专题4 第3单元 防治二氧化硫对环境的污染-【金版教程】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册创新导学案word（苏教版2019）

化学　必修 第一册 第三单元　防治二氧化硫对环境的污染 1.了解自然界中硫元素的循环。2.了解酸雨的成因、危害及防治方法，形成良好的环境保护意识，了解可持续发展的重大意义。3.了解雾霾的形成及防治办法和空气质量评价，培养合理利用自然资源的观念。 一、自然界中的硫循环 二、酸雨及其治理 1.酸雨的定义：pH小于5.6的雨水。 2.二氧化硫的来源 （1）含硫化石燃料的燃烧。 （2）含硫金属矿石的冶炼。 （3）硫酸厂的废气。 3.硫酸型酸雨的形成过程 写出标号表示的反应的化学方程式： ①O2＋2SO22SO3； ②SO2＋H2OH2SO3； ③SO3＋H2O===H2SO4； ④2H2SO3＋O2===2H2SO4。 4.酸雨的危害 （1）酸化江河湖泊，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。 5.硫酸型酸雨的防治 （1）消除污染源，研究开发新能源。 （2）对含硫燃料进行脱硫处理。 （3）对含二氧化硫废气进行处理或回收利用。 三、空气质量评价 1.空气质量指数（AQI） （1）定义：根据空气中细颗粒物（PM2.5）、可吸入颗粒物（PM10）、二氧化硫、二氧化氮、臭氧和一氧化碳的浓度计算出的数值。 （2）与空气质量的关系 AQI越小，空气质量越好，对人体健康的危害就越小。 （3）空气质量指数的确定 ①测定空气中各污染物的浓度； ②将各种污染物的浓度换算为质量指数； ③确定指数最大的污染物为首要污染物，首要污染物的质量指数即空气质量指数。 2.雾霾 （1）定义：大量极细微的颗粒物均匀地悬浮在空气中，容易吸附空气中的水蒸气形成雾滴，使空气水平能见度小于10 km的空气混浊现象。 （2）颗粒物的化学组成及分类 　判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）大气中的硫能以酸雨的形式进入土壤。（　　） （2）CO2和SO2都会导致酸雨的形成。（　　） （3）凡是呈酸性的雨水都称为酸雨。（　　） （4）燃煤中加入石灰石可防治酸雨。（　　） （5）NO2、SO2、PM2.5、N2均属于空气污染物。（　　） （6）空气质量指数越高，空气质量越好。（　　） 答案：（1）√　（2）×　（3）×　（4）√　（5）×　（6）×　 启思研讨　教师独具内容 直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题，将烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，最终生成硫酸钙。 [问题探究] 1.煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题有哪些？ 提示：温室效应、酸雨、粉尘污染。 2.在烟气脱硫时控制浆液的pH，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙，写出反应化学方程式。 提示：Ca（HSO3）2＋O2===CaSO4↓＋H2SO4 知识点　常见的消除SO2对环境污染的方法 1.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、O2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＋SO2CaSO3，2CaSO3＋O2===2CaSO4，总反应方程式为2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。 2.石灰石——石膏法 将石灰石粉末加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔，与烟气充分接触混合并氧化，最终生成石膏（CaSO4·2H2O）。其化学方程式为CaCO3＋SO2===CaSO3＋CO2，2CaSO3＋O2===2CaSO4，总反应方程式为2CaCO3＋2SO2＋O2===2CaSO4＋2CO2。 3.氨脱硫法 该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为2NH3＋SO2＋H2O===（NH4）2SO3，2（NH4）2SO3＋O2===2（NH4）2SO4。 4.双碱脱硫法 先利用烧碱吸收SO2，再利用熟石灰浆液进行再生，再生后的NaOH碱液可循环使用，化学反应原理为 （1）吸收反应：2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，2Na2SO3＋O2===2Na2SO4。 （2）再生反应：Na2SO3＋Ca（OH）2===CaSO3↓＋2NaOH，Na2SO4＋Ca（OH）2===CaSO4↓＋2NaOH。 [知识拓展]　常见的环境问题及其危害 （1）酸雨 主要是由SO2和氮氧化物造成的；能使土壤酸化、腐蚀建筑物等。 （2）光化学烟雾 主要是由氮氧化物、碳氢化合物造成的；危害人体健康，影响植物生长。 （3）臭氧空洞 主要是由氮氧化物、氟氯代烃等的排放引起的；使地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧。 （4）温室效应 主要是由大气中CO2含量的不断增加造成的；会使全球气候变暖。 （5）白色污染 形成原因是聚乙烯塑料的大量使用以及随意丢弃；会破坏土壤结构和生态环境。 （6）赤潮和水华 形成原因是含氮、磷等营养成分的生活污水和工农业废水的任意排放；会使藻类过度繁殖，水质恶化，鱼类死亡，若发生在淡水中称为水华，发生在海水中称为赤潮。 1.下列有关酸雨的说法不正确的是（　　） A.二氧化碳的排放是形成酸雨的主要原因 B.煤和石油等化石燃料的燃烧除产生CO2外，还产生SO2 C.酸雨的pH小于5.6 D.为减少酸雨的产生，可采取的措施是对燃料进行脱硫 答案：A 2.形成酸雨的原理之一可简示为 含硫燃料AB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）。 a.Ca（OH）2 b.Na2CO3 c.CaCl2 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（CaSO4·2H2O）。写出有关反应的两个化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：（1）SO2　SO3　（2）ab （3）SO2＋2OH－===SO＋H2O （4）SO2＋Ca（OH）2===CaSO3＋H2O， 2CaSO3＋O2＋4H2O===2[CaSO4·2H2O 本课总结 自我反思：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 随堂提升 1.环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，下列各项中与环境问题无关的是（　　） A.温室效应 B.光化学烟雾 C.臭氧层空洞 D.潮汐 答案：D 2.如图有关硫元素循环的说法不合理的是（　　） A.煤、石油中的硫元素燃烧时能生成SO2 B.动物尸体腐败过程产生的H2S气体会进入大气 C.循环过程中硫元素既发生氧化反应又发生还原反应 D.大气中的硫元素会全部转化成H2SO4随雨水降到土壤里 答案：D 解析：大气中的硫元素只有部分转化成H2SO4随雨水降到土壤里，D不合理。 3.PM2.5是指大气中直径小于2.5 μm的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。部分城市已将PM2.5列入空气质量指数。下列有关说法中不正确的是（　　） A.空气中PM2.5含量较高时，容易引起呼吸系统疾病 B.国家应该大力开发和使用太阳能、风能、天然气等可再生能源来降低环境污染 C.PM2.5在空气中不一定能形成气溶胶 D.研制开发燃料电池汽车，减少机动车尾气排放，在某种程度上可以减少空气中PM2.5含量 答案：B 4.某企业利用下列流程综合处理工厂排放的含有二氧化硫的烟气，以减少其对环境造成的污染。下列有关说法正确的是（　　） A.二氧化硫吸收塔中发生的反应为SO2＋SO＋H2O===2HSO B.氨气吸收塔中发生的反应为HSO＋OH－===H2O＋SO C.上述流程利用的是氧化还原反应原理 D.上述流程中二氧化硫可循环利用 答案：A 解析：氨气吸收塔中亚硫酸氢铵和氨气反应生成亚硫酸铵，反应的离子方程式为HSO＋NH3===NH＋SO，故B错误；题述流程中没有元素的化合价发生变化，不涉及氧化还原反应，故C错误；题述流程中可循环利用的物质是（NH4）2SO3，故D错误。 5.我国新修订的《环境保护法》使环境保护有了更严格的法律依据。 （1）某年，全国多个省市曾出现过严重的雾霾天气。导致雾霾形成的主要污染物是　　　　（填字母）。 A.O2 B.CO2 C.PM2.5 （2）煤炭直接燃烧会引起多种环境问题。燃煤产生的SO2增加了_________形成的可能；燃煤排放出大量CO2，CO2浓度增加会加剧_________效应，引起地球表面温度上升。 （3）向燃煤中加入石灰石作为脱硫剂，可以减少煤燃烧时产生的SO2。发生反应的化学方程式为____________________________________。 （4）随着社会发展，空气质量逐渐成为公众的焦点。下表是某市某日的大气检测数据，则该市这天AQI（空气质量指数）的数值是_________。 检测内容 SO2 NO2 CO O3 PM10 PM2.5 指数 28 24 43 38 103 78 （5）硝酸型酸雨的形成主要是由汽车排放的尾气所致，汽车尾气中的氮氧化物可以用氨处理。例如，氨与二氧化氮在催化剂作用下反应生成的均是对空气无污染的物质，请写出此时氨与二氧化氮反应的化学方程式：____________________________________。 