不稳定，______________会恢复原有的颜色不稳定的无色物质久置或加热[自我诊断]1．关于SO2的叙述正确的是()A．它可使石蕊试液褪色B．它与水作用生成H2SO4C．它能与BaCl2溶液反应生成BaSO3沉淀D．SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色答案：D知识点二亚硫酸的性质酸雨一、亚硫酸的性质1．弱酸性：电离方程式为H2SO3HSO－3＋H＋2．不稳定性：H2SO3=====△H2O＋SO2↑3．还原性H2SO3――→Cl2H2SO3＋Cl2＋H2O===H2SO4＋2HCl――→O22H2SO3＋O2===2H2SO4――→H2O2H2SO3＋H2O2===H2O＋H2SO44．氧化性：与H2S反应：H2SO3＋2H2S===3S↓＋3H2O二、酸雨的形成、危害及防治1．SO2的来源(1)化石燃料如___________等的燃烧；(2)___________的冶炼；(3)硫酸厂的____________。2．酸雨的形成过程相关反应的化学方程式为①2SO2＋O2催化剂光照2SO3；②SO2＋H2OH2SO3；③SO3＋H2O===H2SO4；④2H2SO3＋O2===2H2SO4。煤、石油含硫矿石工业废气等3．酸雨的危害(1)酸化湖泊，危害水生生物的生长和繁殖。(2)酸化土壤，降低土壤的肥力，影响农作物的生长。(3)腐蚀桥梁、雕塑等建筑物，致使千年古迹被破坏。[自我诊断]2．酸雨主要是燃烧含硫燃料时释放SO2造成的，每隔一段时间测定一次酸雨的pH，随时间的推移测得的pH将()A．逐渐变大B．逐渐变小至某一定值C．不变D．无法判断是否变化解析：SO2形成的酸雨的主要成分是H2SO3，H2SO3是中强酸，但在空气中逐渐被氧化成H2SO4，使雨水酸性增强。答案：B要点一SO2的性质[典例1]某一混合气体可能由SO2、CO2混合而成，现设计如下装置检验二者的存在，写出下列标号所示的仪器中应加入的试剂名称及其作用。A中加入的试剂是________，作用是_____________________________________。B中加入的试剂是________，作用是_____________________________________。B中还可以加入的试剂是________。C中加入的试剂是________，作用是_____________________________________。D中加入的试剂是________，作用是_____________________________________。[解析]检验SO2、CO2混合气体，要注意先后顺序，CO2有的性质，SO2也一样有，而SO2有的性质，CO2不一定有，所以在鉴别这两种气体时要先利用SO2能漂白的特性鉴别出SO2，并利用SO2的还原性除掉SO2，再检验CO2气体。[答案]品红溶液证明混合气体中是否有SO2足量的酸性KMnO4溶液除掉SO2气体足量的溴水品红溶液检验SO2是否除干净足量澄清石灰水证明混合气体中是否有CO21．SO2和CO2的区别二氧化硫二氧化碳相同点都是无色气体，密度都比空气的大，都是酸性氧化物，都能使澄清石灰水变浑浊味道有刺激性气味的有毒气体无味无毒溶解性易溶于水微溶于水沸点沸点高，易液化沸点低还原性有还原性无还原性不同点通入品红能使品红褪色不能使品红褪色2．二氧化硫的化学性质溶液实验现象SO2性质化学方程式石蕊试液溶液由紫色变为红色酸性氧化物SO2＋H2OH2SO3澄清石灰水溶液变浑浊，SO2过量后，溶液又变澄清酸性氧化物Ca(OH)2＋SO2===CaSO3↓＋H2OCaSO3＋SO2＋H2O===Ca(HSO3)2溴水橙色褪去还原性Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr品红溶液红色褪去漂白性3．SO2和Cl2的漂白性拓展SO2和Cl2虽都有漂白性，但漂白原理和现象各有不同，Cl2的漂白原理是由于Cl2溶于水生成HClO具有强氧化性，将有色物质氧化成无色物质，褪色后不能恢复到原来颜色。而SO2是由于它溶于水生成的H2SO3与有色物质直接化合，形成不稳定的无色化合物，褪色后在一定的条件下又能恢复原来的颜色。1．CO2气体中含少量的SO2，欲用如图所示装置得到干燥纯净的CO2，则下列叙述正确的是()A．先让混合气体通过盛有NaOH溶液的洗气瓶(1)，再通过盛有浓H2SO4的洗气瓶(2)B．先让混合气体通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶(1)，再通过盛有浓H2SO4的洗气瓶(2)C．先让混合气体通过盛有浓H2SO4的洗气瓶(2)，再通过盛有NaOH溶液的洗气瓶(1)D．先让混合气体通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶(2)，再通过盛有浓H2SO4的洗气瓶(1)解析：从此装置的导管长短来看，气体流向应为从右向左，故排除A、B项。再遵循先除杂后干燥的原则，亚硫酸的酸性大于碳酸，应用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化硫，同时二氧化硫与碳酸氢钠反应又生成了二氧化碳，干燥气体选用浓硫酸，故D正确。答案：D要点二常见漂白剂的漂白原理[典例2]下列各组物质都能使品红溶液褪色，且褪色原理相同的是()A．