第3章 第2节 第3课时 酸雨及其防治、不同价态硫元素间的转化 （Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学必修第一册（鲁科版）

本高中化学讲义聚焦酸雨及其防治、不同价态硫元素间的转化两大核心知识点。先阐述酸雨的形成途径（SO₂经氧化生成H₂SO₄）、危害及防治措施（清洁能源、脱硫等），再从元素价态角度梳理硫元素-2到+6价的转化规律（邻位价态、归中、歧化等），构建从环境应用到理论规律的学习支架。 该资料特色在于结合转化示意图与典型例题，如通过雨水pH变化分析强化酸雨形成原理，用“价-类”思维归纳硫元素转化规律，体现化学观念（物质转化）与科学思维（模型建构）。课中辅助教师系统教学，课后学生可借助防治措施实例与价态规律总结巩固知识，查漏补缺，培养环保责任意识。

第3课时　酸雨及其防治、不同价态硫元素间的转化 [学习目标]　1.能说明二氧化硫对环境的影响，运用所学的知识提出降低其负面影响的建议。2.能从元素价态的角度认识硫及其化合物之间的转化路径。 知识点一　酸雨及其防治 1．酸雨的形成 (1)形成途径 排入空气中的SO2在O2、H2O的作用下，形成酸雾，随雨水降落形成酸雨。 途径一：2SO2＋O22SO3⇒SO3＋H2O===H2SO4； 途径二：SO2＋H2OH2SO3⇒2H2SO3＋O2===2H2SO4。 (2)SO2的来源 空气中的SO2主要来自于煤、石油等含硫化石燃料的燃烧。 2．酸雨的危害 3．酸雨的防治措施 (1)消除污染源，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，对含硫燃料进行脱硫，回收处理废气中的二氧化硫。 (3)健全法律法规，规定排放标准，提高环保意识。 1．pH小于7的降水一定是酸雨吗？ 提示　不一定。正常雨水由于溶解了CO2，其pH约为5.6，pH小于5.6的降水称为酸雨。 2．对酸化的土壤如何改良？ 提示　可以在酸化土壤中撒施生石灰，利用CaO与H2O反应生成的Ca(OH)2中和土壤中的酸性物质。 3．燃煤中加入适量石灰石或生石灰起到“固硫”的作用，可以有效减少酸雨，其原理是什么吗？ 提示　燃煤中加入适量石灰石或生石灰发生反应：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SO2CaSO3,2CaSO3＋O2===2CaSO4，能减少SO2的排放，可以有效减少酸雨。 SO2的处理方法 方法一：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、氧气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＋O22CaSO4，总反应方程式为2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。 方法二：氨水脱硫法 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(或生成NH4HSO3，然后进一步氧化)。 方法三：钠碱脱硫法 钠碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，发生反应的化学方程式为2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2，Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3。 方法四：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，化学方程式为 ①吸收反应：2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O,2Na2SO3＋O2===2Na2SO4。 ②再生反应：Na2SO3＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋2NaOH 1．某雨水样品刚采集时测得pH为4.8，放在烧杯中经2小时后，再次测得pH为4.0。以下叙述正确的是(　　) A．该雨水样品不属于酸雨 B．该雨水样品酸性没有变化 C．该雨水样品pH降低的原因可能是继续吸收空气中的CO2 D．该雨水样品中的pH降低的原因可能是H2SO3逐渐被氧气氧化成H2SO4 解析　题中雨水的pH小于5.6，属于酸雨，A项错误；溶液的pH越小，酸性越强，故某雨水样品刚采集时测得pH为4.8，放在烧杯中经2小时后，再次测得pH为4.0，雨水样品酸性逐渐增强，B项错误；可能是雨水样品中的H2SO3逐渐被空气中的氧气氧化成H2SO4，导致雨水的酸性增强，而不应该是继续吸收空气中的CO2导致，C项错误，D项正确。 答案　D 2．酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光学化学过程，在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如下图，下列有关说法错误的是(　　) A．光照能引发酸雨的形成 B．所涉及的变化均为氧化还原反应 C．污染空气能加快酸雨的形成 D．优化能源结构能有效遏制酸雨污染 解析　由图示可知，酸雨形成的两个途径中都涉及了光照，故A正确；SO2变为SO，没有元素化合价变化，不属于氧化还原反应，故B错误；由图中信息可知，途径Ⅱ的速率大于途径Ⅰ，故C正确；优化能源结构能减少化石燃料的使用，能有效减少二氧化硫的排放量，故能有效遏制酸雨污染，故D正确。 