第3章 第2节 第2课时 硫酸 酸雨及其防治-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第一册五维课堂同步Word教案（鲁科版2019）

第2课时　硫酸　酸雨及其防治 学业水平目标 学科核心素养 1.能列举、描述、辨识硫酸的重要物理性质、化学性质及实验现象 2.能从氧化还原的角度分析浓硫酸的强氧化性 3.硫的化合物引起的酸雨及防治 1.从氧化还原的角度分析浓硫酸的强氧化性，以提高学生宏观辨识与微观探析的素养水平 2.通过研究硫的化合物的污染，提高学生的科学态度与社会责任感 [知识梳理] 1．硫酸 (1)物理性质 浓硫酸是一种　无色黏稠、油状　液体，密度　大于　水。 (2)浓硫酸的特性 ①吸水性：浓硫酸能吸收气体中的水分，可用作　干燥剂　。 ②脱水性：浓硫酸能将有机物中的氢、氧原子按水的组成以　2∶1　的比例脱去。 ③强氧化性。 a．与金属反应。 钝化：常温下浓硫酸能使铁、铝等金属表面形成一层　致密的氧化膜　，从而阻止浓硫酸与铁、铝继续反应。 能与大部分金属反应。如与铜反应： 　Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　。 b．与非金属反应。 与碳反应：　C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O　。 c．与还原性化合物如H2S、HBr等反应。 (3)用途 ①重要的化工原料，实验室必备的重要试剂。 ②工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。 ③用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。 2．酸雨及其防治 (1)硫酸型酸雨的形成 ①酸雨：排入空气中的　SO2　在氧气和水蒸气的共同作用下，形成酸雾，随着雨水降落就成为酸雨。 ②硫的氧化物形成酸雨的主要过程 (2)酸雨的危害 ①酸雨会使湖泊的水质　变酸　，导致水生生物死亡。 ②酸雨浸渍土壤，会使土壤变得　贫瘠　。 ③长期的酸雨侵蚀会造成森林大面积死亡；同时还会对人体健康产生影响等。 (3)酸雨防治 ①改变能源结构，开发利用氢能、风能、　太阳能　等清洁能源，从根本上解决问题。 ②从实际情况出发，对　酸性　物质的排放加以控制。 ③严格规定污染物的排放标准，提高环保意识。 [预习质检] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)CuSO4·5H2O遇浓硫酸变白体现了浓硫酸的脱水性。( × ) (2)在常温下，浓硫酸和浓硝酸与Fe和Al发生“钝化”，说明常温下浓硫酸和浓硝酸与Fe和Al都不反应。( × ) (3)浓硫酸具有强氧化性，稀硫酸不具有氧化性。( × ) (4)浓硫酸与还原性物质反应时常被还原成SO2。( √ ) (5)酸雨会导致湖泊水质变酸，向其中加入石灰石可使其酸性减弱。( √ ) 2．化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是(　　) A．酸雨是pH小于7的雨水 B．CO2、SO2都会导致酸雨的形成 C．CO2属于大气污染物 D．开发新能源能够有效控制酸雨 解析：D　[酸雨是pH小于5.6的雨水，CO2不是大气污染物，不会导致酸雨。] 3．用来鉴别浓硫酸和稀硫酸的操作错误的是(　　) A．分别取10 mL溶液，质量大的是浓硫酸，质量小的是稀硫酸 B．观察液体流动性，流动性好的是稀硫酸，油状黏稠的是浓硫酸 C．把CuSO4·5H2O晶体投入溶液中，逐渐变为白色粉末的是浓硫酸，晶体溶解的是稀硫酸 D．将铝片分别投入溶液中，快速放出气体的是浓硫酸，放出气体慢的是稀硫酸 解析：D　[硫酸浓度越大密度越大，故等体积的浓硫酸和稀硫酸相比，浓硫酸的质量大于稀硫酸，A项正确。浓硫酸是黏稠的液体，流动性不如稀硫酸，B项正确。浓硫酸有吸水性，能吸收结晶水合物中的结晶水，故胆矾投入浓硫酸中会变为白色粉末，投入稀硫酸中胆矾晶体溶解，C项正确。常温下浓硫酸使铝片钝化无气体放出，铝片投入稀硫酸中有气体(氢气)放出，D项错误。] 　　　　　　浓硫酸的强氧化性和SO的检验 [问题探究] 浓硫酸与足量铜在加热条件下反应时，被还原的硫酸与硫酸的总物质的量有什么关系？ 提示：浓硫酸与铜反应时，由化学方程式2H2SO4(浓)＋CuCuSO4＋SO2↑＋2H2O可得，被还原的硫酸占反应的硫酸的二分之一，但铜足量时，随着反应的进行，硫酸浓度变小，稀硫酸不能再与铜反应，所以，被还原的硫酸比硫酸的总物质的量的一半要少。 [深化拓展] 1．浓硫酸的强氧化性 (1)Fe、Al的钝化 常温下，Fe、Al遇到浓硫酸会反应生成一层致密的氧化膜而出现“钝化”现象。 (2)与氢之前的活泼金属反应 Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O。 规律：①浓硫酸既表现氧化性，又表现酸性；②浓硫酸变稀之后发生反应Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。 (3)与氢之后的不活泼金属(除Au、Pt外)反应 Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。 规律：①反应需加热，否则不反应；②氧化产物是硫酸盐，金属显高价，还原产物为SO2；③浓硫酸既表现氧化性，又表现酸性；④随反应进行，硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就会停止。 (4)与非金属反应 C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。 规律：①反应需要加热，否则不反应；②氧化产物是含氧酸或非金属氧化物，还原产物为SO2；③浓硫酸只表现氧化性；④随反应进行，硫酸浓度变小变为稀硫酸后反应就停止；⑤不能氧化H2、N2、O2、Si、Cl2、F2、Br2等。 2．SO的检验 (1)正确操作 ―→ (2)杂质离子的干扰 ①Ag＋干扰： 盐酸酸化能防止Ag＋干扰，因为Ag＋＋Cl－===AgCl↓。 ②CO、SO、PO干扰： 因为BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2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中(如BaCO3＋2H＋===H2O＋CO2↑＋Ba2＋)。因此检验SO时，必须用酸酸化(一般用盐酸而不能用HNO3酸化)。 (3)钡盐的选择 所用钡盐不能是Ba(NO3)2溶液，因为在酸性条件下，SO、HSO、SO2等会被溶液中的NO氧化为SO，从而得出错误的结论，所以一般选用BaCl2溶液。 [典例剖析] [例1]　某化学兴趣小组为探究浓硫酸的氧化性，用下图所示装置进行有关实验。 (1)装置A中发生反应的化学方程式为　________________　，反应中体现了浓硫酸的　________　性质。 (2)装置D中试管口放置的棉花应用一种液体浸泡一下，这种液体是　________　，其作用是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显的现象时，关闭弹簧夹K，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中现象是　________________　。B中应放置的液体是____________________________________________________________ (填字母)。 a．水　　 b．酸性KMnO4溶液 c．浓溴水 d．饱和NaHSO3溶液 (4)实验中，取一定质量的铜片和一定体积18 mol·L－1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完毕，发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。 ①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解，你认为原因是________________________________________________________________________。 ②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中有余酸的是　________　(填字母)。 a．铁粉 B．BaCl2溶液 c．银粉 D．Na2CO3溶液 [解析]　铜与浓硫酸反应会产生SO2，产生的SO2用向上排空气法收集，并用品红溶液验满。为防止多余的SO2污染空气，可用碱溶液浸湿的棉花吸收逸出的SO2。装置B的作用是贮存多余的SO2而不是吸收多余的SO2，因此所选试剂不能与SO2发生反应，且应使SO2在其中的溶解度较小，故最佳试剂为饱和NaHSO3溶液。反应结束后，浓硫酸变为稀硫酸，故检验余酸时所选试剂应该是能与硫酸中的H＋反应产生明显现象的一组。 [答案]　(1)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O 强氧化性、酸性 (2)强碱溶液(合理即可)　吸收多余的SO2，防止污染空气 (3)试剂瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升　d (4)①反应过程中H2SO4被消耗，浓硫酸逐渐变稀，而铜不与稀硫酸反应　②ad [易错警示]　(1)在常温下，浓硫酸和金属活动顺序中H后面的金属不反应，加热时才有可能反应，一般生成相应的硫酸盐和SO2。