专题4 第3单元 防治二氧化硫对环境的污染-【金版新学案】2025-2026学年高中化学必修第一册同步课堂高效讲义教师用书Word（苏教版）

第三单元　防治二氧化硫对环境的污染 [学习目标]　1.了解自然界中硫元素的循环，认识防治二氧化硫导致空气污染的方法。　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。 任务一　自然界中的硫循环　酸雨及其治理 1.自然界中的硫循环 (1)地壳中的硫循环 地壳的岩石里、生物体内以及大气与水体中都含有硫元素。随着地壳运动、生命活动以及大气与水的流动，这些含硫物质不断地发生转化和转移，形成了硫在自然界中的　循环　。 (2)自然界中的硫循环 地壳中的　硫黄矿　、　硫铁矿　和煤等都含有硫元素，这些矿物通过风化分解、燃烧、火山爆发等方式释放出　SO2　、　H2S　等气体，这些气体有些进入大气，有些转化为　亚硫酸盐　、　硫酸盐　溶入河流或海洋，还有些则被土壤中的硫化细菌吸收。 2.酸雨及其形成、危害 (1)形成：世界各国在工业化进程中大量使用　化石燃料　，导致　SO2　过度排放，影响了自然界中硫的循环，造成了酸雨、土壤酸化等环境问题。酸雨的pH　小于5.6　。 写出图中序号表示的化学方程式： ①　2SO2＋O22SO3　。 ②　SO2＋H2OH2SO3　。 ③　SO3＋H2OH2SO4　。 ④　2H2SO3＋O22H2SO4　。 (2)危害 湖泊酸化、土壤贫瘠、森林大面积死亡、饮用水中重金属元素含量增加，加快桥梁、雕塑等建筑物的腐蚀。 3.酸雨的防治 (1)开发能替代化石燃料的　新能源　(如太阳能、核能、氢能等)，减少化石燃料的使用。 (2)对含硫燃料预先进行　脱硫　处理，减少二氧化硫的排放。 (3)对SO2废气进行处理或回收利用。 学生用书⬇第99页 1.下图有关硫元素循环说法不合理的是(　　) A.煤、石油中的硫元素燃烧时能生成SO2 B.动物尸体腐败过程中产生的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：A项，煤、石油中的硫元素燃烧时能生成SO2，正确；B项，动物尸体腐败过程中产生的H2S气体会进入大气，正确；C项，循环过程中硫元素既发生氧化反应又发生还原反应，正确；D项，大气中的硫元素部分转化成亚硫酸，进一步转化为H2SO4随雨水降到土壤里，错误。 2.下列有关酸雨的说法中不正确的是(　　) A.酸雨形成的主要原因是工业和民用上大量燃烧含硫的化石燃料 B.二氧化碳是形成酸雨的主要物质 C.用天然气代替含硫的煤作燃料，可有效控制酸雨的形成 D.酸雨能直接破坏农作物，使土壤酸性增强，腐蚀建筑物及工业设备 答案：B 解析：二氧化硫是形成酸雨的主要物质，所以B错。 3.双碱法脱除烟气中SO2的过程如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.过程Ⅰ中，生成物只有Na2SO3 B.过程Ⅱ中，硫元素的化合价发生改变 C.脱除SO2的过程中，NaOH可以循环利用 D.脱除SO2的目的是防止污染空气 答案：A 解析：过程Ⅰ中，生成物有Na2SO3和H2O。 任务二　空气质量评价 1.空气质量指数 (1)根据空气中的细颗粒物(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来的数值。空气质量指数越小，空气质量　越好　。 (2)空气质量指数的确定：　首要污染物　的质量指数即为该地区的空气质量指数。 2.雾霾及其防治 (1)定义：大量极细微的颗粒物均匀地悬浮在空中，这些颗粒物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，我们把这种空气混浊现象叫作雾霾。 (2)分类：根据颗粒物　直径的大小　可以将其分为细颗粒物(PM2.5，粒径小于2.5 μm)、可吸入颗粒物(PM10，粒径小于10 μm)等。 (3)成因及防治 ①成因：悬浮在空气中的颗粒物的组成为有机颗粒物、硫酸盐、铵盐等，其中硫酸盐的形成与空气中的　二氧化硫　有关。 ②防治：从源头抓起，企业必须转变能源结构，坚持绿色发展，控制二氧化硫等有害气体的排放；政府要提高污染排放标准，社会各界要大力监督，持续深入打好蓝天、碧水、净土保卫战。 1.某地区空气质量检测的结果显示，二氧化硫的质量指数是40，二氧化氮的质量指数是60，可吸入颗粒物的质量指数是140。以下是对该地区空气状况的评价，其中错误的是(　　) AQI数值 AQI级别 空气质量等级 0～50 一级 优 51～100 二级 良 学生用书⬇第100页 101～150 三级 轻度污染 151～200 四级 中度污染 201～300 五级 重度污染 ＞300 六级 严重污染 A.空气中的首要污染物是可吸入颗粒物 B.空气的质量指数是240 C.空气的质量指数是140 D.空气的质量等级为轻度污染 答案：B 解析：每一种空气污染物都有相应的质量指数，首要污染物是各污染物中质量指数最大的污染物。首要污染物的质量指数就是空气质量指数。 2.雾霾、PM2.5已经成为公众耳熟能详的热词。“PM2.5”是指大气中粒径小于2.5微米的细小颗粒物，也称为可入肺颗粒物。下列有关说法错误的是(　　) A.雾霾有可能产生丁达尔效应 B.雾霾的形成与工业排放的烟气和汽车尾气有关系 C.“PM2.5”分散在大气中形成气溶胶，性质稳定，没有必要纳入空气质量评价指标 D.雾霾天气严重危害人体健康 答案：C 解析：A项，“PM2.5”是指大气中粒径小于2.5微米的细小颗粒物，若其直径在1～100 nm之间，能形成胶体，产生丁达尔效应，正确；B项，工业排放的烟气是形成雾霾天气的最大元凶，正确；C项，PM2.5主要来自于化石燃料的燃烧，化石燃料燃烧产生有害气体，能影响空气质量，要纳入空气质量评价指标，错误。 3.当今世界的三大环境问题是酸雨、臭氧层空洞和温室效应。 (1)酸雨形成的主要原因是人们向空气中排放了大量的(　　) A.二氧化硫 B.二氧化碳 C.一氧化碳 D.硫化氢 (2)臭氧层易被破坏的原因是(　　) A.臭氧氧化性强，不稳定 B.臭氧还原性强，不稳定 C.臭氧被紫外线破坏 D.臭氧与氢气合成雨水 (3)目前地球气温普遍上升是由温室效应引起的，CO2能够产生温室效应的主要原因是(　　) A.CO2能放出能量，使大气层中空气的温度升高 B.植物的光合作用需要CO2，CO2可促进光合作用 C.CO2可以防止地表热量向太空中辐射 答案：(1)A　(2)A　(3)C 解析：(1)酸雨主要成分是H2SO4、HNO3，其中H2SO4含量更高。酸雨的形成是大量燃烧含硫物质和排放汽车尾气所致。(2)氟氯代烃在高空中会解离产生氟、氯原子，而氟、氯原子会催化O3转变为O2，所以O3氧化性强，不稳定是臭氧层被破坏的本质原因。(3)CO2能吸收红外光，抑制地表热量向太空中辐射，是CO2产生温室效应的主要原因。 常见的环境污染现象、成因及危害 现象 形成原因 主要危害 温室效应 大气中CO2含量不断增加 全球变暖，冰雪融化 酸雨 SO2和氮氧化物的排放 土壤酸化，腐蚀建筑物 光化学烟雾 氮氧化物和碳氢化合物的排放 危害人体健康和植物生长 臭氧层空洞 氮氧化物和氟氯代烃的排放 地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧 赤潮和水华 含磷洗衣粉的大量使用及其废水的随意排放 使藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海水中为赤潮，淡水中为水华 白色污染 聚乙烯塑料的大量使用，随意丢弃 破坏土壤结构和生态环境 1.如图是硫在自然界的循环，相关说法不正确的是(　　) A.大气中的硫可能以酸雨的形式进入土壤 B.煤和石油中的硫燃烧生成三氧化硫进入大气 C.化石燃料中的硫来自于形成化石燃料的生物体 D.煤和石油燃烧产生的颗粒物可能是雾霾的成因之一 答案：B 解析：煤和石油中的硫燃烧生成二氧化硫，不能直接生成三氧化硫，二氧化硫需要催化剂加热反应生成三氧化硫。 学生用书⬇第101页 2.化学与环境密切相关，下列有关说法不正确的是(　　) A.