鲁科版 (2019)必修 第一册第2节 硫的转化第2课时导学案

这是一份鲁科版 (2019)必修 第一册第2节 硫的转化第2课时导学案，共8页。

1．通过不同价态硫元素之间的相互转化，认识浓硫酸的性质，培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
2．能通过实验探究和交流研讨，掌握硫酸的性质、典型实验现象，能书写主要的化学方程式和离子方程式，能主动进行交流，逐步提升科学探究与创新意识的化学学科核心素养。
3．用从物质类别和元素价态两个视角研究物质性质的思想方法去认识含硫物质在生产、生活中的应用，知道酸雨及其防治方法，提升科学精神与社会责任的化学学科核心素养。
eq \a\vs4\al(硫酸的性质)
很多人使用硫酸的时候不小心，或者是不当的使用硫酸，再或者是不小心触碰到了硫酸，就会造成很多的伤害，这是由于硫酸具有腐蚀性。
1．硫酸的物理性质
2．浓硫酸的三大特性——除具有酸性外还有三个特性
(1)强氧化性
(2)吸水性：浓硫酸有强烈的吸水性，常用作干燥剂。
①浓硫酸能干燥三类气体：中性气体，如H2、O2、N2、CO、NO、CH4等；酸性气体，如SO3、SO2、CO2、HCl、HF等；氧化性气体，如F2、Cl2等。
②浓硫酸不能干燥两类气体：碱性气体，如氨气(NH3)；还原性气体，如HBr、HI、H2S等。因为浓硫酸有强氧化性和酸性，所以不能干燥还原性气体和碱性气体。
(3)脱水性：浓硫酸能将有机物中的氢、氧元素按原子个数为2∶1的比例脱出生成H2O。
3．工业制备硫酸
(1)硫黄或黄铁矿燃烧生成SO2
反应的化学方程式为 S＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))SO2、4FeS2＋11O2eq \(=====,\s\up7(高温),\s\d5( ))8SO2＋2Fe2O3。
(2)SO2在V2O5做催化剂的条件下与O2发生反应
反应的化学方程式为 2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))2SO3。
(3)用浓硫酸吸收SO3
反应的化学方程式为 SO3＋H2O===H2SO4。
1．浓硫酸吸水性和脱水性的区别
2．浓硫酸的强氧化性
(1)本质
浓硫酸具有强氧化性，是因为H2SO4分子中＋6价的硫元素具有很强的得电子能力。
(2)反应规律
①Fe、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，此过程中发生了氧化还原反应。
②常温下，浓硫酸与活泼金属反应(铁、铝除外)表现出强氧化性和酸性，生成硫酸盐和SO2，硫酸变稀后，生成的气体为H2。
③与不活泼金属和非金属反应的规律。
a．反应需要加热，否则不反应。
b．还原产物一般是SO2，一般金属被氧化为高价态的硫酸盐，非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸。
c．浓硫酸与金属反应时，既表现出酸性又表现出强氧化性，而与非金属反应时，只表现出强氧化性。
d．随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就停止。
④与具有还原性的化合物反应，如与H2S、HI、HBr、FeCl2等物质反应。
3．铜与浓硫酸反应的实验装置
1．下列关于浓硫酸的叙述正确的是( )
A．浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化
B．浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体
C．浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化
D．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体
解析：选C A项，浓硫酸具有脱水性，可使蔗糖炭化，错误；B项，浓硫酸与铜的反应需在加热条件下进行，错误；C项，浓硫酸具有强氧化性，在常温下可使铁、铝等金属在表面生成一层致密的氧化膜而钝化，正确；D项，浓硫酸可与NH3反应生成(NH4)2SO4或NH4HSO4，不能用于干燥NH3，错误。
2．下列反应中，浓硫酸既表现出强氧化性，又表现出酸性的是( )
A．2NaCl(固)＋H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))Na2SO4＋2HCl↑
B．C＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
C．Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
D．Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
解析：选C 金属、金属氧化物(具有变价的金属元素处于低价态)与浓H2SO4反应时，浓H2SO4既表现出强氧化性又表现出酸性；非金属与浓H2SO4反应时，浓H2SO4只表现出强氧化性。
3.用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是( )
A．上下移动①中铜丝可控制生成SO2的量
B．②中选用品红溶液验证SO2的生成