SO2、CO2B．HClO、Na2O2C．SO2、活性炭D．Na2O2、活性炭[解析]A项中SO2具有漂白性，而CO2无漂白性，不合题意；B项，HClO、Na2O2都是氧化型漂白剂，符合题意；C项，SO2、活性炭分别属于加合型、吸附型漂白剂，不合题意；D项，Na2O2、活性炭分属氧化型、吸附型漂白剂，不合题意。[答案]B漂白类型加合型氧化型吸附型漂白原理与有色物质加合利用物质的强氧化性吸附色素漂白特征不稳定稳定稳定过程及效果可逆、不彻底不可逆、彻底常见漂白剂SO2HClO、H2O2、Ca(ClO)2、O3、Na2O2活性炭、胶体、硅藻土等2．将等物质的量的SO2气体和Cl2同时作用于湿润的红色布条，则布条的颜色()A．变白色B．变无色C．先褪色后又复原D．不变色答案：DSO2－3的检验及SO2的制备亚硫酸属于弱酸，因此检验SO2－3通常向溶液中加入盐酸，将产生的气体通入品红溶液中，若红色褪去证明含有SO2－3；或者加入BaCl2溶液生成白色沉淀，再加入盐酸，沉淀溶解并产生刺激性气味的气体。发生反应的离子方程式为SO2－3＋2H＋===SO2↑＋H2O；SO2－3＋Ba2＋===BaSO3↓；BaSO3＋2H＋===Ba2＋＋SO2↑＋H2O。实验室制备SO2通常用亚硫酸盐与浓硫酸反应。[典例]某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按如图所示装置进行实验。请回答下列问题：(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是________，其中发生反应的化学方程式为____________________________________________________________________；(2)实验过程中，装置B、C中发生的现象分别是________、________，这些现象分别说明SO2具有的性质是__________和________；装置B中发生反应的离子方程式为__________________________；(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性，请写出实验操作及现象。________________________________________________________________________；(4)尾气可采用________溶液吸收。[解析](1)A为生成SO2的装置，实验室里制取二氧化硫可用亚硫酸钠固体与浓硫酸反应，二者反应的化学方程式是Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。(2)二氧化硫具有还原性，能够被酸性高锰酸钾溶液氧化，同时高锰酸钾溶液被还原，生成了无色的硫酸锰，所以紫红色的酸性高锰酸钾溶液会褪色，反应的离子方程式：5SO2＋2MnO－4＋2H2O===2Mn2＋＋5SO2－4＋4H＋。二氧化硫又具有氧化性，当二氧化硫气体通入硫化钠溶液中时，二氧化硫与硫离子发生氧化还原反应生成了单质硫，所以会产生黄色浑浊。(3)二氧化硫与品红溶液反应后生成了一种无色的不稳定的化合物，当受热后发生分解，溶液又会变为红色。因此，当溶液褪色后，关闭分液漏斗的活塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复红色，证明了该反应的可逆性。(4)二氧化硫有毒，泄漏到空气中会污染环境，通常用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫气体。[答案](1)蒸馏烧瓶Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O(2)溶液由紫红色变为无色无色溶液中出现黄色浑浊还原性氧化性5SO2＋2MnO－4＋2H2O===2Mn2＋＋5SO2－4＋4H＋(3)品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的活塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复红色(4)NaOH[随堂训练]1．下列物质的水溶液能吸收SO2气体，同时既无沉淀又无气体产生的是()A．氢硫酸B．NaHCO3溶液C．Na2SO3溶液D．Ba(OH)2溶液答案：C2．导致下列现象的主要原因与排放SO2有关的是()A．酸雨B．光化学烟雾C．臭氧层空洞D．温室效应解析：SO2可导致酸雨。答案：A3．在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO2、O2、N2、CO2等，为了除去有害气体SO2并变废为宝，常常用粉末状的CaCO3或Ca(OH)2的悬浊液洗涤废气，反应产物为石膏。(1)写出上述两个反应的化学方程式：①SO2与CaCO3悬浊液反应：___________________________________________；②SO2与Ca(OH)2悬浊液反应：__________________________________________。(2)试说明用熟石灰的悬浊液而不用澄清的石灰水的理由：____________________________________________________________________；(