酸雨是pH小于7的雨水 B.SO2、NO2都会导致酸雨的形成 C.目前工业废气脱硫应用最广泛的方法是石灰法 D.我国重点城市近年发布“空气质量日报”列入的首要污染物包括SO2、NO2、可吸入颗粒物 答案：A 解析：正常雨水中会溶解少量CO2而显酸性，pH约为5.6，我们把pH小于5.6的雨水叫酸雨，A项错误；SO2和NO2都能与雨水反应得到酸，故会导致酸雨的形成，B项正确；生石灰是碱性氧化物，可以与酸性氧化物SO2反应得到盐，除去废气中的SO2，C项正确；SO2、NO2以及可吸入颗粒物是常见的空气污染物，因此它们是衡量空气质量的重要指标，D项正确。 3.(2024·扬州高一段考)SO2是一种空气污染物，会导致硫酸型酸雨。下列措施能减少工业排放尾气中SO2含量的是(　　) ①以其他清洁能源代替燃煤　②对煤炭进行固硫、脱硫处理　③用“石灰乳＋氧气”吸收含SO2的尾气　④将含SO2的尾气向高空排放 A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②③④ 答案：A 解析：将含SO2的尾气向高空排放，仍然会对大气造成污染，④错误。 4.酸雨是指pH小于5.6的雨水，个别地方雨水的pH竟低于2.1(食醋的pH＝3)。形成酸雨的原因是大气中含有SO2和氮氧化物。主要来源是煤和石油的燃烧。 (1)SO2可在空气中受光照被氧化，最终与雨水反应形成酸雨。试写出这两个化学反应方程式：　　　　　　　　　　　　　。 (2)酸雨可导致的危害有　　(填字母)。 A.腐蚀建筑物 B.导致树木枯萎 C.造成洪涝灾害 D.使生态环境恶化 (3)为了减少酸雨的形成，必须对含硫燃料进行　　，对废气中的氮氧化物进行　　。 答案：(1)2SO2＋O22SO3，SO3＋H2OH2SO4　(2)ABD　(3)脱硫处理　碱液吸收 解析：(1)SO2在空气中受光照被氧气氧化为SO3，SO3溶于水生成H2SO4；(2)酸雨会腐蚀建筑物，使树木枯萎、生态环境恶化；(3)为了减少酸雨的形成，必须进行燃料的脱硫、氮氧化物的碱液吸收等处理，从而减少SO2、NOx的排放量。 课时测评25　防治二氧化硫对环境的污染 (时间：45分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (1－9题，每小题4分，共36分) 题点1　自然界中的硫循环 1.如图是硫元素在自然界中的循环示意图，下列有关说法错误的是(　　) A.硫在自然界中既有游离态又有化合态 B.硫元素的循环过程中既有硫的还原也有硫的氧化 C.过程②宜在土壤的缺氧区实现 D.若生物体有机硫中硫元素化合价为－2价，则过程③中S发生的是还原反应 答案：C 解析：从硫元素在自然界中的循环示意图可以看出，硫在自然界中既有游离态又有化合态，A项正确；硫元素的循环过程中，既有硫元素化合价降低，被还原，又有硫元素化合价升高，被氧化，B项正确；过程②是S单质被氧化为S，宜在土壤的富氧区实现，C项错误。 2.火山喷发产生的化学物质，在自然界的转化历程和工业应用如图所示。下列说法错误的是(　　) A.火山喷发会形成硫酸型酸雨，总反应的化学方程式为2SO2＋O2＋2H2O2H2SO4 B.火山喷发会造成气温下降，可能原因是大量气体进入平流层形成硫酸气溶胶阻挡太阳辐射 C.FeS2转化为石膏时，1 mol FeS2最多消耗3.5 mol O2 D.工业制备硫酸可用硫铁矿经FeS2→SO2→SO3→H2SO4多步反应制备 答案：C 解析：FeS2转化为石膏时，Fe元素由＋2价升高为＋3价，S元素由－1价升高为＋6价，1 mol FeS2最多失去1 mol×{(3－2)＋2×[6－(－1)]}＝15 mol电子，根据得失电子守恒，可消耗＝3.75 mol O2。 题点2　酸雨及其防治 3.酸雨是对pH小于5.6的酸性降水的统称。下列说法错误的是(　　) A.工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因 B.空气中的SO2溶于水，最终形成酸雨 C.