C．③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D．为确认CuSO4生成，向①中加水，观察颜色
解析：选D 上下移动铜丝可以使铜丝与浓硫酸接触与分离，从而可以控制反应生成SO2的量，A项正确；SO2可使品红溶液褪色，B项正确；SO2有毒，要用NaOH溶液吸收处理，C项正确；反应液中硫酸的浓度较高，不能向①中加水，应将①中溶液沿器壁慢慢注入水中，D项错误。
eq \a\vs4\al(酸雨及其防治 SO\\al(2－,4)的检验)
1．酸雨及其防治
(1)酸雨的形成
酸雨是指pH＜5.6的降水，硫酸型酸雨形成的主要物质：硫的氧化物。
①空气中二氧化硫的主要来源：煤和石油等化石燃料的燃烧。
②二氧化硫形成酸雨的主要反应：
a．SO2＋H2OH2SO3；
b．2H2SO3＋O2===2H2SO4；
c．2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))2SO3；
d．SO3＋H2O===H2SO4。
(2)酸雨的危害
能直接破坏森林、草原和农作物，使土壤酸性增强，使湖泊酸化，会加速建筑物、桥梁等的腐蚀。
(3)酸雨的防治
①从实际情况出发，控制酸性物质的排放。
②从根本上解决问题，改变能源结构，开发利用氢能、风能、太阳能等清洁能源。
2．SOeq \\al(2－,4)的检验
(1)防止Ag＋的干扰
先加盐酸酸化能防止Ag＋的干扰，因为：Ag＋＋Cl－===AgCl↓。
(2)防止COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,3)的干扰
因为BaCO3、BaSO3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，如BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑。因此检验SOeq \\al(2－,4)时，必须用酸酸化，但不能用HNO3酸化，同理也不能用Ba(NO3)2溶液，因为在酸性条件下，NOeq \\al(－,3)具有强氧化性，SOeq \\al(2－,3)、HSOeq \\al(－,3)、SO2等会被溶液中的NOeq \\al(－,3)氧化成SOeq \\al(2－,4)，从而得出错误的结论。
(3)合理的操作
eq \x(被检液)eq \(――→,\s\up7(加足量),\s\d5(盐酸酸化))eq \x(无现象)eq \(――――→,\s\up7(滴加BaCl2),\s\d5(溶液))eq \x(有无白色沉淀)―→eq \x(有无SO\\al(2－,4))
1．酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光化学过程，在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如下：
下列有关说法不正确的是( )
A．光照是酸雨形成的必要条件之一
B．所涉及的变化均为氧化还原反应
C．污染指数越高形成酸雨的速率越快
D．优化能源结构能有效遏制酸雨污染
解析：选B 由图示可知，酸雨形成的两个途径中都需要光照的条件，故A正确；三氧化硫与水反应生成硫酸，没有元素化合价的变化，不属于氧化还原反应，故B错误；污染指数越高则二氧化硫含量越高，所以形成酸雨的速率越快，故C正确；优化能源结构能减少化石燃料的使用，使得排放的二氧化硫含量减少，能有效遏制酸雨污染，故D正确。
2．用可溶性钡盐检验SOeq \\al(2－,4)的存在时，先在待测溶液中加入盐酸，其作用是( )
A．形成较多的白色沉淀
B．使形成沉淀的纯度更高
C．排除SOeq \\al(2－,4)以外的其他阴离子及Ag＋的干扰
D．排除Ba2＋以外的其他阳离子的干扰
解析：选C BaSO4和BaCO3都不溶于水，但前者不溶于酸，后者可溶于稀盐酸，另外AgCl也不溶于盐酸。因此，在待测液中先加入盐酸，可以排除COeq \\al(2－,3)等阴离子及Ag＋的干扰。
3．甲、乙两位同学各设计一个实验来检验SOeq \\al(2－,4)，且都认为自己的试样中含有SOeq \\al(2－,4)，其方案如下：
回答以下问题：
(1)你认为甲、乙两位同学所设计的实验方案是否严谨，甲________(填“严谨”或“不严谨”，下同)、乙________，并说明理由：_________________________________________。
(2)如果你认为甲、乙方案均不严谨，请你设计一个合理的实验方案：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(2)检验SOeq \\al(2－,4)的正确实验操作是先向待检液中加入足量稀盐酸酸化，若无沉淀产生，再加入BaCl2溶液，看是否有不溶于盐酸的白色沉淀产生，从而作出相应判断。
答案：(1)不严谨 不严谨 甲没有排除Ag＋的干扰，乙没有排除SOeq \\al(2－,3)的干扰
(2)向试样中先加过量的盐酸酸化，无沉淀产生，然后再加入BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则说明含有SOeq \\al(2－,4)，若无沉淀生成，则说明不含SOeq \\al(2－,4)
[分级训练·课课过关]
1．下列有关浓硫酸的用途、反应现象与括号内的性质对应不正确的是( )