答案：（1）C　（2）酸雨　温室 （3）2CaCO3＋O2＋2SO22CaSO4＋2CO2 （4）103　 （5）6NO2＋8NH37N2＋12H2O 课时作业 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★ ★★ ★★★ 对点 二氧化硫的性质 二氧化硫对空气的污染 含硫物质的性质 含硫物质的转化 二氧化硫的性质 二氧化硫对空气的污染 燃煤脱硫 含硫物质的反应 含硫物质的转化 含硫物质的转化 雾霾的形成 含硫物质的性质 燃煤脱硫 一、选择题（每小题只有1个选项符合题意） 1.下列气体中，无色有毒、能污染大气，能用碱液吸收的是（　　） A.一氧化碳 B.二氧化碳 C.二氧化硫 D.氯气 答案：C 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 答案：C 解析：酸雨中还有H2SO3、硫酸盐等，C错误。 3.火山喷发时放出的各种气体中危害比较大的气体是硫化氢和二氧化硫。下列说法正确的是（　　） A.氢硫酸是弱酸，可与碱、碱性氧化物反应 B.溶有SO2的雨水不会对土壤、水源产生污染 C.SO2常温下可使品红溶液褪色，褪色的溶液加热也不发生变化 D.SO2气体大量排放会引起温室效应 答案：A 4.某市为了降低燃煤产生的SO2的排放量，采取了许多有力的措施。措施之一是推广使用低硫煤，并向煤中加生石灰，可减少SO2的排放，此法称为“钙基固硫”。这种煤燃烧后，大部分硫元素的最终存在形式为（　　） A.CaS B.CaSO3 C.CaSO4 D.SO2 答案：C 解析：硫燃烧生成SO2：S＋O2SO2，SO2与生石灰反应：SO2＋CaO===CaSO3，由于CaSO3具有还原性，易被氧气氧化：2CaSO3＋O2===2CaSO4，故大部分硫元素最终以CaSO4的形式存在。 5.下列说法正确的是（　　） A.焦炭炼铁、发酵粉烘焙糕点均会产生温室气体 B.二氧化硫能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色，体现了其漂白性 C.二氧化硫使溴水褪色，是因为二氧化硫具有漂白性 D.雨水样品在空气中放置2小时后，测得pH变小，因为样品吸收了空气中的CO2 答案：A 解析：SO2能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，体现了其酸性氧化物的通性，B错误；二氧化硫使溴水褪色，是因为二氧化硫具有还原性，C错误；雨水样品在空气中放置2小时后，测得pH变小，是因为雨水中的亚硫酸被氧化为硫酸，D错误。 6.下列说法正确的是（　　） A.SO2是大气污染物之一，主要来自化石燃料的燃烧和工厂排放的废气 B.可以用饱和NaHSO3溶液来吸收燃煤和工业生产中排放的SO2废气 C.向煤中加入适量石灰石，使煤燃烧产生的SO2最终生成CaSO3，可减少对大气的污染 D.大量燃烧化石燃料排放的废气中含CO2、SO2，从而使雨水的pH＝5.6，形成酸雨 答案：A 解析：SO2不溶于饱和NaHSO3溶液，可用碱液来吸收SO2废气，B错误；向煤中加入适量石灰石，使煤燃烧产生的SO2最终生成CaSO4，C错误；雨水的pH<5.6时才是酸雨，D错误。 7.煤炭燃烧时会排放二氧化硫等污染物，为了减少污染物的排放，许多地方都使用了洁净煤技术（如脱硫）。下图为煤炭脱硫效率图： 关于洁净煤技术的影响，叙述正确的是（　　） A.该技术脱硫效率达到100% B.该技术可以减小pH和酸雨危害 C.该技术使煤炭资源得到了循环利用 D.燃煤脱硫可以加入的物质是石灰石 答案：D 解析：由题图可知，洁净煤技术脱硫效率没达到100%，A错误；洁净煤技术可使煤炭燃烧时排放的酸性气体减少，酸雨危害减小，pH增大，B错误；该技术没有体现煤炭资源的循环利用，C错误。 8.为了减轻酸雨的危害，我国研发了“海水法烟气（含SO2）脱硫”工艺，“海水法烟气脱硫”工艺全过程海水的pH变化大致趋势如图所示。图中最低点硫的主要存在形式是（　　） A.SO2 B.SO3 C.H2SO3 D.H2SO4 答案：D 9.含硫煤燃烧会产生大气污染物，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示，下列叙述不正确的是（　　） A.该过程中可得到化工产品H2SO4 B.该工艺流程的目的是除去煤燃烧时产生的SO2 C.该过程中化合价发生改变的元素只有Fe和S D.图中涉及的反应之一为Fe2（SO4）3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4 答案：C 解析：根据题给工艺流程图可知，该过程中Fe2（SO4）3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，反应的化学方程式为Fe2（SO4）3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4，该工艺不仅吸收了二氧化硫，还得到了化工产品硫酸，A、D正确；该工艺流程的目的是除去煤燃烧时产生的SO2，B正确；该过程中化合价发生变化的元素有氧、铁、硫，C错误。 