【精品】2019版高中化学专题4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课时学案苏教版必修1.pdf

1第 1 课时二氧化硫的性质和作用 学习目标定位 1.会依据酸性氧化物的通性及硫元素的化合价分析理解二氧化硫的性质；知道二氧化硫具有漂白性。2.通过认识二氧化硫对空气的污染、酸雨的危害，增强环保意识。一、SO2的性质1SO2的物理性质颜色状态气味密度溶解性毒性无气体刺激性比空气大易溶于水有毒2.SO2的化学性质实验操作实验现象实验结论试管中液面上升SO2易溶于水溶液颜色变红色SO2的水溶液显酸性溶液先变红，振荡后褪色，再加热后，溶液颜色恢复红色SO2具有漂白性，但生成的化合物不稳定，受热易分解产生白色沉淀SO2具有还原性，可被新制氯水氧化成SO24，与 Ba2反应生成 BaSO4沉淀根据以上实验总结SO2的化学性质(1)酸性氧化物与水反应：2a化学方程式：SO2H2OH2SO3(亚硫酸)。b产物：亚硫酸是一种弱酸，容易被氧化剂(如 O2、H2O2)氧化；H2SO3与 O2的反应：2H2SO3O2=2H2SO4。c不稳定、易分解：H2SO3SO2H2O。与碱性氧化物反应：与CaO反应的化学方程式为SO2CaO=CaSO3(除去燃煤中的SO2)。与碱反应：与NaOH 溶液反应的化学方程式为2NaOH SO2=Na2SO3H2O(用于吸收SO2)。与 Ca(OH)2反应的现象同CO2，化学方程式为Ca(OH)2SO2=CaSO3 H2O、CaSO3SO2 H2O=Ca(HSO3)2。(2)还原性SO2还原性较强，可被多种氧化剂 如 O2、H2O2、X2(XCl、Br、I)、HNO3、KMnO4等 氧化。与 O2反应：2SO2 O2催化剂2SO3(可逆反应)；与 H2O2反应：SO2H2O2=H2SO4；使酸性KMnO4溶液褪色；使溴水褪色SO2Br22H2O=H2SO42HBr。(3)弱氧化性SO22H2S=3S 2H2O。(4)漂白性二氧化硫能漂白某些有色物质，如品红。原理：二氧化硫与某些有色物质反应，生成不稳定的无色物质。特点：见光、加热或长久放置时，无色物质会分解恢复原来的颜色。提醒SO2能漂白品红、鲜花，不能漂白酸碱指示剂，SO2只能使紫色石蕊溶液变红。3用途(1)漂白纸浆以及草帽等编织物。(2)制硫酸、作防腐剂、漂白剂及还原剂。【例 1】下列说法正确的是()A因为 SO2具有漂白性，所以它能使品红溶液、溴水、KMnO4(H)、石蕊溶液褪色B能使品红溶液褪色的不一定是SO2CSO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其原理相同D等物质的量的SO2和 Cl2相遇在溶液中具有漂白能力答案B 解析这道题是对有漂白性物质的漂白原理的综合考查。要正确解答本题，必须清楚常见漂白剂的漂白原理：Cl2、Na2O2、H2O2、O3等是因强氧化性而具有漂白性；SO2是因和某些有色物质化合生成无色物质；活性炭是因吸附作用而使物质褪色。3思维启迪(1)SO2和 Cl2同时作用于潮湿的有色物质的漂白性分析：SO2和 Cl2同时作用于潮湿的有色物质时发生反应：SO2Cl22H2O=2HCl H2SO4。n(Cl2)n(SO2)11，恰好完全反应生成盐酸和硫酸，无漂白性；n(Cl2)n(SO2)11，Cl2过量，过量的Cl2起漂白作用，此时褪色后的物质加热时不恢复原色；n(Cl2)n(SO2)11，SO2过量，过量的SO2起漂白作用，此时褪色后的物质加热时能恢复原色。(2)SO2虽有漂白性，但并不是所有与SO2有关的褪色都源于SO2的漂白性。如 SO2能使滴有酚酞的 NaOH溶液褪色是因为SO2与碱发生反应；SO2能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色是因为 SO2的还原性。二、硫酸型酸雨的形成及危害1硫酸型酸雨的形成(1)酸雨：pH5.6 的降水被称为酸雨。正常雨水pH约为 5.6，这是溶解了CO2的缘故。(2)形成原因：化石燃料的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产等产生的废气中含有二氧化硫。