3.2.3硫酸、酸雨及防治 学案-2025-2026学年鲁科版高一上学期化学必修第一册

该高中化学导学案围绕硫酸的性质、制备及酸雨的形成与防治展开，通过“白纸与无色溶液能否写出黑字”的趣味问题导入，引导学生从硫酸的物理性质切入，逐步探究其化学特性（酸的通性、强氧化性、脱水性、吸水性），进而学习硫酸的实验室与工业制备，最终关联酸雨的形成、危害及防治，构建“物质性质-制备-环境影响”的学习支架。 导学案通过“思考与讨论”（如钝化原理分析）、实验现象观察（铜与浓硫酸反应）及“学以致用”练习题，培养学生科学思维与探究能力；结合酸雨防治联系环境问题，强化科学态度与责任，同时以“物质结构决定性质，性质决定用途”的化学观念统领知识，帮助学生系统构建知识网络，提升综合应用能力。

硫酸、酸雨及防治导学案 导入问题：​ 白纸和无色溶液能否写出黑字？ 一、硫酸的性质 1. 硫酸的物理性质 颜色状态 密度（雨水相比） 挥发性 沸点 溶解性 无色粘稠状的油状液体 比水大（1.84g/cm³） 难挥发 沸点高（338℃） 能与水以任比例互溶，且放大量的热。 思考： 浓硫酸溶于水放大量热，如何稀释浓硫酸？ 答案：​ 将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，使稀释产生的热量及时散出。 2. 硫酸的化学性质 从 和 分析硫酸的化学性质。 （1）酸的通性 使指示剂显色：紫色石蕊试剂变红。 与金属反应：​与H前金属发生置换反应，放出氢气。例如：Fe + 2H+= Fe²++ H2↑ 与金属氧化物反应：​ 例如：2H++ CuO = Cu²++ H2O 与碱反应：​ 酸碱中和。例如：H++ OH-= H2O 与盐反应：​ 复分解反应。例如：H++ HCO3-= H2O+ CO2↑ （2） 强氧化性 能氧化大多数金属单质和部分非金属单质 ①与金属反应（以铜为例）： 现象：加热后剧烈反应，产生的气体能使品红褪色，溶液稀释后呈蓝色。 注意:随着反应的进行，硫酸的浓度降低，反应停止。 ⑴实验现象：a中铜丝变黑，有气体逸出；b中品红溶液逐渐变为无色；c中溶液变为红色。 ⑵ 浸NaOH溶液棉团的作用是吸收尾气SO₂，防止污染空气。 ⑶Cu与浓硫酸的反应中，浓H2SO4表现了强氧化性和酸性。 思考与讨论： 问题1：​ 浓硫酸有强氧化性，为什么工业上储存浓硫酸可以用铁质或铝制容器呢？ 答案：​ 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膜而钝化，阻止了内部金属继续与硫酸发生反应。 注意：“钝化”并不是不反应，而是浓H2SO4 强氧化性的体现。 问题2：​ 浓硫酸与铁加热条件下是否反应？ 答案：​ 加热条件下，浓硫酸会与铁发生反应。 与非金属反应：​ 浓硫酸能氧化部分非金属单质。 （3）脱水性 定义：​ 浓硫酸能将某些有机物中的氢、氧元素按照2：1的比例脱出生成水，使有机物碳化。 C12H22O11浓硫酸12C+11H2O 思考与讨论： 问题：浓硫酸具有脱水性和强氧化性，即有强烈的腐蚀性，如果不慎将浓硫酸沾在皮肤上或者眼睛里，应如何处理？ 答案： 皮肤上：先用大量水冲洗，然后涂上3%-5%的碳酸氢钠溶液。 眼睛里：立即翻开眼皮，用大量清水反复冲洗，尽量减少洗眼睛的水流到其他部位，然后送往医院处理。 （4）吸水性 定义：浓硫酸具有吸水性，能吸收气体中的水分。 在实验室里常用于干燥不与它反应的气体，如H₂、O₂、N₂、CO₂、Cl₂、HCl、SO₂。 注意：浓硫酸不能干燥： ① 碱性气体（如NH₃）。 ② 强还原性气体（如H2S、HBr、HI等）。 （5）吸水性和脱水性的比较 吸水性 脱水性 原理 浓硫酸能够吸收_____________________及固体中的结晶水 浓硫酸能把有机物中______________________脱去,剩余黑色的炭 区别 应用 【学以致用】 以下实验中分别利用了硫酸的哪些性质？ （1） 在胆矾晶体中滴加浓硫酸，晶体由蓝变白；( ​ ) （2） 浓硫酸滴在纸屑、棉花上变黑；( ) （3） 亚硫酸钠中加入硫酸，产生二氧化硫；( ​ ) （4） 适量浓硫酸与蔗糖混合后，体积膨胀颜色变黑；( ​ ) （5） 浓硫酸与活泼金属反应无氢气生成；( ​ ) （6）浓硫酸与铜反应，溶液变蓝，且生成刺激性气体；( ) 3. 硫酸的用途 硫酸既是化学实验室中的重要试剂，也是重要的化工原料。工业上，硫酸常用于制造化肥、农药、炸药、染料等，还用于石油精炼、金属加工等。 4. 实验室制备SO₂ 制备原理：​ Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2 思考1：​ 为什么用70%左右的浓硫酸而不用98.3%的浓硫酸或稀硫酸？ 答案：​ 若用98%浓H2SO4，它在参加反应过程中很难电离出离子；若H2SO4浓度太稀，也就是水太多，生成的SO₂溶于水中，得不到太多的SO₂气体。 思考2：试说明图中各试剂瓶中的现象及SO2体现的性质。 5. 硫酸的工业制法 生产流程生产流程：FeS2(或S)SO2SO3 H2SO4。 特别提醒：​ 工业上常用98.3%浓硫酸而不用水吸收SO₃，因为SO₃与H₂O剧烈反应放热，易产生酸雾，影响SO₃的吸收。 硫酸工业生产的演变 二、酸雨及其防治 1. 酸雨的定义 酸雨：​ 指pH<5.6的雨水。 硫酸型酸雨：​ 排放到空气中的二氧化硫在氧气和水蒸气的共同作用下形成酸雾，随雨水降落。 2. 酸雨的形成 转化路径1： 2SO2+ O2=2SO₃ SO₃+H2O = H2SO₄ 转化路径2： SO2+H2O→ H2SO₃ 2H2SO₃+ O₂ = 2H2SO₄ 3. 酸雨的危害 使湖泊水质变酸，导致水生生物死亡。 酸雨浸渍土壤，使土壤变得贫瘠。 造成森林大面积死亡，腐蚀建筑。 对人体健康也有直接影响，如使饮用水中重金属元素含量增加。 4. 酸雨的防治 改变能源结构，开发清洁能源。 控制酸性物质的排放，对含硫燃料预先进行脱硫等。 严格规定污染物的排放标准，提高人们的环境保护意识。 学科网（北京）股份有限公司 $