正常雨水pH约为5.6，这是溶解了CO2的缘故 D.为了减少酸雨的形成，须对燃料进行脱硫处理，以减少SO2的排放量 答案：A 解析：工业废水任意排放是造成水污染的主要原因，A项错误；SO2溶于水生成亚硫酸，亚硫酸被氧化为硫酸，最终可形成酸雨，B项正确；正常雨水中溶有CO2，CO2与水反应生成碳酸，C项正确；对燃料进行脱硫处理，可以减少SO2的排放量，减少酸雨的形成，D项正确。 4.下列因果关系不正确的是(　　) 选项 原因 结果 A 大量植树造林 温室效应 B SO2和NO2气体的大量排放 酸雨 C 含氮、磷等生活废水的大量排放 水华、赤潮 D 汽车尾气的大量排放 光化学烟雾 答案：A 解析：植物光合作用会吸收二氧化碳，大量植树造林不会导致温室效应，A项错误；SO2和NO2大量排放，会形成H2SO4和HNO3，从而形成酸雨，B项正确；含氮、磷等生活废水的大量排放，会导致水体富营养化，藻类疯长，引起水华、赤潮，C项正确；汽车尾气大量排放，会产生氮氧化物，从而造成光化学烟雾，D项正确。 5.工业排放的SO2烟气对环境造成污染，某企业用如图所示流程综合处理，下列有关说法正确的是(　　) A.上述流程可循环利用的物质有2种 B.上述流程利用的是氧化还原反应原理 C.氨气吸收塔中发生的反应： HS＋OH－S＋H2O D.二氧化硫吸收塔中发生的反应： SO2＋S＋H2O2HS 答案：D 解析：由图可知，可循环利用的物质只有亚硫酸铵一种，A错误；由图可知，二氧化硫吸收塔、氨气吸收塔中发生的反应都没有元素化合价发生变化，都是非氧化还原反应，B错误；氨气吸收塔中，亚硫酸氢铵与氨气反应生成亚硫酸铵，离子方程式：HS＋NH3N＋S，C错误；二氧化硫吸收塔中，二氧化硫与亚硫酸铵反应生成亚硫酸氢铵，反应的离子方程式：SO2＋S＋H2O2HS，D正确。 6.(2024·保定期末)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(pH＜5.6) B.反应①的离子方程式：2Ce4＋＋SO2＋2H2O2Ce3＋＋S＋4H＋ C.检验某溶液中是否含S，可以选用盐酸酸化的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：SO2废气直接排放到空气中可发生反应SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O22H2SO4，从而形成硫酸型酸雨(pH＜5.6)，A项正确；由图示知，反应①的化学方程式为SO2＋2Ce(SO4)2＋2H2OCe2(SO4)3＋2H2SO4；反应②的化学方程式为2Ce2(SO4)3＋O2＋2H2SO44Ce(SO4)2＋2H2O；总反应为2SO2＋O2＋2H2O2H2SO4，反应①的离子方程式为2Ce4＋＋SO2＋2H2O2Ce3＋＋S＋4H＋，B项正确；检验S的方法是：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S，所需试剂为稀盐酸、BaCl2溶液，C项错误；标准状况下224 mL SO2物质的量为＝0.01 mol，根据分析，总反应为2SO2＋O2＋2H2O2H2SO4，理论上消耗O2物质的量为0.005 mol，质量为0.005 mol×32 g/mol＝0.16 g，D项正确。 题点3　空气质量评价 7.下列物质不属于“城市空气质量日报”内容的是(　　) A.二氧化碳 B.二氧化硫 C.氮氧化物 D.悬浮颗粒 答案：A 8.我国南方地区冬季常出现酸性冬雾，酸性冬雾是一种胶体，由于冬雾中溶解了大量燃煤排放的二氧化硫，形成了酸雾雾滴，故其酸性比酸雨强得多。下列关于酸雾的说法不正确的是(　　) A.燃煤中加碳酸钙可以减轻酸雾的污染 B.酸雾的pH大于5.6 C.酸雾可产生丁达尔效应 D.酸雾会使呼吸道疾病加重 答案：B 解析：酸雾的酸性比酸雨强得多，则其pH应小于5.6；酸雾会使呼吸道疾病加重。 9.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。