(3)形成主要有两条途径：SO2光照、烟尘中金属氧化物等作用催化剂SO3H2OH2SO4 雨水水H2SO3 O2H2SO4反应的化学方程式分别为途径 1：2SO2O2催化剂,2SO3；SO3 H2O=H2SO4。途径 2：SO2H2OH2SO3；2H2SO3O2=2H2SO4。2酸雨的危害(1)酸化湖泊危害水生生物。(2)酸化土壤，降低土壤肥力，影响作物生长。(3)腐蚀建筑物。3酸雨的防治(1)消除污染源，研究开发新能源(如太阳能、核能、氢能)。(2)对含硫燃料进行脱硫处理。(3)对含SO2废气进行处理或回收利用。用石灰乳吸收SO2的化学方程式为Ca(OH)2SO2=CaSO3H2O。酸雨的形成过程4提醒燃煤脱硫反应：SO2CaO=CaSO3；2CaSO3 O2=2CaSO4。【例 2】某雨水样品刚采集时测得pH为 4.82，放在烧杯中2 小时后，再次测得pH为 4.68。以下叙述正确的是()A雨水样品酸度逐渐减小B雨水样品酸度没有变化C雨水样品继续吸收空气中的CO2D雨水样品中的H2SO3逐渐被空气中的氧气氧化成H2SO4答案D 解析题干中雨水样品的pH为 4.82，则为酸雨，而酸雨形成的一个主要原因是排放到空气中的 SO2与雨水结合形成酸性物质。本实验测得雨水的pH变小，即酸性变强，而降雨中CO2已经达到饱和，不可能是吸收CO2的缘故，只能是弱酸H2SO3被氧化成了强酸，有关反应是SO2H2OH2SO3,2H2SO3O2=2H2SO4。【例 3】形成酸雨的原理之一可简示为含硫燃料 O2反应A O2反应BH2O反应硫酸回答下列问题：(1)A 物质的化学式为_，B物质的化学式为_。(2)洗涤含 SO2的烟气，以下物质可作洗涤剂的是_(填字母)。aCa(OH)2 b Na2CO3cCaCl2 d NaHSO3(3)利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2，在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由 NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是_ _。(4)某有色金属冶炼厂排放的废气中含SO2，先用石灰浆吸收SO2，然后利用空气中的氧气将产物继续氧化成石膏(CaSO42H2O)。写出有关反应的两个化学方程式：_ _ _。答案(1)SO2SO3(2)ab 5(3)SO2 2OH=SO23H2O(4)SO2 Ca(OH)2=CaSO3 H2O，2CaSO3 O2 2H2O=2CaSO42H2O 1SO2是酸性氧化物；亚硫酸属于二元弱酸，酸性比碳酸强，具有还原性。2SO2的漂白原理属于化合反应，具有可逆性，加热后可恢复原来的颜色。3SO2常表现还原性，能被O2、氯水、溴水、碘水、HNO3、H2O2、KMnO4等氧化。如：SO2H2O2=H2SO4，SO2 Br22H2O=H2SO42HBr。4SO2显示氧化性时常发生的反应为SO22H2S=3S 2H2O。5SO2是大气污染物，对环境的危害主要是形成酸雨，酸雨的pH5.6。1判断下列有关SO2性质的叙述不正确的是_(填序号)。(1)能使澄清石灰水变浑浊(2)能使湿润的蓝色石蕊试纸变红(3)能使品红溶液褪色(4)通入 BaCl2溶液生成白色沉淀(5)通入足量的NaOH 溶液中再加BaCl2溶液产生白色沉淀，该沉淀能溶于盐酸(6)通入溴水中能使溴水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀生成(7)1 mol二氧化硫与足量水反应生成1 mol 亚硫酸(8)实验室制备SO2时，多余的SO2可用碱液吸收答案(4)(7)解析(1)正确，SO2 Ca(OH)2=CaSO3 H2O。(2)正确，SO2H2OH2SO3，H2SO3使蓝色石蕊试纸变红。(3)正确，SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色。(4)不正确，由于盐酸酸性强于亚硫酸，不发生复分解反应。(5)正确，SO22NaOH=Na2SO3 H2O，Na2SO3BaCl2=BaSO32NaCl，BaSO3 2HCl=BaCl2H2O SO2。(6)正确，SO2Br2 2H2O=H2SO42HBr，H2SO4 Ba(NO3)2=BaSO4 2HNO3。(7)不正确，1 mol SO2不能完全反应。