高中化学必修1学案332不同价态硫元素间的转化酸雨及其防治

第2课时不同价态硫元素间的转化酸雨及其防治[目标导航]1.认识硫酸的强氧化性。2.通过实验研究不同价态硫元素的相互转化，掌握运用氧化还原反应寻找合适的氧化剂和还原剂。3.了解酸雨的形成及危害，加强环保意识。一、硫酸1．稀硫酸——具有酸的通性(1)电离方程式为H2SO4=2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)。(2)硫酸具有酸的通性，可与酸碱指示剂作用，也可与活泼金属、碱、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、难挥发的油状液体，稀释时放出大量热。3．浓硫酸的特性(1)强氧化性(2)吸水性浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体的结晶水，故常用做干燥剂。(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，留下黑色的炭。如向蔗糖中加入浓硫酸时，蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状固体，并放出有刺激性气味的气体。二、酸雨及其防治【练一练】1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)向待测液中加入Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀生成，再加入稀盐酸，白色沉淀不溶解，证明原溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)()(2)一般把pH<5.6的雨水称为酸雨，酸雨中一般含有硝酸、硫酸等强酸()(3)在常温下，浓硫酸和浓硝酸与Fe和Al发生“钝化”，说明常温下浓H2SO4和浓HNO3与Fe和Al都不反应()(4)浓硫酸具有强氧化性，稀硫酸不具有氧化性()(5)常温下将铜片放入浓硫酸中，无明显变化，说明铜在浓硫酸中发生“钝化”()(6)将浓H2SO4滴到湿的蔗糖表面，固体变黑膨胀，说明浓H2SO4有脱水性、吸水性和强氧化性()(7)浓H2SO4具有强氧化性，SO2具有还原性，所以不能干燥SO2()(8)浓H2SO4具有吸水性，所以浓H2SO4可以干燥H2、CO、NH3、H2S、HI、HBr等气体()答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)√(7)×(8)×2．回答下列问题。如图是德国的一座大理石雕像在六十年间的变化，结合所学知识回答下列问题：(1)造成上述现象的原因是什么？(2)写出上述变化中的化学(或离子)方程式。(3)为防治酸雨，降低煤燃烧时向大气排放的SO2，工业上将生石灰和含硫煤混合后使用。请写出燃烧时，有关“固硫”(不使硫化合物进入大气)反应的化学方程式：__________________________________________________________________________。答案(1)酸雨对雕像的腐蚀。(2)SO2＋H2OH2SO3,2H2SO3＋O2=2H2SO4，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO,2H＋＋CaCO3=Ca2＋＋H2O＋CO2。(3)CaO＋SO2=CaSO3,2CaSO3＋O2=2CaSO43．利用如图所示装置收集以下8种气体(图中烧瓶的位置不得变化)。①H2②Cl2③CH4④HCl⑤NH3⑥NO⑦H2S⑧SO2(1)若烧瓶是干燥的，则由B口进气收集的气体有________(写序号)。(2)若烧瓶充满水，可收集的气体有________，这时气体由________进入。(3)若烧瓶是干燥的，则由A口进气，可收集的气体有________________。(4)若在烧瓶内装入浓硫酸使气体干燥，则可用此装置来干燥的气体有________，这时气体由________口进入。答案(1)②④⑦⑧(2)①③⑥A(3)①③⑤(4)①②③④⑥⑧B解析由B口进入适宜于收集比空气密度大的气体，由A口进入适宜于收集比空气密度小的气体。一、浓硫酸的强氧化性1．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＋2H2SO4(浓)=ZnSO4＋SO2↑＋2H2O规律：①浓硫酸既表现氧化性，又表现酸性；②浓硫酸一旦变稀，就发生：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑。(3)与氢之后的不活泼金属(除Au、Pt外)反应：Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋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。2．与非金属反应C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O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SO2；(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、O2、Si、Cl2、F2、Br2等。