15（必修1）第3章 第2节 第2课时（导学案2）

skybamboo

第2课时　硫酸　酸雨及其防治

核心素养发展重点	学业要求
能针对物质性质及物质转化的探究问题，提出有依据的假设，选取试剂，设计实验方案并实施，基于实验事实得出结论；分析和探究某些化学过程对人类健康、社会可持续发展可能带来的双重影响，并对这些影响从多个方面进行评估，从而更加科学、合理地选择和应用物质及其变化。	1.能预测H2SO4的性质，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。 3.能有意识地运用所学的知识或寻求相关证据讨论酸雨防治、食品安全等问题。

自主学习
1.硫酸
(1)稀硫酸——具有酸的通性
(2)浓硫酸的特性
①强氧化性


②吸水性
③脱水性
浓硫酸能把有机物中的氧、氢元素按水的组成比脱去。
2.酸雨及其防治
(2)危害：酸雨给人类带来种种灾害，严重威胁着生态环境。酸雨会使湖泊的水质变酸，导致水生生物死亡；酸雨浸渍土壤，会使土壤变得贫瘠；长期的酸雨侵蚀会造成森林大面积死亡；酸雨对人体健康也有直接影响。
(3)酸雨的防治
课堂探究
一、浓H2SO4的特性


将浓H2SO4滴到紫色石蕊试纸上会发现试纸先变红后变黑，同时有刺激性气味产生，你能解释上述实验现象吗？
提示：试纸变红体现了硫酸的酸性；变黑说明浓H2SO4有脱水性，使试纸碳化，而闻到刺激性气味说明有SO2生成，即浓H2SO4中的＋6价硫变为含＋4价硫的SO2，说明浓H2SO4具有强的氧化性。


浓H2SO4的强氧化性
1.与金属的反应
(1)与氢之前的活泼金属反应
规律：①反应开始不生成H2，而是生成SO2；
②浓硫酸既表现氧化性，又表现酸性；
③浓硫酸一旦变稀，就发生：Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑。
(2)与氢之后的不活泼金属(除Au、Pt外)反应
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。
(3)Fe、Al的钝化
常温下，当Fe、Al遇到浓硫酸时，会与浓硫酸发生反应，表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。
2.与非金属反应
规律：①反应要加热，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，一旦变为稀硫酸，反应就停止；
⑤不能氧化H2、N2、O2、Si、Cl2、F2、Br2等。
3.与还原性化合物的反应
(1)常见的还原性物质FeSO4、Na2S、H2S、HBr、HI等均能被浓H2SO4氧化。
(2)不能氧化：CO、SO2、NO等。
知识拓展
1.常温下，Fe、Al遇浓H2SO4“钝化”。
“钝化”不是不反应，而是生成的致密氧化膜阻止金属与浓硫酸继续反应。因此“钝化”体现的是浓H2SO4的强氧化性。
2.CuSO4·5H2O晶体上滴加浓H2SO4会变白。
3.表面湿的蔗糖晶体上加浓H2SO4，体积膨胀变黑：蔗糖脱水碳化，生成的C再与浓H2SO4反应生成CO2、SO2气体，此过程表现了浓H2SO4的吸水性、脱水性、强氧化性。
4.浓盐酸中滴加浓H2SO4放出HCl：吸水性、难挥发性。
5.Na2SO3固体上滴加70%H2SO4放出SO2：难挥发性、强酸性。
6.浓H2SO4与C、HI、H2S反应放出SO2：强氧化性。


1.下列有关说法中正确的是(　　)
A.浓硫酸具有吸水性，因而可使蔗糖碳化
B.浓硫酸用作干燥剂是因为浓硫酸具有脱水性
C.浓硫酸的氧化性强于稀硫酸的氧化性
D.浓硫酸是一种无色、黏稠、易挥发性酸
答案　C
解析　A项，浓硫酸具有脱水性，可将蔗糖中的氢、氧元素按水的组成脱去，使之碳化；B项，浓硫酸用作干燥剂是因为它具有吸水性；C项，浓硫酸的氧化性体现在＋6价的硫元素上，其还原产物为SO2，浓硫酸能与大部分金属反应，并能与一些具有还原性的物质反应，而稀硫酸的氧化性体现在H＋上，其还原产物为H2，稀硫酸只与还原性强的金属发生氧化还原反应；D项，浓硫酸沸点高，属于难挥发性酸。
2.某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应情况，用如下图所示装置进行有关实验。


回答下列问题：
(1)装置A中发生反应的化学方程式为_______________________________。
(2)装置D中试管口放置的棉花中应浸有一种液体，这种液体是________，其作用是_____________________________________________________________。
(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当装置D中有明显的现象后，关闭K并移去酒精灯，但由于余热的作用，装置A中仍有气体产生，此时装置B中现象是______________，B中应盛放的液体是________(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，直到反应完全，发现圆底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H2SO4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圆底烧瓶中存在余酸的是________(填字母)。
A.铁粉  B．BaCl2溶液
C.银粉  D．NaHCO3溶液
(2)氢氧化钠溶液(其他合理答案均可)　吸收多余的SO2，防止污染空气
(3)试剂瓶中液面下降，而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，而铜不和稀硫酸反应　②AD
解析　(1)装置A为铜与浓硫酸的反应装置，二者反应生成CuSO4、SO2和H2O。
(2)因SO2为大气污染物，需要进行尾气处理，常用氢氧化钠溶液吸收SO2。
(3)根据题目中“装置B的作用是贮存多余的气体”可知，装置B中的试剂不能吸收SO2，而水、酸性KMnO4溶液和浓溴水都与SO2反应。
(4)铜可与浓硫酸反应，但不与稀硫酸反应。随着反应的进行，H2SO4的浓度逐渐减小，浓硫酸变为稀硫酸时，反应停止，因此铜会剩余。因铜与浓硫酸反应的生成物中存在CuSO4，要证明反应后的圆底烧瓶中有余酸存在，只需证明有H＋存在。所以，选择的是能与H＋反应的铁粉和NaHCO3溶液。
二、酸雨及其防治


某同学对本地的一次酸雨进行探究，取刚收集的酸雨每隔半小时测一次pH。结果发现前四次酸性逐渐增强，四次以后测其pH几乎不发生变化，你能说明这是为什么吗？
提示：该酸雨是SO2溶于水形成的，由于H2SO3在空气中能被缓慢氧化成强酸H2SO4，使酸性增强，当水中的H2SO3完全转化为H2SO4时，酸性就不变了。




知识拓展
饱和H2CO3溶液的pH＝5.6，因此酸雨(pH＜5.6)不是CO2溶于水形成的。


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
答案　C
解析　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.形成酸雨的原理之一可简示如下：


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)。
答案　(1)小于　(2)SO2　H2SO4　H2SO3　(3)③④
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。
本课小结