第3章 第2节 第2课时 硫酸的性质及应用 酸雨及其防治（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册（鲁科版2019）

第2课时　硫酸的性质及应用　酸雨及其防治 课程标准要求 学业质量水平 1.能列举、描述、辨识硫酸的物理和化学性质及实验现象，能用化学方程式、离子方程式正确表示硫酸的主要化学性质。 2.能从物质类别、元素价态的角度，依据复分解反应和氧化还原反应原理，预测硫酸的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。 3.能从物质类别和元素价态的视角说明硫酸的转化路径。 4.能根据硫酸的性质说明妥善保存、合理使用的常见方法。 5.能说明二氧化硫对环境的影响，能有意识运用所学的知识或寻求相关证据参与社会性议题的讨论。 1.能对硫酸及其变化进行描述和符号表征，能说明其性质与应用的关系。(水平1) 2.能通过实验探究硫酸的性质和变化规律。(水平2) 3.能分析二氧化硫对环境可能发生的影响，能提出降低其负面影响的建议。(水平3) 4.能根据物质的类别和化合价等说明或预测硫酸的性质，评估所做说明或预测的合理性。(水平4) 一、硫酸的性质及应用 1．物理性质：纯硫酸是无色、黏稠、难挥发的油状液体，密度较大，稀释时放出大量热。 2．化学性质 (1)强氧化性：硫酸中S处于最高价态(＋6价)，浓硫酸具有强的氧化性，能与许多物质发生氧化还原反应，是常见的氧化剂。 ①在加热的条件下能与铜和木炭发生反应，其化学方程式分别为： 2H2SO4(浓)＋CuCuSO4＋SO2↑＋2H2O、2H2SO4(浓)＋C2SO2↑＋CO2↑＋2H2O ②在常温下浓硫酸与铁、铝接触时，会使金属表面生成一层致密的氧化物薄膜而钝化，阻止内部金属继续与硫酸发生反应，因此冷的浓硫酸可以用铁质或铝质容器储存。 (2)脱水性：浓硫酸能按水的元素组成质量比脱去纸屑、棉花等所含有机化合物中的氢、氧元素，使这些有机化合物炭化。 (3)吸水性：能吸收气体中的水分，在实验室里常用于干燥不与它发生反应的气体。 强调　浓硫酸的脱水性是脱去有机物中的氢、氧原子形成水，而不是现成的水分子，吸水性是吸收物质中现成的水分子。 3．主要应用：硫酸既是化学实验室的重要试剂，也是重要的化工原料。工业上常用于制造化肥、农药、炸药、染料等，还用于石油精炼和金属加工等。 二、酸雨及其防治 1．酸雨的形成 排放到空气中的二氧化硫在氧气、水蒸气的共同作用下形成酸雾，随雨水降落就称为酸雨，这样所形成的酸雨常称为硫酸型酸雨。其反应的化学方程式为：2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O===H2SO4、SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4。 2．酸雨的危害：酸雨会严重威胁自然界的生态环境和人类的生存环境，会使湖泊酸化、土壤贫瘠、森林死亡、腐蚀建筑、饮用水中重金属元素含量增加等。 3．酸雨的防治 (1)改变能源结构，开发利用氢能、风能、太阳能等清洁能源消除污染源； (2)利用物理方法和化学方法对含硫燃料进行脱硫，对废气中的SO2进行回收处理等控制酸性物质的排放； (3)健全法律法规，严格规定污染物的排放标准，提高人们的环境保护意识等。 点拨　由于正常雨水溶解有二氧化碳，其pH约等于5.6，故一般把pH小于5.6的雨水称为酸雨。 1．巧判断(对的打“√”，错的打“×”) (1)浓硫酸具有氧化性，稀硫酸没有氧化性，不能发生氧化还原反应(×) (2)铜与热的浓硫酸发生反应，体现了浓硫酸的强氧化性和酸性(√) (3)铁、铝与冷的浓硫酸不发生反应，与热的浓硫酸发生反应(×) (4)浓硫酸涂到纸张上，使纸张变黑是由于脱去了其中的H和O而使之发生炭化(√) (5)酸雨是指pH小于7的酸性雨水(×) 2．在下列浓硫酸的用途、反应现象后的横线上写出浓硫酸对应的性质： (1)用浓硫酸干燥SO2、CO2等气体——吸水性 (2)将浓硫酸滴到蔗糖表面，蔗糖变黑膨胀，有刺激性气味放出——脱水性、强氧化性 (3)向滤纸上滴加浓硫酸，滤纸变黑——脱水性 (4)在冷浓硫酸中放入铁片无明显现象——强氧化性 (5)在热的浓硫酸中加入铜片有刺激性气体放出——强氧化性、酸性 (6)用熟石灰处理洒到地面上的浓硫酸——酸性 学习任务　浓硫酸的强氧化性及其反应规律 1．根据反应方程式Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O和Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑，分析硫酸在反应中表现的性质有什么不同？ 