专题4 第三单元 防治二氧化硫对环境的污染（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一化学必修第一册学习笔记（苏教版 闽桂蒙陕冀专版）

本讲义聚焦防治二氧化硫对环境的污染，系统梳理自然界硫循环（游离态与化合态转化）、酸雨形成机理（SO2氧化为H2SO4）与治理措施（新能源开发、脱硫技术），以及空气质量评价（AQI、雾霾成因），构建“自然循环-人类影响-问题治理-质量评价”的学习支架。 该资料通过硫循环示意图分析、工业废碱渣脱硫等案例培养科学思维，结合酸雨危害与防治渗透科学态度与责任，设计“思考”环节对比实验室与工业尾气处理促进科学探究。课中辅助教师引导学生深化理解，课后课时对点练帮助学生巩固知识、查漏补缺。

第三单元　防治二氧化硫对环境的污染 [核心素养发展目标]　1.了解自然界中硫元素的循环、酸雨的形成及治理方法。2.了解空气质量评价和空气质量指数。3.提高环保意识，形成与自然友好相处、促进可持续发展的正确认识。 一、自然界中的硫循环 1.地壳中的硫循环 硫元素可随着食物链从植物传递到动物体内，植物残体和动物的尸体、粪便等经细菌的分解，其中的硫元素又转移到土壤、水体和大气中。 2.自然界中的硫循环 1.判断正误 (1)大气中的硫能以酸雨的形式进入土壤(　　) (2)煤和石油中的硫燃烧生成二氧化硫进入大气(　　) (3)化石燃料中的硫主要来自形成化石燃料的生物体(　　) (4)自然界中硫只能以化合态存在(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)√　(4)× 2.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，宜在土壤的富氧区实现，C项错误。 二、酸雨及其治理 1.硫酸型酸雨的形成 (1)酸雨：pH<5.6的降水。正常雨水的pH约为5.6，这是溶解了CO2的缘故。 (2)形成：化石燃料的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产等产生的废气中含有二氧化硫。 写出图中序号表示的化学方程式： ①2SO2+O22SO3。 ②SO2+H2OH2SO3。 ③SO3+H2O===H2SO4。 ④2H2SO3+O2===2H2SO4。 2.酸雨的危害 (1)酸化湖泊，危害水生生物。 (2)酸化土壤，降低土壤肥力，危害农作物生长。 (3)腐蚀建筑物。 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。 思考　(1)实验室如何处理浓硫酸与铜反应生成的二氧化硫尾气？ 提示　实验室一般用氢氧化钠溶液吸收。 (2)从生产成本角度考虑，如何从下表中选择吸收二氧化硫废气的工业用碱？ 常见工业用碱 价格/(元·吨-1) 烧碱(NaOH) 1 000~1 500 浓氨水(NH3·H2O) 800~1 100 生石灰(CaO) 230~500 熟石灰[Ca(OH)2] 250~800 提示　用廉价的生石灰或熟石灰或浓氨水吸收。 1.判断正误 (1)凡是呈酸性的雨水都称为酸雨(　　) (2)酸雨会使土壤、湖泊酸化(　　) (3)酸雨形成过程中不涉及氧化还原反应(　　) (4)燃煤中加入石灰石可防治酸雨(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√ 阅读下列材料，完成2~3题： 工业废碱渣的主要成分为Na2CO3等，水浸后用于烟气脱硫后得到NaHSO3，再经中和获得Na2SO3；Na2SO3可用于处理废水中的Cl2。相关过程如下： 2.下列相关说法不正确的是(　　) A.“水浸”前先将废碱渣粉碎可加快水浸速率 B.“吸收”后脱硫烟气中的CO2比“吸收”前烟气中的多 C.“中和”时反应的化学方程式为NaOH+NaHSO3===Na2SO3+H2O D.向Na2SO3溶液中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，说明其中含Na2SO4 答案　D　 解析　“吸收”过程是Na2CO3与SO2反应生成NaHSO3和CO2，故“吸收”后脱硫烟气中的CO2增多，B正确；吸收过程生成的NaHSO3在“中和”时与NaOH反应，方程式为NaOH+NaHSO3===Na2SO3+H2O，C正确；BaSO3是白色沉淀，向Na2SO3溶液中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，要说明其中含Na2SO4，需加稀盐酸，沉淀不溶解才能证明，D错误。 