2024-2025学年高中化学专题4硫氮和可持续发展第一单元第1课时二氧化硫的性质和作用学案苏教版必修1

PAGE13-专题4硫、氮和可持续发展通过前一阶段的学习，对化学已经有了肯定的学问储备。通过本专题的学习，可以对以前所学的内容进行巩固和提高，并进一步加深、活化对有关概念、理论的相识和应用。本专题涉及的内容较为广泛，这部分内容与人类的生存和发展有着亲密的联系。因此，本专题是本书乃至整个中学化学教材的重点，同时也是历年来高考的常考内容。本专题分为两个单元。第一单元是含硫化合物的性质和应用，从硫酸型酸雨的形成和防治入手，探讨二氧化硫的性质和作用，帮助学生了解硫酸型酸雨的形成、危害和防治原理，进一步培育学生的环保意识；在初中学习基础上，进一步学习硫酸的工业制备和特性，以及硫和含硫化合物的相互转化。其次单元是生产生活中的含氮化合物，从自然放电现象入手，探讨氮氧化物的产生与转化及其对环境的危害和防治；常见氮肥的性质及运用方法；硝酸的性质及其工业制备。专题重点：SO2的性质及危害；硫酸的工业制法、特性及应用；硫及其化合物的相互转化；氮氧化物的性质及相互转化；氨及铵盐的性质；硝酸的工业制法、性质和用途。专题难点：SO2的性质；硫及其化合物的相互转化；氮及其化合物的相互转化；硝酸的强氧化性。1．在学习本专题的过程中，要充分利用氧化还原反应的理论，学习硫及硫化物之间的转化关系，氮及其化合物的转化关系，并用离子反应理论学习稀硫酸的性质及硝酸的性质。2．重视课本设置的探究试验和课堂演示试验，通过对试验的操作、视察、分析、归纳、总结，得出结论。3．通过对比、联想、归纳等方法使所学学问系统化、规律化，提高学问综合应用的实力。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一、二氧化硫1．物理性质无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水。2．化学性质(1)具有酸性氧化物的通性。SO2＋H2OH2SO3(亚硫酸，酸性强于碳酸)与碱性氧化物反应：SO2＋CaO=CaSO3与碱反应：SO2＋2NaOH(过量)=Na2SO3＋H2OSO2＋NaOH(少量)=NaHSO3(2)漂白性。SO2与某些有色物质化合生成不稳定的无色物质，这种无色物质易分解而使有色物质复原原来的颜色。(3)还原性。SO2中硫元素为＋4_价，既有氧化性又有还原性，一般表现为还原性，可被多种氧化剂(如O2、Cl2、KMnO4等)氧化，使氯水、KMnO4溶液褪色；表现氧化性时可被H2S还原。如：SO2＋Cl2＋2H2O=2HCl＋H2SO42SO2＋O2eq\o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))2SO3(4)弱氧化性。2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O二、酸雨的形成、危害和防治1．SO2的来源①化石燃料如煤等的燃烧；②含硫金属矿物的冶炼；③硫酸厂的尾气。2．酸雨的形成过程反应①：2SO2＋O2eq\o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))2SO3；反应②：SO2＋H2OH2SO3；反应③：SO3＋H2O=H2SO4；反应④：2H2SO3＋O2=2H2SO4。3．酸雨的危害(1)酸雨进入江河湖泊，会导致鱼类难以生存，影响水生生物的繁殖。(2)落至土壤中，会导致土壤肥力下降，影响农作物和树木的成长。(3)腐蚀建筑物。4．酸雨的防治(1)消退污染源，探讨开发新能源(如氢能、太阳能、核能等)。(2)对含硫燃料进行脱硫处理，以降低SO2的排放。(3)对含SO2的废气进行处理或回收利用。探究点一二氧化硫和二氧化碳1．性质对比2.二氧化硫性质试验探究3.SO2与CO2的鉴别方法4.常用来鉴别和分别SO2与CO2的装置上述装置中各部分的作用：A．检验SO2的存在；B．除去SO2气体；C．检验SO2气体是否除去，并进一步汲取SO2；D．检验CO2气体并汲取。1．SO2与水的反应是可逆的，什么是可逆反应？提示：(1)可逆反应是指在相同条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应，通常用“”代替“=”。(2)在不同条件下发生的方向相反的反应不是可逆反应，如2H2＋O2eq\o(=,\s\up17(点燃))2H2O和2H2Oeq\o(=,\s\up17(通电))2H2↑＋O2↑不是可逆反应。2．将SO2通入BaCl2溶液中，能否生成BaSO3沉淀？提示：不能。盐酸酸性比H2SO3强，盐酸能溶解BaSO3。