2020高中化学第3章自然界中的元素第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H 2SO 4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SO 2－4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。

1.硫酸(1)稀硫酸——具有酸的通性 ①电离方程式为H 2SO 4===2H ＋＋SO 2－4。

②硫酸具有酸的通性，可与□01酸碱指示剂作用，也可与□02活泼金属、□03碱、□04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、□05难挥发的油状液体，稀释时□06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水，故常用作□10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．酸雨及其防治一、浓H 2SO 4的特性[交流研讨]将浓H 2SO 4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H 2SO 4有脱水性，使试纸炭化，而闻到刺激性气味说明有SO 2生成，即浓H 2SO 4中的＋6价硫变为含＋4价硫的SO 2，说明浓H 2SO 4具有强的氧化性。

[点拨提升]浓H 2SO 4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 ＋2H 2SO 4(浓)=====△ZnSO 4＋SO 2↑＋2H 2O 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 ＋H 2SO 4===ZnSO 4＋H 2↑。

(3)与氢之后的不活泼金属(除Au 、Pt 外)反应：Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O 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SO 2； 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 ＋2H 2SO 4(浓)=====△CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O 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SO 2； 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H 2、N 2、O 2、Si 、Cl 2、F 2、Br 2等。

3．与还原性化合物的反应(1)常见的还原性物质FeSO 4、Na 2S 、H 2S 、HBr 、HI 等均能被浓H 2SO 4氧化。

(2)不能氧化CO 、SO 2、NO 等。

知识拓展浓H 2SO 4性质小结(1)常温下，Fe 、Al 遇浓H 2SO 4“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H 2SO 4的强氧化性。

(2)CuSO 4·5H 2O 晶体上滴加浓H 2SO 4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H 2SO 4，体积膨胀变黑：吸水性、脱水性、强氧化性。

(5)浓盐酸中滴加浓H 2SO 4放出HCl ：吸水性、难挥发性。

(6)Na 2SO 3固体上滴加70%H 2SO 4放出SO 2：难挥发性、强酸性。

(7)浓H 2SO 4与C 、HI 、H 2S 反应放出SO 2：强氧化性。

[练习与活动]1．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SO 2，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H 2，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。

2．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：(1)装置A 中发生反应的化学方程式为_________________。

(2)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 4溶液C ．浓溴水D ．饱和NaHSO 3溶液(4)实验中，取一定质量的铜片和一定体积18 mol·L －1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H 2SO 4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 ．BaCl 2溶液 C ．银粉D ．NaHCO 3溶液答案 (1)Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O(2)氢氧化钠溶液(其他合理答案均可) 吸收多余的SO 2，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H 2SO 4被消耗，浓硫酸逐渐变稀，而铜不和稀硫酸反应 ②AD 解析 (1)装置A 为铜与浓硫酸的反应装置，二者反应生成CuSO 4、SO 2和H 2O 。

(2)因SO 2为大气污染物，需要进行尾气处理，常用氢氧化钠溶液吸收SO 2。

(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SO 2，而水、酸性KMnO 4溶液和浓溴水都与SO 2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，H 2SO 4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CuSO 4，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NaHCO 3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SO 2溶于水形成的，由于H 2SO 3在空气中能被缓慢氧化成强酸H 2SO 4，使酸性增强，当水中的H 2SO 3完全转化为H 2SO 4时，酸性就不变了。

[点拨提升]1．饱和H 2CO 3溶液的pH ＝5.6，因此酸雨(pH ＜5.6)不是CO 2溶于水形成的。

2．消除SO 2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、O 2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 ＋SO 2=====△CaSO 3,2CaSO 3＋O 2===2CaSO 4，总反应方程式为2CaO ＋2SO 2＋O 2=====△2CaSO 4。

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SO 2直接接触吸收SO 2，其反应的化学方程式为NH 3＋SO 2＋H 2O===NH 4HSO 3,2NH 3＋SO 2＋H 2O===(NH 4)2SO 3。

方法三：钠、碱脱硫法钠、碱脱硫法是用NaOH/Na 2CO 3吸收烟气中的SO 2，得到Na 2SO 3和NaHSO 3，发生反应的化学方程式为2NaOH ＋SO 2===Na 2SO 3＋H 2O ，Na 2CO 3＋SO 2===Na 2SO 3＋CO 2，Na 2SO 3＋SO 2＋H 2O===2NaHSO 3。

[练习与活动]3．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SO 2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。

4．形成酸雨的原理之一可简示如下：回答下列问题：(1)酸雨的pH______5.6(填“大于”“小于”或“等于”)。

(2)A物质的化学式为________，C物质的化学式为________，D物质的化学式为________。

(3)上述四个反应中不属于氧化还原反应的是________(填序号)。

答案(1)小于(2)SO2H2SO4H2SO3(3)③④解析硫在此过程中的转化关系有两条线：一条是二氧化硫氧化生成三氧化硫，三氧化硫溶于水形成硫酸；另一条是二氧化硫溶于水生成亚硫酸，亚硫酸氧化生成硫酸。

本课小结。