3．与还原性化合物的反应常见的还原性物质FeSO4、Na2S、H2S、HBr、HI等均能被浓H2SO4氧化。特别提醒浓H2SO4强氧化性的理解(1)浓H2SO4与稀H2SO4氧化性的区别：浓H2SO4具有强氧化性，原因是H2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4→eq\o(S,\s\up6(＋4))O2；稀H2SO4具有弱氧化性，原因是2eq\o(H,\s\up6(＋1))→H2。(2)常温下，Fe、Al遇浓H2SO4“钝化”。①“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。②加热条件下，Fe、Al与浓硫酸反应而不会“钝化”。【例1】某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用如图所示装置进行有关实验。实验中某同学将ag铜片和12mL18mol·L－1的浓硫酸放入圆底烧瓶中加热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有一定量的H2SO4和Cu剩余。请回答：(1)请写出Cu与浓硫酸反应的化学方程式：__________________________________________________________________________________________________________。(2)装置E中试管D内盛品红溶液，当C中气体收集满后，D中有可能观察到的现象是________________________________________________________________________。实验装置E中D有可能造成环境污染，试用最简单方法加以解决(实验用品自选)________________________________________________________________________。装置B的作用是储存多余的气体。当D处有明显现象后，关闭旋塞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．饱和Na2SO3溶液 B．酸性KMnO4溶液C．浓溴水 D．饱和NaHSO3溶液(3)问题讨论：为什么有一定量的余酸还未能使Cu完全溶解。你认为原因是________________________________________________________________________。足量下列药品能够用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是________(填字母)。A．Fe B．BaCl2溶液C．Ag D．Na2CO3溶液(4)实验中该同学向A中反应后溶液中通入一种气体单质，使铜片全部溶解且仅生成硫酸铜溶液，请问该气体单质是__________(填名称)，反应的化学方程式是_____________________________________________________________________________________。解析(1)Cu与浓H2SO4反应需加热条件。(2)SO2能使品红溶液退色，为防止环境污染，可用的简单方法是用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口，则SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O。关闭K装置内气体压强增大，B广口瓶内液面下降，长颈漏斗内液面上升。B中的液体应不能与SO2反应，而且要防止SO2的溶解。A项，Na2SO3＋H2O＋SO2=2NaHSO3；B项，KMnO4氧化SO2；C项，Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO4；D项，SO2难溶于饱和NaHSO3溶液。应选D。(3)浓H2SO4浓度降低，变为稀H2SO4，Cu与稀H2SO4不反应。检验余酸实质是检验H＋的存在。Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑，Fe和Na2CO3溶液能证明H＋的存在；BaCl2溶液不能证明H2SO4剩余，因为产物CuSO4也能电离出SOeq\o\al(2－,4)；Ag与H＋不反应，不能证明H＋的存在。故选A、D。(4)根据题目要求气体单质应为强氧化剂，且仅生成CuSO4溶液，该氧化剂为O2。答案(1)Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O(2)品红溶液退色用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口试剂瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升D(3)随着H2SO4的消耗，浓H2SO4浓度逐渐变稀，稀硫酸与铜不反应AD(4)氧气2Cu＋2H2SO4＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuSO4＋2H2O解题反思(1)检验单质与浓H2SO4反应气体产物的实验设计：①若为Zn与浓H2SO4反应，则Zn与浓H2SO4反应的最终产物为ZnSO4、SO2、H2、H2O。