3.适量Na2SO3除去弱酸性废水中Cl2反应为S+Cl2S+Cl-(未配平)，下列有关说法正确的是(　　) A.Cl2发生氧化反应 B.S是还原产物 C.反应后废水的pH减小 D.反应中每产生1 mol Cl-转移2 mol电子 答案　C 解析　Na2SO3与氯气反应：S+Cl2+H2O===S+2Cl-+2H+，氯元素化合价降低，氯气作氧化剂，发生还原反应，硫元素化合价升高，S发生氧化反应，S是氧化产物，A、B错误；反应后弱酸生成强酸，溶液的pH减小，C正确；反应中每产生1 mol Cl-转移1 mol电子，D错误。 三、空气质量评价 1.空气质量指数(AQI) 人们研究空气污染，可以通过空气质量指数AQI来获取空气质量状况的信息。 (1)定义 空气质量指数是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。 (2)与空气质量的关系 空气质量指数越小，空气质量越好，对人体健康的危害就越小。 2.雾霾 (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)颗粒物分类 ①分类 依据是颗粒物直径的大小。 ②分类 (3)SO2的排放与雾霾形成的关系 空气中的SO2在一定条件下形成CaSO4，硫酸盐在PM2.5中所占比例较大。 3.大气污染的防治 (1)转变能源结构。 (2)控制SO2等有害气体的排放。 (3)提高污染排放标准。 1.判断正误 (1)NO2、SO2、PM2.5、N2均属于空气污染物(　　) (2)空气质量指数越高，空气质量越好(　　) (3)大量化石燃料的燃烧是形成雾霾的一个重要原因(　　) (4)转变能源结构有利于大气污染的防治(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√ 2.雾霾、PM2.5已经成为公众耳熟能详的热词。“PM2.5”是指大气中直径小于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”是指大气中直径小于2.5微米的细小颗粒物，若直径在1~100 nm之间也能形成胶体，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。 常见的污染现象及其危害 (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，鱼类死亡，水质恶化，若发生在淡水中称为水华，发生在海水中称为赤潮。 课时对点练 [分值：100分] [1~9题，每小题6分] 题组一　自然界中的硫循环 1.硫(S)元素约占地球总质量的1.9%，广泛分布并循环于大气圈、水圈、生物圈、岩石圈以及地球内部各圈层，硫的单质有S2、S4、S8等多种分子形态。下列说法不正确的是(　　) A.硫元素是地壳中含量最多的非金属元素 B.S2、S4、S8互为同素异形体 C.过量煅烧含硫矿石会引起酸雨等环境问题 D.硫元素是人体中必不可少的元素，在蛋白质的合成中有着重要的作用 答案　A 解析　O元素是地壳中含量最多的非金属元素，故选A。 2.硫在自然界中的循环如图所示，下列说法不正确的是(　　) A.含硫矿物的冶炼是大气污染中SO2的主要来源之一 B.部分硫元素由地壳到大气的过程中发生了氧化反应 C.图中显示大气中的二氧化硫最终回到海洋，并很快和其他矿物形成煤和石油 D.葡萄酒中含有二氧化硫可防止葡萄酒被氧化 答案　C 解析　火山爆发时地壳中的硫和氧气反应生成二氧化硫，部分硫元素由地壳到大气的过程中发生了氧化反应；形成煤和石油的过程是一个漫长的过程；二氧化硫具有还原性，能被强氧化剂氧化，葡萄酒中含有的二氧化硫可防止葡萄酒被氧化。 题组二　酸雨及其治理、空气质量评价 3.(2025·河北邯郸段考)防治好酸雨问题已成为全球环境工作者研究的重点课题，我国的酸雨主要是由于使用含硫燃料向大气中排放SO2造成的。下列说法正确的是(　　) A.为治理好酸雨，应严禁使用煤和石油 B.把工厂烟囱造高，可以减少酸雨的形成 C.显酸性的雨水就是酸雨 D.