提示　浓硫酸和稀硫酸在反应中都表现氧化性，浓H2SO4的强氧化性是＋6价的硫元素表现的，不但可以氧化金属活动性顺序表中H前面的活泼金属，还可以氧化金属活动性顺序表中H后面的不活泼金属；稀H2SO4的弱氧化性是稀H2SO4电离出的H＋表现的，只能氧化金属活动性顺序表中H前面的金属。 2．过量的铜与一定量的浓硫酸反应时，硫酸能否全部参加反应？为什么？ 提示　不能。Cu是不活泼金属，只能与浓硫酸反应，与稀硫酸不反应，当过量Cu与一定量浓硫酸反应时，随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐减小，反应进行到一定程度时，浓硫酸变为稀硫酸，反应自动停止，硫酸不可能全部参加反应。 3．过量的锌与一定量的浓硫酸反应时，硫酸能否全部参加反应？为什么？ 提示　能。锌首先与浓硫酸发生反应：Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，随着反应的进行，硫酸的浓度减小，锌还会与稀硫酸进一步反应，Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑，故生成的气体为SO2和H2的混合气体，硫酸能够全部参加反应。 (1)使Fe、Al钝化：常温下，Fe、Al遇到浓H2SO4表面会生成一层致密的氧化膜而出现“钝化”现象。“钝化”并不是不反应，而是表面生成的致密的氧化膜阻止了内部金属与浓硫酸继续反应。在加热条件下，Fe、Al与浓硫酸会发生反应，如2Fe＋6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O。 (2)足量浓H2SO4与金属活动顺序表中氢之前的活泼金属反应：依次生成SO2 、H2，如Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O， Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。 (3)与金属活动顺序表中氢之后的不活泼金属(除Au、Pt外)反应： 如Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，随着反应的进行，H2SO4浓度变小，一旦变为稀H2SO4，反应就会停止。 (4)与非金属反应：如C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，其规律为：①反应需要加热；②氧化产物是最高价的氧化物(或对应酸)，还原产物为SO2；③浓H2SO4只表现氧化性。 1．下列事实与原因对应关系正确的是(　　) A．在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液质量增大——浓硫酸具有难挥发性 B．浓H2SO4滴在纸上，使纸变黑——浓硫酸具有脱水性 C．浓硫酸与蔗糖作用有海绵状的炭生成——浓硫酸具有吸水性 D．浓硫酸可与铜反应——浓硫酸的强酸性 B　[在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液质量增大是因为浓硫酸具有吸水性，吸收了空气中的水分；浓H2SO4滴在纸上，使纸变黑是由于浓硫酸具有脱水性，使纸炭化了；浓硫酸与蔗糖作用有海绵状的炭生成是因为浓硫酸具有脱水性使蔗糖发生了炭化；浓硫酸能与金属铜的反应是由于浓硫酸具有强氧化性，同时也显示了浓硫酸的强酸性。] 2．在50 mL 18 mol·L－1的浓硫酸中加入足量铜片并加热，充分反应。下列有关说法中正确的是(　　) A．有0.9 mol的硫酸参加反应 B．有0.45 mol的硫酸被还原 C．充分反应后体系中无硫酸剩余 D．消耗铜的物质的量一定少于0.45 mol D　[浓硫酸具有强氧化性，在加热的条件下可以与铜发生反应，但随着反应的进行，硫酸变稀，氧化性变弱，与Cu的反应就会停止。因此参与反应的硫酸的物质的量一定少于0.9 mol，被还原的硫酸一定少于0.45 mol，参与反应的铜的物质的量也一定少于0.45 mol。] [归纳总结]　中学阶段两个“量变”到“质变”反应： MnO2与浓盐酸的反应；Cu与浓硫酸的反应。 某公路上两辆罐车在行驶时不慎追尾，导致其中一辆罐车内装的浓硫酸发生泄漏。现场几名工人在公路上铺洒石灰。一辆汽车正在向泄漏有浓硫酸的沟渠里灌注液态石灰。 (1)现场使用石灰处理，这是利用的什么性质？写出反应的化学方程式。 提示　铺洒石灰利用了硫酸的酸性，石灰和浓硫酸发生复分解反应，化学方程式为Ca(OH)2＋H2SO4===CaSO4＋2H2O。 (2)生活生产中常用铁质容器储存和运输浓硫酸，是不是常温下铁不能与浓硫酸反应？请解释原因。 提示　铁质容器储存和运输浓硫酸，不是常温下铁不能与浓硫酸反应，而是发生反应在铁的表面形成致密的氧化膜，隔绝铁与浓硫酸的接触，发生钝化。 学科网（北京）股份有限公司 $$