下列说法中正确的是(　　) 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碱性 C.吸收塔中生成HS的离子方程式是 SO2＋C＋H2OHS＋CO2↑ D.操作②为蒸馏水洗涤、干燥，得无水Na2SO3固体 答案：A 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，或防止NaHSO3分解等，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错误；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＋C＋H2O2HS＋CO2↑，C错误；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。 10.(24分)(2024·苏州期末)工业烟气中的SO2会造成环境问题。可通过多种方法进行脱除并获得含硫产品，实现SO2资源化利用。 (1)“氨脱硫法”。将含有SO2的烟气通入过量氨水中，写出发生主要反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　。 (2)“钠钙双碱脱硫法”。其部分工艺流程如图所示： ①吸收塔中为提高SO2的吸收效率，图中采取的措施有　　。 ②吸收时需控制吸收塔内的温度，温度太高会导致SO2的吸收率降低，其原因可能是 　　　　　　　　　　　　　。 ③“沉淀室”中加入石灰乳可实现NaOH吸收液的再生。沉淀室中NaHSO3溶液与石灰乳反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。 (3)“废碱渣脱硫法”。工业废碱渣的主要成分为Na2CO3。实验室模拟“废碱渣工业脱硫”并制备硫代硫酸钠(Na2S2O3)，实验装置如图所示(实验前已除去装置中的空气)： ①装置中的反应分为两步，其中第二步的反应方程式为S＋Na2SO3Na2S2O3，在第一步反应中SO2作　　(填“氧化剂”或“还原剂”)。 ②为验证装置中生成了CO2，将尾气依次通过酸性KMnO4溶液、品红溶液和澄清石灰水。能够说明有CO2生成的实验现象是　　　　　　　　　　　　　。 ③Na2S2O3可用于去除水中的Cl2得到含硫酸盐的酸性溶液，该反应的离子方程式为 　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)2NH3·H2O＋SO2(NH4)2SO3＋H2O (2)①喷雾和逆流等　②温度过高，SO2在溶液中的溶解度降低 ③NaHSO3＋Ca(OH)2CaSO3＋NaOH＋H2O (3)①氧化剂　②品红溶液不褪色，澄清石灰水变浑浊 ③4Cl2＋S2＋5H2O2S＋8Cl－＋10H＋ 解析：(1)将含有SO2的烟气通入过量氨水中反应生成亚硫酸铵，其反应的化学方程式为2NH3·H2O＋SO2(NH4)2SO3＋H2O。(2)①吸收塔中为提高SO2的吸收效率，图中采取的措施有喷雾和逆流等；②吸收时需控制吸收塔内的温度，温度太高会导致SO2的吸收率降低，其原因可能是温度过高，二氧化硫的溶解度降低，不利于二氧化硫的吸收；③沉淀室中NaHSO3溶液与石灰乳反应生成亚硫酸钙、氢氧化钠和水，其反应的化学方程式为NaHSO3＋Ca(OH)2CaSO3＋NaOH＋H2O。(3)①装置中的反应分为两步，第一步反应方程式为3SO2＋2Na2S2Na2SO3＋3S↓生成硫单质，则反应中SO2作氧化剂；②为验证装置中生成了CO2，将尾气依次通过酸性KMnO4溶液，除去二氧化硫，品红溶液检验二氧化硫是否除干净，澄清石灰水检验二氧化碳，则能够说明有CO2生成的实验现象是品红溶液不褪色，澄清石灰水变浑浊；③Na2S2O3可与水中的Cl2发生氧化还原反应，S2被氯气氧化为硫酸根离子，氯气被还原为氯离子，该反应的离子方程式为4Cl2＋S2＋5H2O2S＋8Cl－＋10H＋。 学科网（北京）股份有限公司 $