随着反应的进行，浓硫酸变成稀硫酸时，反应自行停止。 如Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，当浓硫酸足量时，每2 mol硫酸反应能得到1 mol SO2，而当Cu足量时，2 mol硫酸不能完全反应，得到SO2的物质的量小于1 mol。 (2)在常温下，浓硫酸和金属活动顺序中H前的金属(Al、Fe除外)发生反应。当作为浓硫酸时，H2SO4的还原产物是SO2，当浓硫酸变成稀硫酸时，H2SO4的还原产物是H2。如Zn在常温下和浓硫酸反应的化学方程式依次为Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O、Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。 [变式训练] 1．用下面的方案进行某些离子的检验，其中方案设计最合理的是(　　) A．检验试液中的SO：试液无沉淀白色沉淀 B．检验试液中的SO：试液无沉淀白色沉淀 C．检验试液中的I－：试液深黄色溶液深黄色溶液 D．检验试液中的CO：试液白色沉淀沉淀溶解 解析：B　[A选项中先加入稀硝酸，如果溶液中没有SO而存在SO，硝酸可能将SO氧化成SO，最终也会出现白色沉淀，错误；B选项中先加入足量稀盐酸，可以排除SO、Ag＋等离子的干扰，然后加入BaCl2溶液产生白色沉淀，说明原溶液中存在SO，正确；如果溶液中存在I－，I－具有还原性，被过氧化氢氧化为碘单质，淀粉溶液遇碘单质显蓝色，C项错误；D选项中如果存在SO，也会出现相同的实验现象，故D错误。] 不同价态硫元素间的转化 [问题探究] 向培养皿中Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸，立即用另一培养皿扣在上面。 各有什么现象发生，为什么？ 提示： 实现现象 原因 Na2S溶液变浑浊 SO2与Na2S溶液反应产生了S单质 KMnO4溶液褪色 SO2具有还原性 品红溶液褪色 SO2具有漂白性 [深化拓展] 1．不同价态硫元素间的转化 2．硫及其化合物之间的转化规律 (1)邻位价态原则。 当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降，如 (2)含同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应，如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。 (3)归中规律。 当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态，如2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O、2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。 (4)含硫物质的连续氧化规律。 [典例剖析] [例2]　利用元素的化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段。如图是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系。 (1)从硫元素化合价的角度分析，图中既有氧化性又有还原性的化合物有　________　(填化学式)。 (2)将X与Y混合，可生成淡黄色固体，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 (3)Na2S2O3是重要的化工原料，从氧化还原反应的角度分析，下列制备Na2S2O3的方案理论上可行的是　________　(填字母)。 a．Na2S＋S　　　　 b．Na2SO3＋S c．SO2＋Na2SO4 d．Na2SO3＋Na2SO4 [解析]　(1)具有中间价态的元素既有还原性又有氧化性，S元素的化合价有－2价、0价、＋4价、＋6价，所以含0价和＋4价S的物质既有还原性又有氧化性，其中化合物有SO2、H2SO3、Na2SO3。 (2)将H2S与SO2混合，可生成淡黄色固体，该反应的化学方程式为2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O。 (3)Na2S2O3中S为＋2价，从氧化还原的角度分析，反应物中S元素化合价必须分别大于2和小于2，a中S的化合价都小于2，c、d中S的化合价都大于2，b符合题意。 [答案]　(1)SO2、H2SO3、Na2SO3 (2)SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O　(3)b [变式训练] 2．