答案　B 3．(2024·广西梧州期中)SO2属于严重的大气污染物，可用H2与SO2高温反应消除SO2的污染，其反应原理可分为两步，过程如图所示。下列说法正确的是(　　) A．X中S元素的化合价为0价 B．大气中的SO2必须氧化成SO3才能形成酸雨 C．在100～200 ℃温度时发生的是置换反应 D．工业上可用氢氧化钠溶液处理工业尾气中的SO2 解析　根据反应原理，300 ℃时H2和SO2反应生成X为H2S，H2S在100～200 ℃和SO2反应生成S，据此解答。根据分析，则X为H2S，S化合价为－2价，故A错误；SO2可以和水反应生成H2SO3，H2SO3可以被氧气氧化为H2SO4，故B错误；在100～200 ℃温度时SO2化合价降低，X化合价升高，反应为2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，不属于置换反应，故C错误；SO2是酸性氧化物，工业上可以用氢氧化钠溶液处理工业尾气中的SO2，故D正确。 答案　D 知识点二　不同价态硫元素间的转化 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)含硫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。 (2)邻位价态原则 硫及其化合物发生氧化还原反应时，其化合价一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降，如： H2 O2O3，可用图示表示为 (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2H2＋2===↓＋2H2O、H2＋H2O4(浓)↓＋O2↑＋2H2O。 (4)歧化规律：中间价态含硫物质自身发生氧化还原反应时，化合价有升又有降，即发生歧化反应，如： ＋6NaOH(浓)2Na2＋Na2O3＋3H2O。 (5)含硫物质的连续氧化规律 3．硫及其化合物间的转化关系 1．如下为火山喷发时硫元素的转化示意图，其中甲、乙在常温下均为气体，丙为液体，丁为固体。下列关于甲、乙、丙、丁的判断不正确的是(　　) A．甲只具有还原性 B．乙、丙均为酸性氧化物 C．乙既有氧化性，又有还原性 D．丁为黄色或淡黄色固体 解析　甲、乙、丙、丁分别为H2S、SO2、SO3、S。H2S中－2价的S只有还原性，但其中的H为＋1价，具有氧化性，如H2S与活泼金属反应可表现出氧化性，A项错误；SO2为H2SO3的酸酐，SO3为H2SO4的酸酐，B项正确；SO2中的S为＋4价，处于S的中间价态，C项正确；单质S为黄色或淡黄色固体，D项正确。 答案　A 2．在通常情况下，A是固体单质。根据如图所示的转化关系，回答下列问题： (1)写出下列物质的分子式： A________、C________、E________。 (2)写出指定反应的化学方程式。 ①B＋C：____________________________________________________________； ②C→D：____________________________________________________________； ③E→C：_____________________________________________________________。 (3)将5 mL 0.10 mol·L－1的C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________________________________________________________________________。 答案　(1)S　SO2　H2SO4 (2)①2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O　②2SO2＋O22SO3　③Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O (3)H2SO3＋OH－===HSO＋H2O 3．物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。请根据下图所示，回答下列问题： (1)X的化学式为________，Y的化学式为_____________________________________。 (2)W的浓溶液与铜单质在加热条件下可发生化学反应，反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)欲制备Na2S2O3，从氧化还原角度分析，合理的是________(填字母)。 A．Na2S＋S B．Na2SO3＋S C．Na2SO3＋Na2SO4 D．SO2＋Na2SO4 (4)将X与SO2混合，可生成淡黄色固体。该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为________。 解析　(1)X中S元素化合价是－2价，所以化学式为H2S，Y中S元素化合价是＋4价，则其氧化物的化学式为SO2。