苏教版高中化学必修第一册专题4硫与环境保护课时学案

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专题整合

硫与环境保护含硫化合物的性质二氧化硫的性质酸性氧化物的通性还原性漂白性硫酸的工业制备和性质用硫铁矿制备硫酸浓硫酸的吸水性和脱水性浓硫酸的强氧化性硫及其化合物的相互转化含硫物质之间的转化不同价态含硫物质之间的转化相同价态含硫物质之间的转化氧化还原反应方程式的配平防治二氧化硫对环境的污染自然界中的硫循环酸雨及其治理酸雨的形成和危害硫酸型酸雨的治理空气质量评价空气质量指数对雾霾的认识

一、明辨二氧化硫的各种性质
SO2不能使酸碱指示剂褪色;SO2能使品红溶液褪色,是因为其具有漂白性;SO2能使KMnO4溶液、溴水褪色,是因为其具有还原性;SO2能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,是因为其是酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性。
[典例1]下列关于SO2的叙述,正确的是(　　)
A.SO2具有漂白性,因而可以使石蕊试液褪色
B.大气中SO2的主要来源是汽车排出的尾气
C.SO2是硫酸的酸酐
D.SO2既可以是含硫物质的氧化产物,又可以是含硫物质的还原产物
解析:SO2具有漂白性,能够漂白品红溶液,但不能使石蕊试液褪色,SO2是酸性氧化物,与水反应产生H2SO3,因而可以使石蕊试液变为红色,A错误;SO2的主要来源是煤等含有S元素的物质的燃烧,B错误;SO2与水反应产生H2SO3,因而SO2是亚硫酸的酸酐,C错误;S、H2S等物质发生燃烧,其中的S元素被氧化产生SO2,浓硫酸与Cu等发生氧化还原反应,S被还原产生SO2,因此SO2既可以是含硫物质的氧化产物,又可以是含硫物质的还原产物,D正确。
答案:D
[跟踪训练1]等物质的量的SO2、Cl2通入水中,所得的溶液(　D　)
A.具有中性、漂白性
B.具有酸性、漂白性
C.只有漂白性
D.只有酸性
解析:因SO2和等物质的量的Cl2发生反应:SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl,使所得溶液只有酸性,无漂白性。
二、二氧化硫和二氧化碳的比较与鉴别方法
(1)二氧化硫具有漂白性,若将两者分别通入品红溶液中,能使品红溶液褪色的是二氧化硫,不能褪色的是二氧化碳。
(2)二氧化硫具有强还原性,若将两者分别通入溴水中,能使溴水褪色的是二氧化硫,不能褪色的是二氧化碳。
(3)两者都能使澄清石灰水变浑浊,过量时溶液又变澄清,所以不能用澄清石灰水鉴别二氧化硫和二氧化碳。
[典例2]下列溶液中能用来区别SO2和CO2气体的是(　　)
①澄清石灰水　②氢硫酸　③氯水　④酸性高锰酸钾溶液　⑤氯化钡溶液　⑥品红溶液
A.①⑤ B.③④⑤
C.②⑥ D.②③④⑥
解析:①因二氧化硫和二氧化碳均能与澄清石灰水反应生成白色沉淀,故不能鉴别;②只有二氧化硫能与氢硫酸反应生成S沉淀,二氧化碳不能,现象不同,故能鉴别;③因二氧化硫与氯水发生氧化还原反应,观察到氯水颜色变浅或消失,而二氧化碳与氯水不反应,故能鉴别;④因二氧化硫与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,观察到溶液褪色,而二氧化碳与高锰酸钾溶液不反应,故能鉴别;⑤因二氧化硫和二氧化碳均不与氯化钡溶液反应,故不能鉴别;⑥因二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,而二氧化碳不能,故能鉴别。
答案:D
[跟踪训练2]检验SO2中是否混有CO2气体,可采用的方法是(　D　)
A.通过品红溶液
B.先通过足量NaOH溶液,再通入澄清石灰水
C.通过澄清石灰水
D.先通过过量酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水
解析:A项,检验出的是SO2,不能检验CO2;B项,不管是否混有CO2,都不会产生白色沉淀;C项,不管是否混有CO2,都会产生白色沉淀;D项,过量酸性KMnO4溶液能将SO2完全吸收,再通过澄清石灰水,若有白色沉淀产生,则SO2中一定混有CO2,若无沉淀产生,则SO2中没有CO2。
三、浓硫酸的三大特性
(1)吸水性:浓硫酸具有吸收现成的水(如气体中、液体中的水分子,以及固体中的结晶水等)的性能,原因是H2SO4分子与水分子可形成一系列稳定的水合物。因浓硫酸有吸水性,故不可将其暴露于空气中,防止其吸收空气中的水蒸气。
(2)脱水性:浓硫酸可将许多有机物(尤其是糖类,如纤维素、蔗糖等)脱水。
(3)强氧化性:它的氧化作用是由H2SO4分子中+6价的硫元素产生的,其还原产物为SO2而不是H2,加热时,大多数金属(Au和Pt除外)可被浓硫酸氧化。一定量的浓硫酸与足量活泼金属(如Zn)发生反应时,开始发生反应
Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O,
当H2SO4的浓度降低后,发生反应
Zn+H2SO4(稀)ZnSO4+H2↑。
[典例3]下列关于浓盐酸和浓硫酸的叙述正确的是(　　)
A.都具有吸水性和强氧化性
B.分别露置在空气中,容器内溶质的物质的量浓度都降低
C.常温下能和铝很快反应,放出气体
D.分别露置在空气中,容器内溶质的质量都变小
解析: 盐酸无吸水性,A错误;两者露置于空气中,溶质的物质的量浓度都降低,浓盐酸是由于挥发性,浓硫酸则是吸收空气中的水,B正确,D错误;浓硫酸常温下能使铝钝化,不会产生气体,C错误。
答案:B
[跟踪训练3]盐酸、硫酸和硝酸都是中学阶段常见的“三大酸”成员。现就其与金属铜反应的情况,回答下列问题:
(1)稀盐酸不与Cu反应,若在稀盐酸中加入H2O2后,则可使铜顺利溶解。该反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　。 
(2)在一定体积的10 mol·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0.9 mol,则浓硫酸的实际体积　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)180 mL。 
(3)根据如图操作及现象推断酸X为　　　　(填序号)。 