A．在化学实验中，浓硫酸可作SO2、CO2等气体的干燥剂(吸水性)
B．将浓硫酸滴到蔗糖表面，固体变黑膨胀，有刺激性气味气体产生(脱水性和酸性)
C．向滤纸上滴加浓硫酸，滤纸变黑(脱水性)
D．在冷浓硫酸中放入铁片无明显现象(强氧化性)
解析：选B 将浓硫酸滴到蔗糖表面，固体变黑膨胀体现浓硫酸的脱水性，有刺激性气味气体产生体现浓硫酸的氧化性，未体现酸性，B项错误。
2．某雨水样品刚采集时测得pH为4.8，放在烧杯中2小时后，再次测得pH为4.0。以下叙述正确的是( )
A．该雨水样品不属于酸雨
B．该雨水样品酸性没有变化
C．该雨水样品的pH降低的原因可能是继续吸收空气中的CO2
D．该雨水样品中的pH降低的原因可能是H2SO3逐渐被氧气氧化成H2SO4
解析：选D 题中雨水的pH小于5.6，属于酸雨，A项错误；溶液的pH越小，酸性越强，故某雨水样品刚采集时测得pH为4.8，放在烧杯中2小时后，再次测得pH为4.0，雨水样品的酸性逐渐增强，B项错误；可能是雨水样品中的H2SO3逐渐被空气中的氧气氧化成H2SO4，导致雨水的酸性增强，而不是继续吸收空气中的CO2导致的，C项错误，D项正确。
3．下列叙述正确的是( )
A．浓硫酸是一种具有强氧化性的干燥剂，能够干燥H2、O2等气体，但不能干燥有较强还原性的SO2气体
B．浓硫酸与碳单质反应，既表现了其强氧化性又表现了其酸性
C．工业上用98.3%的硫酸吸收SO3，目的是防止形成酸雾，使SO3吸收完全
D．为检验浓硫酸和铜反应后的产物，可以将水加入反应后的试管中，看是否出现蓝色溶液
解析：选C SO2虽然有较强的还原性，但浓硫酸与SO2不反应，所以浓硫酸能够干燥SO2气体，A错误；浓硫酸与C单质反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓) eq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，在此反应中，浓硫酸只表现了强氧化性，B错误；采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫，不会形成酸雾，吸收速率快，有利于三氧化硫的吸收，C正确；将水加入反应后的试管中，相当于将水加入浓硫酸中，易使水发生暴沸从而喷出伤人，D错误。
4．下列关于浓硫酸与Cu反应的叙述正确的是( )
A．在反应中，浓硫酸只表现出氧化性
B．该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶2
C．在反应中，浓硫酸既表现出氧化性，又表现出酸性
D．每1 ml铜参加反应就有2 ml浓硫酸被还原，同时生成2 ml SO2
解析：选C Cu和浓硫酸反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，分析反应前后元素化合价的变化可知，浓硫酸既表现出氧化性，又表现出酸性，该反应为氧化还原反应，在该反应中，每2 ml H2SO4参加反应其中只有1 ml H2SO4被还原，因此还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶1，每1 ml铜参加反应生成1 ml SO2。
5．下图表示物质A～F之间的转化关系，其中A为淡黄色固体物质，B、C为无色溶液，D为气体，E、F为白色沉淀。请填写下列各空：
(1)写出各物质的化学式：
A为________，B为________，C为________，
D为________，E为________，F为________。
(2)写出下列反应的化学方程式：
B→A：________________________________________________________________________。
B→C：________________________________________________________________________。
(3)写出C→F的离子方程式：________________________________________________________________________。
(4)在A～F六种物质中，既有氧化性又有还原性的是________(填字母)。
解析：常见淡黄色固体物质中能够和氧气反应的是S，则D为SO2，B为H2SO3，E为BaSO3，C为H2SO4，F为BaSO4。硫元素的最高价为＋6价，最低价为－2价，含有处于中间价态0价、＋4价的硫元素的物质(如S、SO2、H2SO3、BaSO3)既有氧化性又有还原性。
答案：(1)S H2SO3 H2SO4 SO2 BaSO3 BaSO4
(2)H2SO3＋2H2S===3S↓＋3H2O
H2SO3＋Cl2＋H2O===H2SO4＋2HCl
(3)SOeq \\al(2－,4)＋Ba2＋===BaSO4↓ (4)ABDE
实验
操作
实验
现象
a试管中铜丝表面有气泡逸出
b试管中的品红溶液逐渐变为无色
c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色
将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为蓝色
实验
结论
Cu和浓硫酸反应的化学方程式：
Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O