可以依次通过CuSO4、品红溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、浓H2SO4(或碱石灰)、灼热CuO、CuSO4、碱石灰实现对H2O、SO2、H2的检验。②若为生铁(含C、Fe)与浓H2SO4(△)反应，则Fe、C与浓H2SO4反应气体产物中含有SO2、CO2、H2、H2O，可以依次通过CuSO4、品红溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水、浓H2SO4(或碱石灰)、灼热CuO、CuSO4、碱石灰实现对H2O、SO2、CO2、H2产物的检验。③若为碳与浓H2SO4(△)反应，则C与浓H2SO4反应的气体产物含有CO2、SO2、H2O，可依次通过CuSO4、品红溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水进行检验。(2)CuH2SO4→CuSO4的方案：①Cueq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(△))CuOeq\o(→,\s\up7(稀H2SO4))CuSO4；②Cueq\o(→,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(△))CuSO4(H2SO4利用率低且有污染)；③Cu＋H2O2＋稀H2SO4eq\o(→,\s\up7(△))CuSO4(Cu＋H2O2＋H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋2H2O)。变式训练1下列叙述正确的是()A．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氢气、氧气等气体，但不能干燥碱性气体和有较强还原性的HI、H2S等气体B．浓硫酸与单质碳反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2＋2SO2↑＋2H2O，在此反应中，浓硫酸既表现了强氧化性又表现了酸性C．把足量铜粉投入到含2molH2SO4的浓硫酸中，加热得到气体体积标准状况下为22.4D．常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸，是因为浓硫酸与其不反应答案A解析A项，浓硫酸具有吸水性，但由于其具有强氧化性和酸性，故不能用来干燥具有还原性的气体和碱性气体(如NH3)；B项，浓硫酸与S、C等非金属单质作用时，由于没有盐生成，故只显强氧化性；C项，Cu与浓硫酸反应时，浓硫酸浓度逐渐降低，当反应到一定程度变为稀硫酸时，反应自行停止，故产生的SO2不足22.4解题反思浓硫酸性质小结(1)工业上用铁槽车或铝槽车运输浓硫酸：强氧化性。(2)CuSO4·5H2O晶体上滴加浓H2SO4：吸水性。(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H2SO4，体积膨胀变黑：吸水性、脱水性、强氧化性。(5)浓盐酸中滴加浓H2SO4放出HCl：吸水性、难挥发性。(6)Na2SO3固体上滴加70%H2SO4放出SO2：难挥发性、强酸性。(7)浓H2SO4与C、HI、H2S反应放出SO2：强氧化性。二、SOeq\o\al(2－,4)的检验1．杂质离子的干扰(1)Ag＋、Pb2＋干扰：盐酸酸化能防止Ag＋、Pb2＋干扰，因为Ag＋＋Cl－=AgCl↓、Pb2＋＋2Cl－=PbCl2↓。(2)COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、POeq\o\al(3－,4)干扰：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SOeq\o\al(2－,4)时，必须用强酸酸化(一般用盐酸而不能用HNO3酸化)。2．钡盐的选择所用钡盐不能是Ba(NO3)2溶液，一般用BaCl2溶液，因为在酸性条件下，SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)、SO2等会被溶液中的NOeq\o\al(－,3)氧化为SOeq\o\al(2－,4)，从而得出错误的结论。3．正确操作待测液eq\o(→,\s\up7(加足量),\s\do5(盐酸酸化))无现象eq\o(→,\s\up7(滴加BaCl2),\s\do5(溶液))有无白色沉淀(判断有无SOeq\o\al(2－,4))。【例2】三位学生设计了下述三个方案，并都认为，如果观察到的现象和自己设计的方案一致，即可确定试液中有SOeq\o\al(2－,4)。方案甲：试液eq\o(→,\s\up7(BaCl2溶液))白色沉淀eq\o(→,\s\up7(足量稀盐酸))沉淀不溶解方案乙：试液eq\o(→,\s\up7(足量稀盐酸))无沉淀eq\o(→,\s\up7(BaCl2溶液))白色沉淀方案丙：试液eq\o(→,\s\up7(足量稀HNO3))无沉淀eq\o(→,\s\up7(BaNO32溶液))白色沉淀试评价上述各种方案是否严密，并分别说明理由。