a.浓盐酸 b.浓硫酸
解析:(1)根据题意可知,在盐酸存在的条件下,H2O2与铜发生氧化还原反应,H2O2作氧化剂,铜作还原剂。(2)只有浓硫酸才能和Cu发生氧化还原反应,稀硫酸和Cu不反应,所以被还原的硫酸为0.9 mol时,浓硫酸的实际体积必须大于根据方程式计算的理论值。(3)将酸X加入铁中,铁粉未见溶解;加水后溶解,向反应后的溶液中滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,均说明是浓硫酸。
答案:(1)Cu+H2O2+2HCl2H2O+CuCl2
(2)大于
(3)b

(以下选择题有1个或2个选项符合题意)
1.根据SO2通入不同溶液中的实验现象,所得结论不正确的是(　D　)
选项
溶液
现象
结论
A
溴水
溶液橙黄色褪去
SO2有还原性
B
H2S溶液
产生黄色沉淀
SO2有氧化性
C
酸性KMnO4溶液
溶液紫色褪去
SO2有还原性
D
含NaOH的酚酞溶液
溶液红色褪去
SO2有漂白性
解析:SO2与溴水反应生成硫酸和氢溴酸,该反应中SO2中+4价S元素被氧化生成+6价的硫酸,二氧化硫被氧化,表现了还原性,A正确;SO2与H2S反应生成S单质,该反应中SO2中+4价S元素被还原生成0价的单质S,二氧化硫被还原,表现了氧化性,B正确;在水溶液中酸性高锰酸钾能将二氧化硫氧化成硫酸,自身被还原为无色的二价锰离子,体现二氧化硫的还原性,C正确;二氧化硫为酸性氧化物,能够与碱反应,使溶液的碱性减弱,所以SO2通入含NaOH的酚酞溶液,溶液褪色,这与其漂白性无关,D错误。
2.已知2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。下列有关操作、装置、原理及对现象的表述正确的是(　A　)