10.（2024·保定市高一期末调研）化石燃料燃烧会产生大气污染物SO2及氮氧化物等，用硫酸铈循环法吸收SO2的原理如图，下列说法错误的是（　　） A.SO2废气直接排放到空气中会形成硫酸型酸雨 B.反应①的离子方程式：2Ce4＋＋SO2＋2H2O===2Ce3＋＋SO＋4H＋ C.检验某溶液中是否含SO，可以选用BaCl2溶液 D.理论上每吸收标准状况下224 mL SO2消耗0.16 g O2 答案：C 解析：由题图可知，反应①的化学方程式为SO2＋2Ce（SO4）2＋2H2O===Ce2（SO4）3＋2H2SO4；反应②的化学方程式为2Ce2（SO4）3＋O2＋2H2SO4===4Ce（SO4）2＋2H2O；总反应为2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4。检验SO的方法：取待测溶液少许于试管中，先加入稀盐酸，无明显现象，再加入BaCl2溶液，若产生白色沉淀则含SO，所需试剂为稀盐酸、BaCl2溶液，C错误。 11.研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关（如下图所示）。下列叙述错误的是（　　） A.雾和霾的分散剂相同 B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂 D.雾霾的形成与过度施用氮肥有关 答案：C 解析：由题图可知，NH3是生成硫酸铵、硝酸铵的反应物，不是形成无机颗粒物的催化剂，C错误。 12.直接排放含SO2的烟气会危害环境。利用工业废碱渣（主要成分Na2CO3）可吸收烟气中的SO2并制备无水Na2SO3，其流程如图所示。下列说法中不正确的是（　　） A.吸收塔中的温度不宜过高，原因可能是防止SO2的溶解度下降 B.为提高NaHSO3的产率，应控制吸收塔中溶液为弱酸性 C.吸收塔中生成HSO的离子方程式是2SO2＋CO＋H2O===2HSO＋CO2 D.操作②为蒸馏水洗涤、干燥，得无水Na2SO3固体 答案：D 解析：气体的溶解度随温度的升高而降低，所以吸收塔中的温度不宜过高，防止SO2的溶解度下降，A正确；Na2CO3和SO2在吸收塔中反应生成NaHSO3和CO2，NaHSO3能与碱性物质反应生成Na2SO3，使NaHSO3的产率降低，所以应控制吸收塔中溶液为弱酸性，B正确；Na2CO3和含SO2的烟气在吸收塔中反应生成NaHSO3和CO2，反应的离子方程式为2SO2＋CO＋H2O===2HSO＋CO2，C正确；过滤得到的Na2SO3晶体能溶于水而损耗，为减少损耗，可选用无水乙醇洗涤、再干燥得到无水Na2SO3固体，D错误。 二、非选择题 13.煤是一种常用的燃料，由于煤燃烧产生的废气中含有SO2等有害气体会对环境造成污染，因此需要对煤进行加工，或将废气净化后再排放。 （1）如果废气中的SO2进入大气，发生化学反应的方程式是____________________________ _________________________________________________________________________________________________________________。 （2）上图是对煤燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的流程示意图，试写出废气脱硫过程中发生的主要化学反应的方程式______________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 （3）废气脱硫后，含量明显增加的成分是____________，它对环境的负面影响是________________________________________________。 （4）检验脱硫后的气体中是否还含有SO2气体的方法是_______________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 答案：（1）2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O===H2SO4或SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4 （2）SO2＋CaCO3===CaSO3＋CO2、2CaSO3＋O2===2CaSO4、CaSO4＋2H2O===CaSO4·2H2O （3）CO2　产生温室效应，导致气候变暖 （4）收集一定量的脱硫后的气体，通入品红溶液中，观察现象。若品红溶液的颜色无变化，则气体中不含SO2；若品红溶液的颜色变浅或褪去，再给品红溶液加热又恢复至原色，则气体中含有SO2 14 学科网（北京）股份有限公司 $$