方案甲_________________________________________________。方案乙__________________________________________________________。方案丙__________________________________________________。解析掌握好SOeq\o\al(2－,4)检验过程中药品加入顺序及排除Ag＋、SOeq\o\al(2－,3)等的干扰是解题关键。三个方案可作如下分析：(1)方案甲先向试液中加氯化钡溶液，生成的白色沉淀有两种可能：一种是与氯离子结合而生成的氯化银，一种是与钡离子结合而成的硫酸钡、亚硫酸钡、碳酸钡、磷酸钡(即试液中可能含有SOeq\o\al(2－,4)、SOeq\o\al(2－,3)、COeq\o\al(2－,3)、POeq\o\al(3－,4))。上述沉淀中只有亚硫酸钡、碳酸钡、磷酸钡能溶于盐酸，因而此方案不能确定试液中含SOeq\o\al(2－,4)。(2)方案乙先向试液中加入盐酸不产生沉淀，这排除了试液中含有Ag＋的可能。然后再向此酸性溶液中加入氯化钡溶液，只有硫酸钡不溶于盐酸而呈白色沉淀，排除了其他离子的干扰，因而此方案是正确的。(3)方案丙与方案乙相似，不同之处是用硝酸代替了盐酸，用硝酸钡溶液代替了氯化钡溶液。由于硝酸有强氧化性，可将SOeq\o\al(2－,3)氧化成SOeq\o\al(2－,4)，因此不能排除SOeq\o\al(2－,3)的干扰。答案方案甲：不严密。因为含有Ag＋而不含SOeq\o\al(2－,4)的无色透明溶液，也会出现此方案的现象方案乙：严密。因为只有含有SOeq\o\al(2－,4)的无色透明溶液才会出现此方案的现象方案丙：不严密。因为含有SOeq\o\al(2－,3)而不含SOeq\o\al(2－,4)的无色透明溶液，也会出现此方案的现象变式训练2下述实验方案能够确定溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)的事实是()A．取少量试样溶液，加入用盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成B．取少量试样溶液，加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加稀HNO3，沉淀不溶解C．取少量试样溶液，加入Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀生成D．取少量试样溶液，加入足量盐酸，无沉淀，加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成答案D解析加入盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成时，原溶液可能含有Ag＋或SOeq\o\al(2－,4)，A项错；加入BaCl2溶液有白色沉淀，再加稀HNO3，沉淀不溶解，原溶液中可能含有Ag＋或SOeq\o\al(2－,4)或SOeq\o\al(2－,3)(BaSO3能被HNO3氧化成BaSO4)，B项错；加入Ba(NO3)2溶液，能产生白色沉淀，原溶液中可能含有COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)等，C项错；加入足量盐酸时，无沉淀生成，加入BaCl2溶液生成了白色沉淀，原溶液一定含有SOeq\o\al(2－,4)。故正确答案为D项。三、常见的环境污染及其防治1．常见的环境污染环境污染形成原因主要危害温室效应大气中CO2含量不断增加全球变暖，冰雪融化，释放有毒气体酸雨SO2和氮氧化物的排放土壤酸化，腐蚀建筑物光化学烟雾氮氧化物和碳氢化合物的排放危害人体健康和植物生长臭氧空洞氮氧化物和氟氯代烃的排放地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧赤潮和水华含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放使藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海水中为赤潮，淡水中为水华白色污染聚乙烯塑料的大量使用，任意丢弃破坏土壤结构和生态环境2．SO2和氮的氧化物的吸收、转化(1)NaOH溶液吸收SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2ONO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O(2)氨气吸收2NH3＋H2O＋SO2=(NH4)2SO38NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up7(一定条件))7N2＋12H2O4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up7(一定条件))5N2＋6H2O(3)汽车尾气转换器2CO＋2NOeq\o(=,\s\up7(催化剂))2CO2＋N2(4)石灰吸收CaO＋SO2=CaSO32CaSO3＋O2=2CaSO4【例3】下图所示是酸雨的形成示意图。