(8)正确，2NaOH SO2=Na2SO3H2O。2有关硫的氧化物的叙述不正确的是()A空气中二氧化硫主要来源于煤和石油产品的燃烧B二氧化硫与飘尘接触，部分氧化为三氧化硫，危害更严重C酸雨中的含硫化合物只有硫的氧化物和硫酸D减少大气中SO2污染的主要方法之一是减少含硫化石燃料的燃烧6答案C 解析大气中 SO2主要来源于煤和石油产品的燃烧，A正确；SO2与 O2在飘尘等催化下可生成SO3，SO3溶于水生成强酸H2SO4，危害更大，B 正确；酸雨中还有硫酸盐，C错；煤和石油中均含有硫元素，D正确。3能证明SO2具有漂白性的是()A酸性 KMnO4溶液中通入SO2气体后紫红色消失B滴入酚酞的NaOH 溶液中通入SO2气体后红色消失C品红溶液中通入SO2气体后红色消失D溴水中通入SO2气体后橙色消失答案C 解析酸性 KMnO4溶液中通入SO2气体后紫红色消失、溴水中通入SO2气体后橙色消失都是利用了 SO2的还原性，是因为MnO4和 Br2被 SO2还原为 Mn2和 Br而褪色，加入酚酞的NaOH 溶液红色消失是因为通入的SO2气体与 NaOH 反应而使碱性减弱；只有 SO2气体通入品红溶液后红色消失才能证明SO2具有漂白性。4下列溶液能够区别SO2和 CO2气体的是()澄清石灰水H2S溶液酸性 KMnO4溶液氯水品红溶液A BC D答案C 解析SO2和 CO2都是酸性氧化物，都能与澄清石灰水反应生成不溶性盐，故不能用澄清石灰水区别 SO2和 CO2。SO2具有氧化性，能将H2S 氧化生成单质S(有淡黄色沉淀生成)。SO2具有还原性，能被酸性KMnO4溶液和氯水氧化(溶液褪色)，而 CO2不具有这些性质。SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，CO2不具有这一性质，所以可用四种试剂来区别SO2和 CO2气体。5某同学为了检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应C 2H2SO4(浓)=CO2 2SO22H2O产生的所有气体产物，选用了下图所示实验装置。(1)中无水硫酸铜的作用是_。(2)中酸性KMnO4溶液的作用是 _。7(3)中 两 次 用 到 品 红 溶 液，它 们 的 作 用 分 别 是A_，B_。(4)中出现的现象是_，发生反应的离子方程式是_ _。答案(1)检验 H2O(g)(2)除去 CO2中的 SO2(3)检验 SO2检验 CO2中的 SO2是否除尽(4)溶液变浑浊CO2Ca22OH=CaCO3 H2O 解析本实验的目的是验证反应产生的混合气体中是否含有CO2、SO2、H2O。检验 H2O用 CuSO4，CuSO4(白)5H2O=CuSO45H2O(蓝色晶体)；检验 CO2用澄清石灰水，根据石灰水是否变浑浊判断；检验SO2一般用品红溶液，根据品红溶液是否褪色判断。检验的顺序为检验H2O 检验 SO2除 SO2检验 SO2除尽检验CO2。对点训练 题组一二氧化硫的性质1SO2通入下列溶液中，溶液褪色或变浅，说明SO2具有漂白作用的组合是()KMnO4(H，aq)溴水碘水氯水Fe3(aq)A B C 全部 D 都不是答案D 解析SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色，是由于酸性高锰酸钾溶液将SO2氧化为H2SO4，自身被还原成无色的Mn2；SO2能使卤水褪色，是由于X2(不包括 F2)将 SO2氧化为 H2SO4，本身被还原为无色X；SO2能使棕黄色的Fe3(aq)变浅，是由于Fe3将 SO2氧化为 H2SO4，本身被还原为浅绿色Fe2。2如图是研究二氧化硫性质的微型实验装置。现用60%硫酸溶液和亚硫酸钠晶体反应制取SO2气体，实验现象很明显，且不易污染空气。下列说法中错误的是()A紫色石蕊溶液变蓝色B品红溶液褪色C溴水橙色褪去8D含酚酞的NaOH溶液红色变浅答案A 解析SO2气体与水反应生成H2SO3，紫色石蕊遇酸变红色，不会变蓝色，故A错误。3为了除去SO2中少量的HCl 气体，应将混合气体通入()A溴水B NaHSO3饱和溶液CNaOH溶液D NaHCO3饱和溶液答案B 解析除杂的原则“不增不减”。即不能引入杂质离子，不能减少要保留的物质。