【例1】某化学爱好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，发觉澄清石灰水变浑浊，持续通入发觉浑浊又变澄清，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：________。为了验证猜想，该小组设计试验加以探究：【试验探究】该小组同学按如图所示装置，将气体从a端通入，则：(1)B中应当盛装下列________试剂(填编号)。A．NaCl溶液 B．酸性KMnO4溶液C．盐酸 D．澄清石灰水(2)A中品红溶液的作用是：________。(3)D中澄清石灰水的作用是：________。通过该试验，该小组同学视察到以下三个试验现象：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的成分为：________。【思路分析】检验CO2中是否有SO2，应利用SO2的漂白性和还原性；也可利用物理性质中SO2的刺激性气味。【解析】能使澄清石灰水先变浑浊，又变澄清的气体，只有CO2和SO2，所以提出的猜想是：①气体为CO2；②气体为SO2；③气体为CO2和SO2的混合气体。要验证气体的成分，必需先验证SO2是否存在，并除尽，再验证CO2气体的存在，因为SO2的存在对CO2的验证有干扰。【答案】该气体为CO2和SO2的混合气体(1)B(2)验证混合气体中是否含有SO2(3)验证混合气体中是否含有CO2(4)CO2和SO2的混合气体下列物质中：①澄清石灰水②氯化钡溶液③酸性KMnO4溶液④溴水⑤酸化的Ba(NO3)2溶液⑥品红溶液⑦潮湿的蓝色石蕊试纸⑧三氯化铁溶液⑨浓硫酸，不能用来区分SO2和CO2气体的是(A)A．①②⑦⑨ B．①③⑧C．①④⑤ D．③④⑤⑥解析：SO2和CO2气体都会使澄清石灰水变浑浊。SO2和CO2气体都不与氯化钡反应。SO2气体可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，而CO2不行以。SO2气体可以使溴水褪色，而CO2不行以。SO2气体可与酸化的Ba(NO3)2溶液反应生成硫酸钡白色沉淀，而CO2不行以。SO2可以使品红溶液褪色，而CO2不行以。SO2和CO2气体都会使潮湿的蓝色石蕊试纸变红。SO2气体可以将氯化铁溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋，溶液颜色由黄色变为浅绿色，而CO2不行以。SO2和CO2气体都不与浓硫酸反应。故选A。探究点二二氧化硫的漂白性1．SO2和Cl2的漂白性比较SO2的漂白原理是与有色物质结合生成不稳定的无色物质，Cl2能漂白的原理是和H2O反应生成的HClO具有强氧化性，二者原理不同。2．常见漂白剂的漂白原理(1)漂白原理分类①氧化型漂白剂本身是一种强氧化剂，利用其强氧化性氧化有色物质而使之失去原有的颜色，特点是不行逆。此类物质有：HClO、Ca(ClO)2、NaClO、Na2O2、H2O2等强氧化性物质。②加合型漂白剂与有色物质结合生成新的无色物质，使有色物质失去原有的颜色，当受热时漂白剂从有色物质中脱离，使之又复原原有的颜色，特点是可逆，如SO2使品红溶液褪色，加热又复原原有颜色(SO2不漂白酸碱指示剂)。③吸附型有些物质的固体疏松、多孔，具有较大的表面积，可以吸附一些有色物质而使之失去原来的颜色，如活性炭、胶体等。(2)漂白异同点比较1．新制氯水、二氧化硫都能使品红溶液褪色，如何推断品红溶液褪色是何种物质引起的？提示：将褪色的品红溶液加热，若溶液渐渐复原红色，则说明是由SO2漂白引起的，否则是新制氯水漂白引起的。2．SO2使溴水和酸性KMnO4溶液褪色是不是说明SO2具有漂白性？提示：不是，说明SO2具有还原性而不是漂白性。发生的反应SO2＋Br2＋2H2O=2HBr＋H2SO4,2KMnO4＋5SO2＋2H2O=K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4。【例2】下列说法正确的是()A．SO2具有漂白性，能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色B．漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其褪色原理都相同C．能使品红溶液褪色的物质不肯定是SO2D．SO2和Cl2都能漂白某些有色溶液，若将两种气体同时通入有色溶液中，漂白效果会更好【解析】A项，二氧化硫为酸性氧化物，能与氢氧化钠反应消耗氢氧根离子，所以能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，故A项错误；B项，活性炭使红墨水褪色体现了活性炭的吸附性，漂白粉和过氧化钠使红墨水褪色体现了其强氧化性，所以褪色原理不全相同，故B项错误；C项，能使品红溶液褪色的物质不肯定是SO2，可能为过氧化钠、次氯酸等，故C项正确；D项，在溶液中，二氧化硫与氯气反应生成氯化氢和硫酸，二者均失去漂白实力，故D项错误。