根据图示回答下列问题。(1)下列气体容易形成酸雨的是________。A．CO2 B．SO2C．N2 D．NO2(2)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：测试时间/h01234雨水的pH4.734.634.564.554.55分析数据，回答下列问题：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自来水相混合，pH将变________，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的是________(填字母序号)。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．①②③ B．②③④⑤C．①③⑤ D．①③④⑤解析(1)SO2、NO2易形成酸雨。(2)①酸雨放置时pH变小，其原因是雨水中的H2SO3被空气中氧气氧化所致：SO2＋H2OH2SO3,2H2SO3＋O2=2H2SO4。②雨水和自来水混合，应考虑H2SO3与Cl2(或HClO)的反应：SO2＋2H2O＋Cl2=H2SO4＋2HCl(或H2SO3＋HClO=H2SO4＋HCl)。因此雨水与自来水混合后溶液pH将变小。(3)减少酸雨的产生需减少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)，都是有力措施。因此①③⑤正确。选C。答案(1)BD(2)①SO2＋H2OH2SO3,2H2SO3＋O2=2H2SO4②小Cl2＋2H2O＋SO2=H2SO4＋2HCl(或H2SO3＋HClO=H2SO4＋HCl)(3)C解题反思(1)pH＜5.6的降雨称酸雨，酸雨分为硫酸型和硝酸型。(2)CO2不是形成酸雨的物质，不属于“城市空气质量时报”报道的污染物。(3)酸雨空气中久置酸性增强的原因是2H2SO3＋O2=2H2SO4，H2SO4酸性强于H2SO3。变式训练3空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是()A．推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染B．实施绿化工程，防止扬尘污染C．研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染D．加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量答案D解析A、B、C都是可采取的措施，在D中，若加大不可再生资源石油、煤炭的开采，会造成资源缺乏，同时会使空气中的SO2、NOx的含量增加。1．下列关于浓硫酸与稀硫酸的说法，不正确的是()A．浓硫酸有脱水性，稀硫酸没有脱水性B．浓硫酸有氧化性，稀硫酸没有氧化性C．浓硫酸和稀硫酸都有酸性D．常温下，浓硫酸和稀硫酸都不能与铜反应答案B解析稀H2SO4也有氧化性，能氧化活泼金属，本身被还原成H2。2．下列现象或事实不能用同一原理解释的是()A．浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存B．硫化钠和亚硫酸钠固体长期暴露在空气中变质C．常温下铁和铂都不溶于浓硝酸D．SO2和Na2SO3溶液都能使氯水退色答案C解析浓硝酸和氯水见光都易分解，须存放在棕色瓶中；A不选；硫化钠及亚硫酸钠都具有还原性，易被空气中的氧气氧化而变质，B不选；常温下铁遇浓硝酸，发生钝化；铂的活泼性较弱，不与浓硝酸反应，不能用同一原理解释，C可选；SO2和Na2SO3都具有还原性，都能与氯水发生氧化还原反应使氯水退色，D不选。3．将SO2通入BaCl2溶液至饱和，未见沉淀生成，继续通入另一种气体，仍无沉淀，则通入的气体可能是()A．CO2 B．NH3C．SO3 D．Cl2答案A解析NH3、SO3、Cl2分别与溶有SO2的水溶液反应生成(NH4)2SO3或H2SO4，再与BaCl2溶液反应生成白色沉淀；而CO2不能与溶有SO2的水溶液反应，也不与BaCl2溶液反应，无沉淀生成。4．用硫及其化合物制硫酸有下列三种反应途径，某些反应条件和产物已省略，下列有关说法不正确的是()途径①：S途径②：Seq\o(→,\s\up7(O2))SO2eq\o(→,\s\up7(O2))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))途径③：FeS2eq\o(→,\s\up7(O2))SO2eq\o(→,\s\up7(O2))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4A．途径①的反应中体现了浓HNO3的强氧化性B．途径②、③的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2的浓度来降低成本C．由途径①、②、③分别制取1molH2SO4，理论上各消耗1molS，各转移6mole－D．途径②、③比途径①污染相对小且原子利用率高，更能体现“绿色化学”的理念答案C解析途径①属于浓硝酸和非金属单质的反应，表现了浓硝酸的强氧化性，A项正确；途径②、③的第二步反应为可逆反应，通过增大O2的浓度来提高二氧化硫的转化率，降低成本，B项正确；由途径①、②分别制取1molH2SO4，理论上各消耗1molS，各转移6mole－，而途径③转移7.5mole－，C项错误。