将酸雨收集露置于空气中测其pH减小因为2H2SO3+O2===2H2SO4 答案　D 解析　煤和石油仍是当今社会的主要能源，不可能禁止使用，应合理综合利用，A错误；工厂烟囱造高，污染物仍排入大气中，不能减少酸雨的形成，B错误；pH小于5.6的雨水是酸雨，C错误。 4.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。 5.十九大报告强调发展与环境的和谐，下列说法错误的是(　　) A.绿地可以调节气候，减少空气中PM2.5含量 B.在燃煤中加入生石灰可减少SO2排放 C.为了提高粮食产量可以大量施用化肥 D.积极开发新能源，减少化石燃料使用 答案　C 解析　大量施用化肥，会引起土壤、水体污染，不利于环境保护，不利于发展与环境的和谐，故选C。 6.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 7.(2025·保定期末)化学与人类生活、生产和社会可持续发展密切相关，下列说法正确的是(　　) A.明矾属于盐类物质，可以用于饮用水杀菌消毒 B.PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，是产生雾霾天气的主要因素 C.为防止食品氧化变质，包装袋中常加入生石灰 D.用活性炭为糖浆脱色和用次氯酸盐漂白纸浆的原理相同 答案　B 解析　明矾溶于水形成氢氧化铝胶体，可净水，但不具有杀菌消毒作用，A错误；生石灰可用作干燥剂，但不能防止食品被氧化，C错误；活性炭具有吸附作用，使糖浆脱色，次氯酸盐漂白纸浆是因为其具有强氧化性，两者原理不同，D错误。 8.(2025·福建三明段考)低碳环保的生活理念已深入人心。下列做法与这一理念不相符的是(　　) A.垃圾分类投放，实现资源回收 B.安装太阳能灯，利用新能源 C.用可降解塑料，减少白色污染 D.利用工业废水，直接浇灌农田 答案　D 解析　工业废水中含有各种有害物质，如重金属离子、有毒有机物等，会对人体健康造成危害，此外，还可能破坏土壤结构，影响农作物的生长，与低碳环保的理念不相符，故选D。 9.空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是(　　) A.向燃煤中加生石灰 B.实施绿化工程，防止扬尘污染 C.研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染 D.加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量 答案　D 解析　A、B、C都是可采取的措施；D项，若加大不可再生资源石油、煤炭的开采速度，会造成资源缺乏，同时会使空气中的SO2、NOx含量增加。 [10~12题，每小题6分] 10.含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，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.大气中SO2主要来自汽车尾气，要防止硫酸型酸雨的产生，应大力推行新能源车 C.该过程中涉及的反应均为氧化还原反应 D.图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O===2FeSO4+2H2SO4 答案　B 解析　图中涉及到的反应有Fe2(SO4)3+SO2+2H2O===2FeSO4+2H2SO4，A、D正确；大气中SO2主要来自化石燃料的燃烧，B错误；整个流程中的反应均涉及元素化合价的变化，C正确。 11.如图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法错误的是(　　) A.溶液A→溶液B过程，反应中SO2体现还原性 B.溶液B→溶液C过程，反应的离子方程式为4H++2Fe2++O2===2Fe3++2H2O C.氧化性的强弱顺序：O2>Fe3+>S D.溶液酸性强弱顺序：B>C>A 答案　B 解析　溶液A→溶液B过程发生反应的离子方程式为2Fe3++2H2O+SO2===2Fe2++4H++S；溶液B→溶液C过程发生反应的离子方程式为4H++4Fe2++O2===4Fe3++2H2O，据此分析解题。溶液A→溶液B过程，SO2转化为S，故SO2体现还原性，故A正确；由分析可知，氧化性：Fe3+>S、O2>Fe3+，故氧化性的强弱顺序：O2>Fe3+>S，故C正确；由于A到B过程中生成H2SO4，酸性增强，B到C过程中消耗H+，酸性减弱，溶液C加入溶液A后，溶液体积增大，酸性减弱，溶液酸性B最强，故D正确。 