A.用装置甲高温分解FeSO4,点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间N2
B.用装置乙可检验分解产生的SO2,现象是石蕊试液先变红后褪色
C.用装置丙可检验分解产生的SO3,现象是产生白色沉淀
D.用装置丁可吸收尾气,避免污染环境
解析:A项,点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间N2,排除装置中的空气,避免空气中氧气的干扰,正确;B项,装置乙不能检验分解产生的SO2,产物中有SO3对SO2的检验造成干扰,并且SO2只能使石蕊试液变红,错误;C项,SO3极易溶于水,当混合气体经过乙时,SO3会被吸收,所以要想检验SO3,应该把乙和丙的位置互换,错误;D项,装置丁中饱和NaHSO3溶液不能吸收SO2,错误。
3.浓硫酸与下列物质作用时,既表现氧化性,又表现酸性的是(　A　)
①炽热的木炭　②H2S气体　③Cu(加热条件下)　④FeO　⑤NH3　⑥蔗糖　　⑦CuSO4·5H2O　⑧铁、铝(常温下)
A.③④ B.①②⑤⑧
C.①②③④⑦ D.⑥⑦
解析:浓硫酸与①炽热的木炭、②H2S反应及⑧常温下Fe、Al遇浓硫酸发生钝化,浓硫酸只表现氧化性;浓硫酸与⑤NH3反应时只表现酸性;浓硫酸使⑥蔗糖炭化并膨胀,表现的是浓硫酸的脱水性和氧化性;浓硫酸与⑦CuSO4·5H2O反应,表现的是浓硫酸的吸水性;浓硫酸与③Cu(加热条件下)、④FeO作用时,既表现氧化性,又表现酸性,故选A。
4.某研究小组成员设计鉴别浓硫酸和稀硫酸的如下方案,不合理的是(　B　)
选项
操作
结论
A
将火柴梗伸入溶液中
变黑者为浓硫酸
B
加入金属铝片
产生刺激性气味的为稀硫酸
C
分别加入盛水的试管中
放热者为浓硫酸
D
加到CuSO4·5H2O晶体中
变白者为浓硫酸
解析:向稀H2SO4中加入金属铝片后,产生无色无味的气体,B不合理。
5.已知X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖变黑。A与X反应的转化关系如图所示,其中反应条件及部分产物均已略去,则下列有关说法正确的是(　AD　)

A.X使蔗糖变黑主要体现了X的脱水性
B.若A为铁,则足量A与X在室温下即可完全反应
C.若A为碳单质,则将C通入少量的澄清石灰水中,一定可观察到有白色沉淀产生
D.工业上,B转化为D的反应条件为高温、常压、使用催化剂
解析:X为浓硫酸,使蔗糖变黑体现了浓硫酸的脱水性,A正确;常温下,铁遇浓硫酸会发生钝化,B错误;若A为碳单质,则C为CO2,过量的CO2通入澄清石灰水中没有沉淀产生,C错误;工业上,SO2转化成SO3是500 ℃左右、常压、在催化剂作用下进行的,D正确。
专题4　检测试题
选题表
　　　难易度
知识点　　　
易
中
难
二氧化硫的性质
3
12
17
硫酸的制备与
性质、硫酸盐
5,7,9
10