4下列实验报告记录的实验现象正确的是()实验记录A 无色无色无现象无沉淀B 红色无色白色沉淀白色沉淀C 红色无色无沉淀白色沉淀D 无色无色无沉淀无沉淀答案B 解析二氧化硫能使紫色的石蕊溶液变红，但是不能使其褪色；二氧化硫能使品红溶液褪色；二氧化硫通入到Ba(NO3)2溶液中，被氧化成SO24，与 Ba2反应生成BaSO4白色沉淀；通入到NaOH 和 BaCl2的混合溶液中，先生成SO23，而后生成BaSO3白色沉淀。5下列有关SO2的说法中错误的是()ASO2能使品红溶液褪色是因为SO2具有氧化性BSO2在空气中很难被氧化为SO3CSO2通入 Na2SO3或 NaHCO3溶液中能发生反应DSO2是大气污染物，也是形成酸雨的主要物质之一答案A 解析二氧化硫能与一些有色物质结合生成不稳定的无色物质，这是二氧化硫的漂白作用，A项错误；SO2氧化为 SO3需要催化剂，B项正确；SO2能与 Na2SO3反应生成NaHSO3，能与 NaHCO3溶液反应放出CO2气体，C项正确；SO2是引起酸雨的主要物质之一，D项正确。题组二二氧化硫和二氧化碳性质的比较6下列说法正确的是()A将 CO2、SO2气体分别通入溴水中，溴水都褪色B将 CO2、SO2气体分别通入Ba(OH)2溶液中，都有白色沉淀生成9C将 CO2、SO2气体分别通入BaCl2溶液中，都有白色沉淀生成D将 CO2、SO2气体分别通入用硝酸酸化的BaCl2溶液中，都有白色沉淀生成答案B 解析SO2、CO2都是酸性氧化物，能与Ba(OH)2溶液反应，分别生成BaSO3、BaCO3沉淀，与BaCl2溶液不反应；SO2具有还原性，能使溴水褪色，能与硝酸反应产生SO24，SO24与 Ba2生成 BaSO4沉淀，而CO2不具有还原性。题组三SO2对环境的污染与防治7煤燃烧生成的气体中能形成酸雨的是()一氧化碳二氧化碳二氧化硫二氧化氮A B C D 答案C 解析一氧化碳与水不反应。正常雨水中含有二氧化碳，故正常雨水的pH 小于 7，但溶有二氧化碳的雨水的pH不会小于5.6，故不能称为酸雨。二氧化硫能形成硫酸型酸雨。二氧化氮能形成硝酸型酸雨。8环境污染已成为人类社会面临的重大威胁之一，下列气体的排放不会造成大气污染的是()ASO2 B N2 C Cl2 D CO 答案B 解析SO2、Cl2、CO均有毒，都是大气污染物。9现有以下几种措施：对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理；少用原煤作燃料；燃煤时鼓入足量空气；开发清洁能源。其中能减少酸雨产生的措施是()A B C D 答案C 解析煤及其他化石燃料中含S元素，它们燃烧产生的SO2的大量排放是形成酸雨的主要原因。对燃烧产生的尾气进行除硫，少用、不用原煤作燃料，开发清洁能源都可以减少SO2的排放，减少酸雨的产生。燃煤时鼓入足量空气只能提高煤的燃烧效率，不能减少SO2的排放。10如图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图。下列说法错误的是()A使用此废气处理装置可减少酸雨的形成B装置内发生的反应有化合、分解、置换和氧化还原反应10C整个过程的反应可表示为2SO22CaCO3O2=2CaSO42CO2D可用酸性高锰酸钾溶液检验废气处理是否达标答案B 解析SO2是形成酸雨的重要物质，经过处理后能减少酸雨的形成，A 项正确；CaCO3受热分解生成 CaO和 CO2的反应属于分解反应，SO2与 CaO反应生成CaSO3属于化合反应，CaSO3和O2反应生成CaSO4属于化合反应，也属于氧化还原反应，该过程没有涉及置换反应，B 项错误；整个过程中，SO2与 CaCO3、O2反应生成了CaSO4和 CO2(2SO22CaCO3O2=2CaSO42CO2)，C 项正确；SO2具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故可用酸性高锰酸钾溶液检验废气处理是否达标，D项正确。综合强化 11请回答下列问题：(1)写出 SO2形成硫酸型酸雨的化学方程式：_ _。(2)工业上将生石灰添加到燃煤中可以达到“固硫”(不使硫化物进入大气)的效果。“固硫”时发生反应的化学方程式为_、_。(3)目前正在研究用Na2SO3吸收法作为治理SO2污染的一种新方法：第一步用Na2SO3溶液吸收SO2；第二步是加热吸收液，使之重新生成Na2SO3，同时得到含高浓度SO2的水蒸气副产品。