5．将浓H2SO4表现的性质填入括号内。A．酸性 B．强氧化性C．脱水性 D．吸水性(1)用磷矿粉[主要成分Ca3(PO4)2]和硫酸反应制磷酸()(2)热的浓硫酸与铜片反应()(3)浓H2SO4不能干燥NH3、H2S、HI等气体()(4)浓H2SO4能吸收H2或SO2气体中的水分 ()(5)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑()(6)锌和稀硫酸反应()答案(1)A(2)AB(3)AB(4)D(5)AC(6)A解析硫酸与Ca3(PO4)2反应制磷酸利用了硫酸的强酸性；热的浓硫酸与Cu片反应生成CuSO4和SO2，表现了浓硫酸的强氧化性和酸性；NH3为碱性气体，不能用浓H2SO4干燥：H2S、HI为还原性气体，浓H2SO4氧化这两种气体；浓H2SO4可用来干燥气体，表现了其吸水性；浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸变红，表现其酸性，后变黑，表现其脱水性；金属与稀硫酸的反应，是H＋表现出来的酸的通性，利用了硫酸的酸性。分层训练[基础过关]题组一硫及含硫化合物的氧化性与还原性判断1．根据硫元素的化合价判断下列物质中的硫元素不能表现氧化性的是()A．Na2S B．SC．SO2 D．H2SO4答案A解析处于最低价态的元素，无氧化性。2．在下列生成二氧化硫的反应中，反应物中的含硫物质被氧化的是()A．硫在空气中燃烧 B．铜片与浓硫酸共热C．红热的木炭与浓硫酸反应 D．亚硫酸钠与较大浓度硫酸反应答案A解析A选项中硫元素化合价升高，被氧化；B、C选项中浓硫酸中的硫元素化合价均降低；D项中硫元素的价态不变，故选A。题组二硫酸的性质及应用3．将浓硫酸与下列物质作用时，既表现氧化性，又表现酸性的是()①红热的木炭②H2S气体③Cu④FeO⑤NH3⑥使木材炭化⑦CuSO4·5H2O⑧对铁、铝的钝化A．③④ B．①②⑤⑧C．①②③④⑦ D．以上答案均不正确答案A解析与木炭、H2S反应及Fe、Al钝化时浓硫酸只表现氧化性；浓硫酸与NH3反应时只表现酸性，⑥是浓硫酸的脱水性；⑦是吸水性。③和④满足题意。4．下列反应中，调节反应物用量或浓度，不会改变反应产物的是()A．铁在硫蒸气中燃烧 B．HNO3与Cu反应C．二氧化硫通入澄清石灰水 D．硫酸中加入锌粉答案A解析A项中无论硫蒸气量如何，只发生反应：Fe＋Seq\o(=,\s\up7(△))FeS；B项中浓HNO3时产生NO2，稀HNO3时产生NO；C项中若SO2少量，发生反应：SO2＋Ca(OH)2=CaSO3↓＋H2O，若SO2足量，发生反应：2SO2＋Ca(OH)2=Ca(HSO3)2；D项中若为稀H2SO4，发生反应：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，若为浓H2SO4，发生反应：Zn＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，故选A项。5．选用下图所示仪器中的两个或几个(内含物质)组装成实验装置，以验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2，下列说法正确的是()A．按气流从左向右流向，连接装置的正确顺序是A→F→E→C→D→BB．丁中溶液退色，乙中溶液变浑浊说明甲中生成CO2C．丙中品红溶液退色，乙中溶液变浑浊说明甲中生成CO2D．丁和丙中溶液都退色，乙中溶液变浑浊，说明甲中有CO2生成答案A解析检验木炭与热浓硫酸反应的生成物中含有CO2，需排除SO2的干扰，再通入澄清的石灰水中，洗气装置中导管长进短出，A正确；用酸性KMnO4溶液除去SO2时还应再通入品红溶液不退色，检验确认不含SO2，否则结论不可靠，B、C、D均不正确。题组三SOeq\o\al(2－,4)的检验6．为了检验某溶液中是否含有SOeq\o\al(2－,4)，下列操作最合理的是()A．先用盐酸酸化，再加BaCl2溶液B．先用硝酸酸化，再加BaCl2溶液C．加入用硝酸酸化的BaCl2溶液D．先用盐酸酸化，再加Ba(NO3)2溶液答案A解析检验SOeq\o\al(2－,4)时常用Ba2＋，但是需要排除COeq\o\al(2－,3)和SOeq\o\al(2－,3)的影响，COeq\o\al(2－,3)可以通过将溶液酸化排除影响，SOeq\o\al(2－,3)也可以通过将溶液酸化排除影响，但要注意不能用硝酸等强氧化性酸，防止SOeq\o\al(2－,3)被氧化成SOeq\o\al(2－,4)，所以通常先用盐酸酸化溶液，排除COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、Ag＋的影响以后，再用BaCl2溶液检验SOeq\o\al(2－,4)。7．下列有关物质检验的实验结论正确的是()选项实验操作及现象实验结论A向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成该溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)B向某溶液中加入盐酸，将生成的气体通入品红溶液中，品红溶液退色该溶液一定含有SOeq\o\al(2－,3)C将某气体通入品红溶液中，品红溶液退色该气体一定是SO2D将SO2通入Na2CO3溶液中，将生成的气体，先通入足量的酸性KMnO4溶液，再通入澄清石灰水中有浑浊说明酸性H2SO3>H2CO3答案D解析A项，该溶液中可能含Ag＋；B项，该溶液中可能含有HSOeq\o\al(－,3)；C项，该气体可能是Cl2、O3等。