2020高中化学自然界中的元素第3节硫的转化第2课时硫酸酸雨及其防治教案鲁科版必修1

第2课时硫酸酸雨及其防治［学习目标］1.能预测H2s04的性质，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。2.设计检验S04-的实验方案。3.能有意识地运用所学的知识或寻求相关证据讨论酸雨防治、食品安全等问题。自主学习1.硫酸(1)稀硫酸一一具有酸的通性①电离方程式为HSO===2比+SO2-。2 4 4②硫酸具有酸的通性，可与母酸碱指示剂作用，也可与002活泼金属、届碱、004碱性氧化物及某些盐反应。(2)硫酸的物理性质纯硫酸是无色、黏稠、西难挥发的油状液体，稀释时但放出大量热。(3)浓硫酸的特性①强氧化性仝届 Cu+2H2so4(浓)|071CuS()4+S()2T+2H2O常温下■钝化瓯+2H2so―浓)A2S02T+C02f+2%0②吸水性浓硫酸能够吸水，故常用作酉干燥剂。③脱水性浓硫酸能把有机物中的氧、氢元素按水的组成比脱去。2.酸雨及其防治概念pH<5.6的降水概念pH<5.6的降水成因主要是大气中的圆和NO2溶于雨水形成的成因L硫酸型:S02—►H2s。3—>H2so4化学方程式:圜2so2+O2S^2SO3,SO3+H2()=H2s。4,SO2+H20nH2s(%,2H2so3+C)2=2H2s。4「硝酸型:NO2—>HNO3厂①直接破坏农作物、森林、草原，使土壤、湖泊圜酸化匚②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀厂①从实际出发，对酸性物质的排放加以控制-②改变回能源结构，开发清洁能源课堂探究一、浓H2sO4的特性［交流研讨］将浓H2s04滴到紫色石蕊试纸上会发现试纸先变红后变黑，同时有刺激性气味产生，你能解释上述实验现象吗？提示：试纸变红体现了硫酸的酸性；变黑说明浓HS0有脱水性，使试纸炭化，而闻到刺24激性气味说明有S02生成，即浓H2s04中的+6价硫变为含+4价硫的S02,说明浓H2s04具有强的氧化性。 2 2 2［点拨提升］浓H2s04的强氧化性.与金属的反应(1)Fe、Al的钝化常温下，当Fe、Al遇到浓硫酸时，会与浓硫酸发生反应，表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。(2)与氢之前的活泼金属反应：△Zn+2H2s04(浓)====Zns04+s02T+2H20规律：①浓硫酸既表现氧化性，又表现酸性；②浓硫酸一旦变稀，就发生：Zn+H2s0:==Znsq+H2T。⑶与氢之后的不活泼金属(除Au、Pt外)反应:△Cu+2H2s04(浓)====€uSO4+SO2T+2H2O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S02；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。.与非金属反应△C+2H2s04(浓)====C02T+2S02T+2H20规律：①反应要加热，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S02；③浓硫酸只表现氧化性；④随反应进行，硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就停止；⑤不能氧化H2、N2、02、Si、Cl2、F2、Br2等。.与还原性化合物的反应(1)常见的还原性物质FeS04、Na2S、"S、HBr、HI等均能被浓H2S04氧化。(2)不能氧化C0、S02、N0等。知识拓展浓H2s04性质小结(1)常温下，Fe、Al遇浓H2s04“钝化”。“钝化”不是不反应，而是生成的致密氧化膜阻止金属与浓硫酸继续反应。因此“钝化”体现的是浓H2s04的强氧化性。(2)CuS04・5H20晶体上滴加浓H2s04会变白。(3)浓硫酸与铜反应制取硫酸铜：强氧化性、酸性。(4)表面湿的蔗糖晶体上加浓H2s04,体积膨胀变黑：吸水性、脱水性、强氧化性。(5)浓盐酸中滴加浓H2s04放出HCl：吸水性、难挥发性。(6)Na2s03固体上滴加70%H2s04放出S02：难挥发性、强酸性。(7)浓H2s04与C、HI、H2S反应放出S02：强氧化性。［练习与活动］.下列有关说法中正确的是()A.浓硫酸具有吸水性，因而可使蔗糖炭化B.浓硫酸用作干燥剂是因为浓硫酸具有脱水性C.浓硫酸的氧化性强于稀硫酸的氧化性D.浓硫酸是一种无色、黏稠、易挥发性酸答案C解析A项，浓硫酸具有脱水性，可将蔗糖中的氢、氧元素按水的组成脱去，使之炭化;B项，浓硫酸用作干燥剂是因为它具有吸水性；C项，浓硫酸的氧化性体现在+6价的硫元素上，其还原产物为SO2,浓硫酸能与大部分金属反应，并能与其他一些具有还原性的物质反应，而稀硫酸的氧化性体现在H+上，其还原产物为H2,稀硫酸只与还原性强的金属发生氧化还原反应；D项，浓硫酸沸点高，属于难挥发性酸。.