(2)W的浓溶液是浓硫酸，与铜单质在加热条件下发生反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(3)Na2S2O3中S元素化合价是＋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项中S化合价都小于2，C、D项中S的化合价都大于2，B项符合题意。(4)X为H2S，与SO2混合可生成淡黄色固体，2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，反应中硫元素化合价由－2价变化为0价，H2S作还原剂，＋4价变化为0价，二氧化硫作氧化剂，则该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，所以该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为2∶1。 答案　(1)H2S　SO2 (2)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　(3)B　(4)2∶1 1．酸雨形成的主要原因是(　　) A．汽车排出大量尾气 B．自然界中硫化物分解 C．工业上大量燃烧含硫燃料 D．可燃冰燃烧 解析　酸雨形成的主要原因是工业上大量燃烧含硫燃料产生的二氧化硫气体排放到大气中；汽车排放的尾气主要成分是氮氧化物、一氧化碳等，氮氧化物可以发生反应生成硝酸，是形成酸雨的原因，但不是主要原因；自然界中硫化物分解的量较少，不是形成酸雨的主要原因；可燃冰是甲烷水合物，燃烧后生成二氧化碳而不是二氧化硫，不能形成酸雨。 答案　C 2．(2024·四川成都期中)北京时间2024年3月18日，冰岛境内发生了剧烈火山喷发，对该国造成了严重的破坏。火山喷发是硫元素在自然界中转化的重要途径，部分过程如图所示。下列说法错误的是(　　) A．SO2、SO3均是酸性氧化物 B．火山喷发易诱发酸雨 C．硫的转化过程涉及的反应均为氧化还原反应 D．火山口可能发生的反应有2H2S＋SO2===3S＋2H2O 解析　SO2、SO3均能与碱反应生成盐和水，则均是酸性氧化物，故A正确；火山喷发能够产生大量的SO2，则易诱发硫酸型酸雨的形成，故B正确；SO2→H2SO3 、SO3→H2SO4过程中S元素化合价不变，不是氧化还原反应，故C错误；由图示可知，火山口放出的气体有H2S、SO2，故火山口可能发生的反应有2H2S＋SO2===3S＋2H2O，故D正确。 答案　C 3．有关下列三个反应的叙述正确的是(　　) ①2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O ②S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O ③3S＋6KOH2K2S＋K2SO3＋3H2O A．反应①说明SO2能与酸反应，具有碱性氧化物的性质 B．反应②改用稀H2SO4，则能放出氢气 C．反应②和③说明S具有两性元素的性质 D．反应③中被氧化的硫元素与被还原的硫元素的质量之比为1∶2 解析　反应①中SO2作氧化剂，说明二氧化硫具有氧化性，不能从氧化还原反应的发生来判断酸性或碱性氧化物，A错误；反应②体现浓H2SO4的强氧化性和S的还原性，S与稀H2SO4不反应，B错误；单质硫只能与氧化性酸反应，不能与非氧化性酸反应，故不属于两性元素，C错误；反应③中化合价升高的硫原子与化合价降低的硫原子的个数之比为1∶2，即被氧化的硫元素与被还原的硫元素的质量之比为1∶2，D正确。 答案　D 4．硫及其化合物的“价—类”二维图体现了化学变化之美。下列有关说法正确的是(　　) A．硫在过量的氧气中燃烧直接生成Y B．将X通入BaCl2溶液中有白色沉淀生成 C．M的无水固体粉末显蓝色 D．N与Z反应可生成X 解析　硫燃烧只能得到SO2，A项错误；盐酸的酸性大于亚硫酸的酸性，故SO2不与BaCl2溶液反应，B项错误；无水CuSO4为白色，C项错误；Na2S2O3与H2SO4反应生成SO2、S、H2O、Na2SO4，D项正确。 答案　D 5．亚硫酸钠中有＋4价的硫，它既有氧化性又有还原性，现有试剂：溴水、Na2S溶液、Na2SO3溶液、稀硫酸、NaOH溶液。 (1)要证明Na2SO3具有还原性，应选用的试剂有________________________________，看到的现象是______________，反应的离子方程式为_________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)要证明Na2SO3具有氧化性，应选用的试剂有________________________________，看到的现象是______________________，反应的离子方程式为______________________。 解析　(1)亚硫酸钠中＋4价的硫元素具有还原性，可被氧化剂氧化，在题给的试剂中溴水具有强氧化性。(2)亚硫酸钠中＋4价的硫元素具有氧化性，与其还原性相比，氧化性较弱，只有在特定条件下才表现出氧化性，如在酸性条件下，＋4价的硫才被还原成单质硫，因此要证明亚硫酸钠的氧化性，应选用的试剂是稀硫酸、Na2SO3溶液、Na2S溶液。 答案　(1)溴水、Na2SO3溶液　溴水褪色　H2O＋Br2＋SO===2Br－＋SO＋2H＋　(2)稀硫酸、Na2SO3溶液、Na2S溶液　溶液变浑浊　6H＋＋SO＋2S2－===3S↓＋3H2O 学科网（北京）股份有限公司 $