写出上述两步反应的化学方程式：_。答案(1)SO2H2OH2SO3，2H2SO3O2=2H2SO4(2)SO2 CaO=CaSO32CaSO3O2=2CaSO4(3)Na2SO3SO2H2O=2NaHSO3,2NaHSO3=Na2SO3SO2 H2O 解析(2)“固硫”是将煤燃烧时产生的SO2转化为无污染的CaSO4。(3)依据题目所给的信息，可以很容易写出化学方程式，注意联系CO2和 Na2CO3溶液的反应。12 A、B是两种有刺激性气味的气体。请根据下列实验事实填空。(1)写出 A F 各物质的化学式：A_，B_，C_，D_，E_，F_。(2)写出 A、B跟水反应的离子方程式：_ 11_。答案(1)Cl2SO2H2SO4HCl BaSO3BaSO4(2)Cl2 SO22H2O=4HSO242Cl解析由框图中A、B两种气体等物质的量加入H2O中，生成含 C、D的无色溶液，滴入 Ba(OH)2溶液生成沉淀F和溶液 D，D中滴入 AgNO3溶液中有沉淀G，可知溶液C、D中含有 SO24、Cl。气体 B通入到 Ba(OH)2溶液中有沉淀生成，且B是有刺激性气味的气体，可知B为 SO2，则 A为 Cl2。13某化学兴趣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，发现澄清石灰水变浑浊，持续通入发现浑浊又变澄清，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：_。为了验证猜测，该小组设计实验加以探究：实验探究 该小组同学按如图所示装置，将气体从a 端通入，则：(1)B 中应该装下列_(填字母)试剂。ANaCl 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：_。(3)D 中澄清石灰水的作用：_。通过该实验，该小组同学观察到以下三个实验现象：A 中品红溶液褪色C 中品红溶液不褪色D 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为_ _。答案猜想 3：该气体为CO2和 SO2的混合气体(1)B(2)验证气体中是否含有SO2(3)验证气体中是否含有CO2(4)CO2和 SO2的混合气体12解析回忆学过的能使澄清石灰水先变浑浊，又变澄清的气体，只有CO2和 SO2，所以提出的猜想是气体为CO2；气体为SO2；气体为CO2和 SO2的混合气体。因为SO2的存在对CO2的验证有干扰，所以要验证气体的成分，必须先验证SO2是否存在并除尽，再验证CO2气体是否存在。14为了探究Cl2、SO2同时通入 H2O中发生的反应，某校化学兴趣小组同学设计了如图所示的实验装置。(1)该化学兴趣小组的同学为制取Cl2、SO2气体，现采用 Na2SO3与 70%的硫酸为原料制取SO2，采 用 MnO2和 浓 盐 酸(12 molL 1)为 原 料 制 取Cl2。在 此 实 验 中，F 仪 器 的 作 用 是_；发生装置B应选择以下三种装置中的_(填序号)。(2)D 装置中主要反应的离子方程式为_ _。(3)为验证通入D装置中的气体是Cl2过量还是SO2过量，兴趣小组的同学准备了以下试剂：氯化铁溶液氯化亚铁溶液硫氰化钾溶液酸性高锰酸钾溶液若 Cl2过量，取适量D 中溶液滴入盛有_(选填一个序号)试剂的试管内，再加入_(选填一个序号)试剂。发生的现象是_。若 SO2过量，取适量D中溶液滴入盛有_(选填一个序号)试剂的试管内，发生的现象是_ _。答案(1)防倒吸(2)Cl2 SO22H2O=4HSO242Cl(3)溶液呈血红色紫红色褪为无色解析(1)由实验装置可知，气体发生装置B 产生的气体用饱和食盐水进行除杂净化，可知B装置为制取Cl2装置，则 A装置为制取SO2的装置，因SO2易溶于水，故F仪器的作用为防13倒吸。制取Cl2所用试剂为MnO2和浓盐酸，属于固、液混合加热制取气体，故应选装置为发生装置B。(2)将 Cl2和 SO2同时通入水中时，Cl2将 SO2氧化生成 H2SO4，Cl2被还原为HCl。(3)若 Cl2过量，则在D溶液中除含H2SO4、HCl 外，还含有剩余Cl2及 HClO，具有强氧化性，可将 Fe2氧化为 Fe3，故可选择进行检验；若 SO2过量，则在 D溶液中会含有SO2、H2SO3，SO2具有还原性，故可选用进行检验。