某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应情况，用如下图所示装置进行有关实验。回答下列问题：⑴装置A中发生反应的化学方程式为⑵装置D中试管口放置的棉花中应浸有一种液体，这种液体是，其作用是(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当装置D中有明显的现象后，关闭K并移去酒精灯，但由于余热的作用，装置A中仍有气体产生，此时装置B中现象是,B中应盛放的液体是(填字母)。A.水 B.酸性KMnO溶液4C.浓澳水 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-i的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完全，发现圆底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H2s04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圆底烧瓶中存在余酸的是 (填字母)。A.铁粉 B.BaCl2溶液C.银粉 D.NaHCO3溶液△答案(1)Cu+2H2sO4(浓)====CuSO4+SO2T+2H2O(2)氢氧化钠溶液(其他合理答案均可)吸收多余的SO2,防止污染空气(3)试剂瓶中液面下降，而长颈漏斗中液面上升D(4)①反应过程中HSO被消耗，浓硫酸逐渐变稀，而铜不和稀硫酸反应②AD24解析(1)装置A为铜与浓硫酸的反应装置，二者反应生成CuSO4、SO2和H2O。(2)因SO2为大气污染物，需要进行尾气处理，常用氢氧化钠溶液吸收SO2。(3)根据题目中“装置B的作用是贮存多余的气体”可知，装置B中的试剂不能吸收SO2,而水、酸性KMnO4溶液和浓澳水都与SO2反应。(4)铜可与浓硫酸反应，但不与稀硫酸反应。随着反应的进行，H2sO4的浓度逐渐减小，浓硫酸变为稀硫酸时，反应停止，因此铜会剩余。因铜与浓硫酸反应的生成物中存在CuSO4,要证明反应后的圆底烧瓶中有余酸存在，只需证明有H+存在。所以，选择的是能与H+反应的铁粉和NaHCO3溶液。规律方法(1)浓硫酸与铜反应的条件是加热，随着反应的进行，浓硫酸浓度降低变为稀硫酸时不再具有强氧化性，反应将停止。(2)浓硫酸与活泼金属铁反应，室温下铁发生钝化，加热时开始产生二氧化硫，随着反应的进行，浓硫酸浓度降低变为稀硫酸时，反应产生氢气。二、酸雨及其防治［交流研讨］某同学对本地的一次酸雨进行探究，取刚收集的酸雨每隔半小时测一次pH。结果发现前四次酸性逐渐增强，四次以后测其pH几乎不发生变化，你能说明这是为什么吗？提示：该酸雨是SO2溶于水形成的，由于H2s03在空气中能被缓慢氧化成强酸H2sO4,使酸性增强，当水中的H2sO3完全转化为H2sO4时，酸性就不变了。［点拨提升］1.饱和H2cO3溶液的pH=5.6,因此酸雨(pH<5.6)不是CO/溶于水形成的。2.消除sO2对环境污染的“三方法”方法一：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，反应原理为CaO+sO2====€asO32CasO3+O2===2CasQ,△总反应方程式为2CaO+2sO2+O2=====2CasO4。方法二：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,其反应的化学方程式为NH3+sO2+H2O===NHHsO32NH3+sO2+H2O===(NH)2s03。方法三：钠、碱脱硫法 ’钠、碱脱硫法是用NaOH/Na2c03吸收烟气中的s02,得至1」Na2so3和NaHsO3,发生反应的化学方程式为2NaOH+sO2===Nas03+H20,Na2C03+sO2===Nas03+C02,Na2sO3+s02+H20===2NaHsC)o［练习与活动］.下列有关酸雨的说法正确的是()A.凡是呈酸性的雨水都称为酸雨B.酸雨的形成只与s02的排放有关C.煤的脱硫可以在一定程度上防止酸雨的形成D.为了不形成酸雨，应停止使用一切化石燃料答案C解析A项，正常雨水中由于溶解了二氧化碳，也呈酸性，pH<5.6的降水称为酸雨；B项，酸雨分为硝酸型酸雨和硫酸型酸雨，硝酸型酸雨的形成与氮氧化物的排放有关；C项，利用石灰石等物质，使燃煤中的含硫物质最终转化为硫酸钙，达到脱硫的目的，减少SO2的排放，在一定程度上可防止酸雨的形成；D项，化石燃料是现代社会的主要能源，不可能一点都不使用，应推广使用脱硫技术，大力开发清洁环保的新能源，减少酸雨的形成。.形成酸雨的原理之一可简示如下：