题组四环境污染与环境保护8．SO2被认为是造成大气污染的“首犯”。大气中的SO2主要来源于化石燃料(煤、石油)的燃烧。下列与SO2污染有关的是()①酸雨现象②伦敦“毒雾”事件③洛杉矶“光化学烟雾”事件④温室效应A．①③ B．②④C．①② D．③④答案C解析SO2在空气中遇水蒸气形成亚硫酸、硫酸，随雨水降落到地面，形成“酸雨”。1952年12月5日到8日，伦敦上空出现的“毒雾”4天内导致4000人死亡，事件过后的两个月内还陆续有8000人死亡。这种“毒雾”就是工厂排出的SO2气体引起的。SO2气体主要可引发气管炎、冠心病、肺结核等。洛杉矶“光化学烟雾”是由汽车排放的尾气(含碳氢化合物和氮氧化物)造成的。“温室效应”是由CO2等引起的。故正确答案为C项。9．下列因果关系不正确的是()选项原因结果A植树造林温室效应BSO2和NO2大量排放酸雨C汽车尾气的排放光化学烟雾D含氮、磷等生活废水的大量排放赤潮答案A解析A项，温室效应是CO2的大量排放导致的，植树造林可降低空气中CO2的浓度，缓解温室效应；B项，SO2和NO2等酸性气体的大量排放，会导致酸雨；C项，汽车尾气中含氮氧化合物、碳氢化合物，可引起光化学烟雾；D项，氮、磷等营养元素可使水体富营养化，引起赤潮。[能力提升]10．物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。请根据如图所示，回答下列问题：(1)Y的化学式为________，检验Y所用的试剂是________。(2)W的浓溶液与铜单质在加热条件下可以发生化学反应，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(3)欲制备Na2S2O3，从氧化还原角度分析，合理的是________(填序号)。a．Na2S＋S b．Na2SO3＋Sc．Na2SO3＋Na2SO4 d．SO2＋Na2SO4(4)将X与SO2混合，可生成淡黄色固体。该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。答案(1)SO2品红溶液(2)Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋2H2O＋SO2↑(3)b(4)1∶2解析X为气态氢化物H2S，Y为硫元素＋4价的氧化物SO2，Z为硫元素＋4价的盐，可以为Na2SO3，W为＋6价的含氧酸H2SO4。(1)由上述分析可知Y为二氧化硫气体，二氧化硫具有漂白性可以使品红溶液退色，加热恢复红色，所以检验二氧化硫的试剂可以是品红溶液。(2)W的浓溶液是浓硫酸，与铜单质在加热条件下可以发生化学反应，反应的化学方程式为：Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋2H2O＋SO2↑。(3)Na2S2O3中S为＋2价，从氧化还原的角度分析，反应物中S元素化合价必须分别大于2和小于2，a中S化合价都小于2，c、d中S的化合价都大于2，b符合题意。(4)将X即H2S与SO2混合，可生成淡黄色固体，发生反应：2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O，反应中H2S做还原剂，SO2做氧化剂，则该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。11．盐酸、硫酸和硝酸是中学阶段常见的“三大酸”。现就硫酸、硝酸与金属铜反应的情况，回答下列问题：(1)工业上制备硫酸铜是利用废铜屑经灼烧后，在加热情况下跟稀硫酸反应，有关的化学方程式是_______________________________________________。不采用铜跟浓硫酸反应来制取硫酸铜的原因是______________________________。(2)在一定体积的10mol·L－1的浓硫酸中加入过量铜片，加热使之反应，被还原的硫酸为0.9mol。则浓硫酸的实际体积________(填“大于”“等于”或“小于”)180mL。(3)若使剩余的铜片继续溶解，可在其中加入硝酸盐溶液(如KNO3溶液)，则该反应的离子方程式为______________________________________。