【答案】C下列关于Cl2和SO2的说法中正确的是(C)A．等体积的Cl2和SO2分别通入紫色石蕊试液中，溶液的紫色均马上褪去B．等体积的Cl2和SO2同时通入紫色石蕊试液中，溶液的紫色保持不变C．加热可以推断品红溶液褪色是通入Cl2还是通入SO2引起的D．品红溶液中同时通入等体积的Cl2和SO2漂白效果会更好解析：氯气通入紫色石蕊试液后使溶液显酸性，次氯酸具有漂白性，所以溶液先变红后褪色；二氧化硫和水反应生成亚硫酸，使紫色石蕊试液变红，二氧化硫对石蕊不表现漂白性，A项错误。等体积的Cl2和SO2同时通入紫色石蕊试液中，发生反应：SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl，紫色石蕊试液变红，B项错误。二氧化硫和氯气分别通入品红溶液中，均会使品红褪色，加热时通入二氧化硫的溶液红色复原，通入Cl2的溶液红色不复原，C项正确。等体积的Cl2和SO2同时通入品红溶液中，结合B项分析知漂白实力降低，D项错误。1．下列关于二氧化硫的叙述中错误的是(D)A．二氧化硫能被催化氧化生成三氧化硫B．二氧化硫能使品红溶液褪色C．二氧化硫既具有氧化性又具有还原性D．二氧化硫与水反应生成硫酸解析：二氧化硫中硫元素是＋4价，处于中间价态，因此，二氧化硫既具有氧化性又具有还原性，在肯定条件下二氧化硫可以和氧气反应生成三氧化硫，A、C项正确；二氧化硫具有漂白性，能使某些有色物质褪色，如二氧化硫能使品红溶液褪色，B项正确；二氧化硫是酸性氧化物，和水反应生成亚硫酸，D项错误。2．下列试验中能证明一种气体为SO2的是(D)①使澄清石灰水变浑浊②使潮湿的蓝色石蕊试纸变红③使品红溶液褪色④通入足量的NaOH溶液中，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该沉淀溶于稀盐酸⑤通入溴水中使溴水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生A．都能证明 B．都不能证明C．③④⑤能证明 D．只有⑤能证明解析：①和④的试验CO2也能产生相应现象。②的试验只要是酸性气体都可以使潮湿的蓝色石蕊试纸变红。③Cl2也能使品红褪色。SO2被Br2氧化成H2SO4，后者与Ba(NO3)2在酸性条件下反应生成BaSO4沉淀，两项试验现象的结合可确定该气体为SO2。3．下列五种有色溶液与SO2作用均能褪色，其实质相同的是(C)①品红溶液②酸性KMnO4溶液③溴水④滴有酚酞的NaOH溶液⑤含I2的淀粉溶液A．①④ B．①②③C．②③⑤ D．③⑤解析：SO2使品红溶液褪色表现的是漂白性；SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水、含I2的淀粉溶液褪色表现的是还原性；SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，表现的是酸性氧化物的性质。4．下列关于SO2的叙述中不正确的是(C)A．可用向上排空气法收集B．可用于漂白纸浆、草帽等C．遇石蕊溶液先变红，后褪色D．不能与氯化钡溶液发生反应解析：SO2的密度比空气的密度大，所以可用向上排空气法收集，A项正确；SO2具有漂白性，可用于漂白纸浆、草帽等，B项正确；SO2溶于水后形成亚硫酸，溶液显酸性，遇石蕊溶液只变红不褪色，C项错误；SO2具有酸性氧化物的通性，因为亚硫酸的酸性比盐酸弱，所以SO2不能与氯化钡溶液发生反应，D项正确。5．向盛有BaCl2溶液的甲、乙两试管中分别通入SO2至饱和，若向甲试管中加入足量双氧水，乙试管中加入足量NaOH溶液，则下列叙述正确的是(A)A．甲、乙两试管中都有白色沉淀生成，但沉淀的成分不同B．甲、乙两试管中都没有白色沉淀生成C．甲试管中没有白色沉淀生成，而乙试管中有D．甲试管中有白色沉淀生成，而乙试管中没有解析：H2O2具有氧化性，SO2和H2SO3都具有还原性，向甲试管中加入足量H2O2后，SO2和H2SO3被氧化为H2SO4，H2SO4与BaCl2反应生成BaSO4沉淀；SO2是酸性氧化物，向乙试管中加入足量NaOH溶液后，SO2和H2SO3与NaOH反应生成Na2SO3，Na2SO3与BaCl2反应生成BaSO3沉淀。综上分析，A项正确。6．某化学小组为了证明SO2和Cl2的漂白性，设计了如图所示的试验装置。回答下列问题：(1)制备Cl2依据的原理：MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up17(△))MnCl2＋2H2O＋Cl2↑，应选用图中A、E装置中的E(填字母)制Cl2，反应中浓盐酸所表现出的性质是酸性、还原性。(2)反应起