含硫物质的转化
2,6
11
19,20
酸雨及防治、
空气质量评价
1,4
16

综合应用
8
13,14,15
18
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1.“绿水青山就是金山银山”,事关经济高质量发展和美丽中国建设。下列做法不利于造就“绿水青山”的是(　A　)
A.大量使用石油、煤炭
B.研发新能源汽车,减少尾气排放
C.植树造林,抑尘防沙
D.推广使用燃煤脱硫技术,防治SO2污染
解析:加大石油、煤炭的使用,导致向空气中排放大量空气污染物,不利于造就绿水青山,故A符合题意;研发新能源汽车,减少尾气排放,有利于造就绿水青山,故B不符合题意;植树造林,抑尘防沙,可以减少空气中灰尘颗粒,减少雾霾的产生,有利于造就绿水青山,故C不符合题意;推广使用燃煤脱硫技术,防治SO2污染,可以减少二氧化硫对空气污染,减少酸雨的发生,有利于造就绿水青山,故D不符合题意。
2.下列物质中,既有氧化性又有还原性的化合物是(　C　)
A.S B.H2S
C.Na2SO3 D.SO3
解析:处于最高价的元素的微粒具有氧化性,处于最低价的元素的微粒具有还原性,而处于中间价态的元素的微粒既有氧化性又有还原性。S中元素的化合价为0价,为中间价态,则S既有氧化性又有还原性,但不是化合物,A项错误;H2S中S元素的化合价为-2价,为最低价,则H2S具有还原性,B项错误;Na2SO3中S元素的化合价为+4价,为中间价态,则Na2SO3既有氧化性又有还原性,C项正确;SO3中S元素的化合价为+6价,为最高价,则SO3只有氧化性,D项错误。
3.下列有关SO2的说法不正确的是(　D　)
A.属于酸性氧化物
B.属于城市空气质量日报的物质
C.水溶液能使紫色石蕊试液变红
D.因为具有强氧化性,所以能漂白品红
解析:SO2能漂白品红不是因为其具有强氧化性,而是因为SO2可以与某些有机色质化合成无色物质,D不正确。
4.下列对酸雨和雾霾的理解正确的是(　C　)
A.酸雨是指pHSO2
C.对比实验②和③可知酸性:H2SO4>HCl>H2SO3
D.由实验可知浓硫酸具有强酸性、难挥发性、氧化性、脱水性
解析:实验①生成红棕色气体是溴蒸气,实验②白雾是氯化氢,浓硫酸能将溴离子氧化成溴单质,而不能将氯离子氧化成氯气,与同一种氧化剂在相同条件下反应,溴离子被氧化成溴单质,而氯离子不能被氧化成氯气,说明还原性:Br->Cl-,A正确;实验③生成的是二氧化硫气体,非氧化还原反应,而且亚硫酸钠与溴化钠不是同一类型,所以不能比较Br2、SO2的氧化性,B错误;实验②白雾说明氯化氢易挥发,不能说明酸性:H2SO4>HCl,而实验③生成的是二氧化硫气体,非氧化还原反应,是强酸制弱酸,能说明酸性:H2SO4>H2SO3,C错误;实验中不能得知浓硫酸具有脱水性,D错误。
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.把碎纸片b补充到a中,可得到一个完整的离子方程式(未配平)。下列说法正确的是(　CD　)

A.反应物微粒是S、SO32-、OH-
B.该反应可能在酸性条件下进行
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
D.2 mol S参加反应时,转移的电子数为NA
解析:碱性条件下,S与氢氧根离子反应生成S2-和SO32-,反应的离子方程式为3S+6OH-2S2-+SO32-+3H2O,反应中部分S的化合价从0价升高到+4价,部分S的化合价从0价降低到-2价,则反应物微粒是S、OH-,A错误;酸性条件下,不能有OH-参加或生成,B错误;化合价降低的硫作氧化剂,化合价升高的S作还原剂,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,C正确;反应中3 mol S转移4 mol 电子,则2 mol S参加反应时,转移的电子为2mol×4mol3mol=83 mol,D正确。
12.某同学用设计的微型实验装置验证SO2的性质,通过分析实验,下列结论表达正确的是(　D　)