(4)将8gFe2O3投入150mL某浓度的稀硫酸中，再投入7g铁粉，充分反应后，收集到1.68LH2(标准状况)，同时，Fe和Fe2O3均无剩余，为了中和过量的硫酸，且使溶液中铁元素完全沉淀，共消耗4mol·L－1答案(1)2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO、CuO＋H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋H2O生成等量的硫酸铜需浓硫酸较多且生成的二氧化硫污染环境(2)大于(3)3Cu＋2NOeq\o\al(－,3)＋8H＋=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O(4)2mol·L－1解析(1)加热条件下，Cu和氧气反应生成CuO：2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO，CuO和稀硫酸反应方程式为CuO＋H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋H2O；浓硫酸和铜反应方程式为：Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，生成等量的硫酸铜时需要浓硫酸较多且生成的二氧化硫污染环境，所以不采用铜跟浓硫酸反应来制取硫酸铜。(2)在加热条件下，浓硫酸和铜反应生成二氧化硫，但浓硫酸浓度达到一定值后变为稀硫酸，稀硫酸和铜不反应，所以当被还原的硫酸为0.9mol时，则所用浓硫酸的实际体积应大于180mL。(3)在酸性条件下，硝酸根离子和铜发生氧化还原反应生成硝酸铜和NO，离子反应方程式为：3Cu＋2NOeq\o\al(－,3)＋8H＋=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。(4)该过程中发生的反应为：Fe2O3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋3H2O、Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑、Fe2(SO4)3＋Fe=3FeSO4、FeSO4＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋Na2SO4、2NaOH＋H2SO4=Na2SO4＋2H2O，最终溶液中的溶质是Na2SO4，由原子守恒得eq\f(1,2)n(NaOH)＝n(Na2SO4)＝n(H2SO4)，则c(H2SO4)＝eq\f(nNaOH,2×0.15L)＝eq\f(4mol·L－1×0.15L,2×0.15L)＝2mol·L－1。12．某课外活动小组的同学，在实验室做锌与浓硫酸反应的实验中，甲同学认为产生的气体是二氧化硫，而乙同学认为除二氧化硫气体外，还可能产生氢气。为了验证甲、乙两位同学的判断是否正确，丙同学设计了如图所示实验装置(锌与浓硫酸共热时产生的气体为X，且该装置略去)，试回答下列问题：(1)上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________。(2)乙同学认为还可能产生氢气的理由是_____________________________________________________________________________________________________________。(3)丙同学在安装好装置后，必须首先进行的一步操作是________________________________________________________________________。(4)A中加入的试剂可能是________，作用是____________________________________；B中加入的试剂可能是________，作用是_______________________________________；E中加入的试剂可能是________，作用是____________________________________。(5)可以证明气体X中含有氢气的实验现象是：C中：________________________，D中：______________________________。如果去掉装置B，还能否根据D中的现象判断气体X中有氢气？________(填“能”或“不能”)，原因是______________________________。答案(1)Zn＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))ZnSO4＋SO2↑＋2H2O(2)当Zn与浓H2SO4反应时，浓H2SO4浓度逐渐变稀，Zn与稀H2SO4反应可产生H2(3)检查装置的气密性(4)品红溶液检验SO2浓H2SO4吸收水蒸气碱石灰防止空气中水蒸气进入D中(5)黑色(CuO)变成红色(Cu)白色粉末变成蓝色不能因为混合气体中含H2O，会干扰H2的检验解析本题对Zn与浓H2SO4反应的产物进行两种推测，而后设计装置进行验证。设计时既要验证有无SO2生成，又要验证有无H2生成。验证SO2，可用品红溶液，验证H2可利用它的还原性，在加热条件下让气体通过CuO，再通过无水硫酸铜，同时必须注意验证H2时，应考虑空气中的水蒸气和从洗气装置中带出的水蒸气对氢气检验的干扰。[拓展探究]13．SO2是常见的大气污染物，燃煤是产生SO2的主要原因。工业上有多种方法可以减少SO2的排放。(1)往煤中添加一些石灰石，可使燃煤过程中产生的SO2转化成硫酸钙。该反应的化学方程式是____________________________________________________________________。(2)可用多种溶液做燃煤烟气中SO2的吸收液。①分别用等物质的量浓度的Na2SO3溶液和NaOH溶液做吸收液，当