在通常状况下，A为固态单质。根据如图转化关系，填写下列空白： (1)写出A～E的化学式： A　________　；B　________　；C　________　；D____________；E　________　。 (2)写出下列反应的化学方程式： ①E→C____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； ②C转化为D：_______________________________________________________________ _______________________________________________________________________； ③B和C反应：______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)将C溶于水得到5 mL 0.10 mol·L－1的溶液，将该溶液与5 mL 0.10 mol·L－1的NaOH溶液混合，反应的离子方程式为________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：固体单质A能和氧气反应，也能和氢气反应，说明是非金属单质。根据其氧化产物可继续和氧气反应判断，A是S，硫与氢气反应生成硫化氢，硫化氢燃烧生成SO2。硫和氧气反应生成SO2，SO2和氧气反应生成三氧化硫，三氧化硫溶于水生成硫酸。浓硫酸在加热的条件下和铜发生氧化还原反应，生成硫酸铜、SO2和水。硫化氢中硫元素的化合价是－2价，处于最低价，具有还原性，而浓硫酸具有强氧化性，二者发生氧化还原反应，生成硫单质、SO2和水。 答案：(1)S　H2S　SO2　SO3　H2SO4 (2)①Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O ②2SO2＋O22SO3　③2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O (3)H2SO3＋OH－===HSO＋H2O 1．近年来，环境问题越来越引起人们的重视。温室效应、酸雨、臭氧层被破坏、赤潮等已经给我们赖以生存的环境带来较大的影响，造成酸雨的主要有害物质是(　　) A．CO2 B．硫和氮的氧化物 C．含氟化合物 D．化肥和含磷洗衣粉的使用及其污水的排放 解析：B　[温室效应与CO2有关，硫与氮的氧化物与酸雨有关，含氟化合物破坏臭氧层，化肥和含磷洗衣粉的使用及污水的排放不会造成酸雨，故选B。] 2．在实验探究课上，同学们积极思考，设计出如图所示四种实验方案用以验证浓硫酸的吸水性，其中在理论上可行的是(　　) A．①②③④　　　　　　 B．仅①②③ C．仅①③④ D．仅②③④ 解析：A　[图①梨失水变干表现出浓硫酸的吸水性；图②可通过胆矾晶体变白说明浓硫酸具有吸水性；图③通过观察KNO3晶体析出说明浓硫酸具有吸水性；图④浓硫酸的液面上升，水的液面下降，说明浓硫酸具有吸水性。] 3．下列有关酸雨的说法正确的是(　　 ) A．凡是呈酸性的雨水都称为酸雨 B．酸雨的形成只与SO2的排放有关 C．煤的脱硫可以在一定程度上防止酸雨的形成 D．为了不形成酸雨，应停止使用一切化石燃料 解析：C　[A项，正常雨水中由于溶解了二氧化碳，也呈酸性，pH<5.6的降水称为酸雨；B项，酸雨分为硝酸型酸雨和硫酸型酸雨，硝酸型酸雨的形成与氮氧化物的排放有关；C项，利用石灰石等物质，使燃煤中的含硫物质最终转化为硫酸钙，达到脱硫的目的，减少SO2的排放，在一定程度上可防止酸雨的形成；D项，化石燃料是现代社会的主要能源，不可能一点都不使用，应推广使用脱硫技术，大力开发清洁环保的新能源，减少酸雨的形成。] 4．下列可用浓硫酸干燥的气体有(　　) ①H2　②SO2　③H2S　④Cl2　⑤NH3　⑥HCl　⑦CO2　⑧HBr　⑨CO A．①②④⑥⑧⑨　　　　 B．①②④⑥⑦⑨ C．①②④⑥⑦⑧ D．全部 解析：B　[浓硫酸具有吸水性，常做气体的干燥剂，但不能干燥碱性气体(如氨气)、某些还原性气体(如硫化氢、碘化氢、溴化氢等)。] 5．形成酸雨的原理之一可简示如下： 含硫 回答下列问题： (1)酸雨的pH　________　5.6(填“大于”“小于”或“等于”)。 (2)A物质的化学式为　________　，C物质的化学式为　________　，D物质的化学式为　________　。 (3)上述四个反应中不属于氧化还原反应的是　________　(填序号)。 解析：硫在此过程中的转化关系有两条线：一条是二氧化硫氧化生成三氧化硫，三氧化硫溶于水形成硫酸；另一条是二氧化硫溶于水生成亚硫酸，亚硫酸氧化生成硫酸。 答案：(1)小于　(2)SO2　H2SO4　H2SO3 (3)③④ [课堂小结] 学科网（北京）股份有限公司 $$