12.某研究小组研究某地硫酸型酸雨的形成，有人提出以下猜想： 猜想一：SO2SO3H2SO4 猜想二：SO2H2SO3H2SO4 猜想三：以上两过程同时存在 为验证上述有关猜想的正确性，收集一定量该地区刚下的雨水进行实验，下列判断错误的是(　　) A.若猜想一或猜想三正确，则该雨水加入盐酸后，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成 B.若存在猜想二的过程，则该雨水可能使品红褪色 C.若只存在猜想一的过程，则该雨水的pH随时间延长而增大 D.上述任意一个猜想正确，该地区雨水的pH均小于5.6 答案　C 解析　若只存在猜想一的过程，则该雨水中只有硫酸，硫酸的pH不随时间延长而增大，故选C。 13.(10分)(2025·厦门段考)硫酸是当今世界最重要的化工产品之一，工业制硫酸中的污染及治理是一个重要的命题。 (1)模拟酸雨的形成原因。将SO2气体通入蒸馏水中，取出部分溶液并用pH计测定其pH，每隔10 min读数一次，所得数据如下： 时间/min 0 10 20 30 40 pH 4.95 4.94 4.86 4.85 4.85 随着时间的推移，pH逐渐变小的原因是　　　　　　　　　(用化学方程式表示)。  (2)工业上可用双碱法脱硫技术处理废气中的SO2，过程如图所示，其中可循环使用的试剂是　　　　　(填化学式)，写出双碱法脱硫技术的总反应的化学方程式：　　　　　　　　　。  (3)工业上为了防止制硫酸过程中产生污染，可以利用氧化亚铁硫杆菌(T·f)对硫铁矿进行催化脱硫，该过程如图所示： 已知催化脱硫过程的总反应为FeS2+14Fe3++8H2O===2S+15Fe2++16H+，则过程Ⅱ反应的离子方程式为　　　　　。  答案　(1)2H2SO3+O2===2H2SO4 (2)NaOH　2SO2+2Ca(OH)2+O2===2CaSO4+2H2O (3)8Fe3++S2+5H2O===2S+8Fe2++10H+ 解析　(1)随着时间的推移，H2SO3被空气中的氧气氧化为H2SO4，溶液酸性增强，化学方程式为2H2SO3+O2===2H2SO4。 (2)根据图示信息，可循环使用的试剂是NaOH，反应物有SO2、Ca(OH)2、O2，生成物有CaSO4、H2O，总反应的化学方程式为2SO2+2Ca(OH)2+O2===2CaSO4+2H2O。 (3)由图可知，过程Ⅱ中，Fe3+和S2反应生成S和Fe2+，反应的离子方程式为8Fe3++S2+5H2O===2S+8Fe2++10H+。 14.(18分)(2025·福建龙岩段考)酸雨是全球三大环境危害之一，根据其所带的酸性物质不同，酸雨分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨。 (1)有学者提出利用Fe2+、Fe3+等离子的催化作用，常温下将SO2氧化成S而实现SO2的回收利用。某研究性学习小组据此设计了如下方案，在实验室条件下测定转化器中SO2氧化成S的转化率。 ①测定模拟烟气中SO2的体积分数：该小组采用下图装置进行测定，X溶液可以是　　　(填字母)。  a.氯化钡溶液 b.酸性高锰酸钾溶液 c.氢氧化钠溶液 ②测定转化器中SO2氧化成S的转化率：若上述实验是在标准状况下进行的，已知气体流速，还需测定的数据有　　　　　、　　　　　。  (2)如图是对煤燃烧产生的废气进行脱硫处理的基本流程图，请写出废气脱硫过程中发生的主要反应的化学方程式。 ①　　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②废气脱硫以后含量明显增加的气体是　　　　　，它对环境的负面影响是　　　　　。  ③检验脱硫后的气体中是否含有SO2的简单方法是　　　　　。  答案　(1)①b　②实验时间　加入盐酸酸化的BaCl2溶液后生成沉淀的质量 (2)①CaCO3+SO2===CaSO3+CO2　2CaSO3+O2===2CaSO4　CaSO4+2H2O===CaSO4·2H2O　②二氧化碳(或CO2)　使“温室效应”加剧，导致全球气候变暖　③将气体通入品红溶液中，观察溶液是否褪色，若溶液褪色，说明废气中还含有SO2；若溶液不褪色，说明废气中不含SO2 学科网（北京）股份有限公司 $