A.a棉球褪色,验证SO2具有氧化性
B.b棉球褪色,验证SO2具有还原性
C.c棉球蓝色褪去,验证SO2具有酸性氧化物的性质
D.可以使用高锰酸钾溶液或烧碱溶液吸收尾气
解析:a棉球中品红溶液褪色,验证SO2具有漂白性,A错误;b棉球褪色,SO2与碱液反应,碱性减弱,棉球褪色,验证SO2具有酸性氧化物的性质,B错误;碘与SO2和水反应生成氢碘酸和硫酸,碘单质反应完全,c棉球蓝色褪去,验证SO2的还原性,C错误;SO2具有强的还原性,能够被高锰酸钾溶液氧化成硫酸,SO2具有酸性氧化物的性质,可以被碱液吸收,D正确。
13.下列叙述正确的是(　CD　)
A.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氢气、氧气、氨气等气体,但不能干燥有较强还原性的HI、H2S等气体
B.浓硫酸与单质硫反应的方程式为S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O,在此反应中,浓硫酸既表现了其强氧化性又表现了其酸性
C.把足量铜粉投入到含2 mol H2SO4的浓硫酸中,反应后得到标准状况下气体体积不足22.4 L
D.工业上常用电解熔融的氧化铝生产金属铝,如果电解熔融的氧化镁,也能得到金属镁
解析: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(NH3),A错误;金属与浓硫酸反应时,生成相应的盐和SO2,此时浓硫酸显酸性和强氧化性,而与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,B错误;Cu与浓H2SO4反应时,浓H2SO4浓度逐渐降低,当降到一定程度变为稀H2SO4时,反应自行停止,故产生的SO2在标准状况下不足22.4 L,C正确;氧化铝是离子化合物,工业上常用电解熔融的氧化铝生产金属铝,氧化镁也是离子化合物,如果电解熔融的氧化镁,也能得到金属镁,D正确。
14.香烟烟雾中含有CO、CO2、SO2、H2O等气体,用①无水硫酸铜、②澄清石灰水、③红热CuO、④碱石灰(CaO和NaOH的混合物)、⑤品红溶液、⑥酸性KMnO4溶液等药品可将其一一检出,检测时香烟烟雾通入药品的顺序是①→⑤→⑥→⑤→②→④→②→③→②,则以下有关说法不正确的是(　B　)
A.利用无水硫酸铜检出水蒸气的存在
B.利用酸性KMnO4溶液检出CO的存在
C.利用澄清石灰水检出CO2的存在
D.利用品红溶液检出SO2的存在
解析:利用无水硫酸铜遇水由白色变蓝色,首先用无水硫酸铜检测香烟烟雾中水的存在,因为后面一些步骤中会有水产生,而且空气中的水蒸气也可能会影响检测结果,A正确;酸性KMnO4溶液与CO不反应,无法检测CO的存在,应该用红热CuO来检测CO的存在,B错误;因为SO2也能使澄清石灰水变浑浊,所以先检测并完全除去SO2之后,再用澄清石灰水检出CO2的存在,C正确;香烟烟雾含有的CO、CO2、SO2、H2O等气体中只有SO2具有漂白性,可用品红溶液检出SO2的存在,因为SO2也能使澄清石灰水变浑浊,所以应该在检测CO2之前先检测SO2,然后再除去SO2,以避免对后面CO2的检测造成干扰,D正确。
15.某溶液X中可能含有下列离子中的若干种:Cl-、SO42-、SO32-、HCO3-、Na+、Mg2+、Fe3+,所含离子的物质的量浓度均相等。为了确定该溶液的组成,某同学取100 mL上述溶液X,进行了如下实验:
(1)向溶液X中加入足量的Ba(OH)2溶液,得到白色沉淀;
(2)将(1)的反应混合液过滤,将足量盐酸加入沉淀中,沉淀部分溶解且产生气体。
下列说法正确的是(　B　)
A.(2)中产生的气体可能是CO2或SO2
B.溶液X中一定存在Na+、Mg2+、SO42-、HCO3-
C.溶液X中一定不存在Fe3+,可能存在Cl-
D.(1)中产生的白色沉淀一定含有BaSO4,可能含有BaSO3
解析:溶液与Ba(OH)2反应生成白色沉淀,则一定不含Fe3+,且(1)中产生的白色沉淀与足量盐酸反应,沉淀部分溶解且产生气体,则白色沉淀中一定有BaSO4,一定存在SO42-,存在HCO3-、SO32-中至少一种。根据所含离子的物质的量浓度均相等,可推知一定要有Mg2+才能使电荷守恒,但Mg2+与SO32-不能共存,所以一定有HCO3-,综上所述一定存在Na+、Mg2+、SO42-、HCO3-,一定不存在Fe3+、Cl-、SO32-。
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(10分)下表是某城市某日空气质量报告:
污染指数
首要污染物
空气质量级别
空气质量状况
55
SO2
Ⅱ
良
该市某校研究性学习小组对表中首要污染物SO2导致酸雨的成因进行探究。
实验一:用如图所示装置进行实验。

(1)A装置的作用是　　　　(填“干燥”或“氧化”)SO2气体。 
(2)实验过程中,B装置内石蕊试纸的颜色没有发生变化,C装置内湿润的蓝色石蕊试纸变　　　　(填“蓝色”“红色”或“不变色”),说明SO2与水反应生成一种酸。 
(3)D装置的作用是　　　　　,并写出化学方程式:　 。 
实验二:
(4)往盛有水的烧杯中通入SO2气体,测得所得溶液的pH　　　　(填“>”“=”或“