《硫的轉化》物質的性質與轉化PPT(第2課時硫酸酸雨及其防治)
第一部分內容：素養目標
1.通過不同價態硫元素之間的相互轉化,認識硫單質、二氧化硫、濃硫酸的性質,能從宏觀和微觀相結合的視角認識它們之間的轉化。
2.能通過實驗探究和交流研討,掌握硫酸的性質、典型實驗現象,能書寫主要的化學方程式和離子方程式。能主動進行交流,逐步提升科學探究與創新意識。
3.能從物質類別和元素價態兩個視角研究物質性質并知道含硫物質在生產、生活中的應用,知道酸雨及其防治方法,提升科學態度與社會責任。
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硫的轉化PPT，第二部分內容：課前自主預習
知識鋪墊
1.硫元素常見化合價為-2價、0價、+4價、+6價,單質硫既有氧化性又有還原性。如反應S+O2 SO2中,S表現還原性,S+Fe FeS中,S表現氧化性,3S+6NaOH Na2SO3+2Na2S+3H2O,S既表現氧化性又表現還原性。
2.SO2被氧化可得SO32SO2+O2 2SO3,SO3與水反應可得硫酸SO3+H2O H2SO4,硫酸具有酸的通性。
新知預習
一、實驗室里研究不同價態硫元素間的轉化
二、硫酸
1.物理性質
純硫酸是無色、黏稠、油狀液體,沸點高、難揮發。常用的濃硫酸質量分數是98.3%,密度比水的大。濃硫酸溶于水時放出大量的熱。
2.濃硫酸的特性
濃硫酸有三大特性:吸水性、脫水性和強氧化性。
(1)濃硫酸的吸水性:濃硫酸的吸水性是指把物質本身中游離的H2O分子或結晶水吸收。例如用濃硫酸作干燥劑,就體現了其吸水性。
(2)濃硫酸的脫水性:濃硫酸能從一些有機物中將氫、氧兩元素按H2O的組成(氫原子∶氧原子=2∶1)脫去。
例如濃硫酸能使火柴棒、紙張變黑,就體現了其脫水性。
(3)濃硫酸的強氧化性:與不活潑金屬或非金屬反應。
常溫下,冷的濃硫酸能使Fe和Al的表面形成一層致密的氧化物保護膜,阻止了內部金屬與H2SO4反應,這種現象叫鈍化。
3.硫酸的工業生產,接觸法制硫酸
(1)原料:硫黃或黃鐵礦(FeS2)、空氣、98.3%的濃硫酸。
(2)主要化學反應:S+O2 SO2或4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2、2SO2+O2 2SO3、SO3+H2O H2SO4。
三、酸雨及防治
1.酸雨的形成
硫的氧化物是形成酸雨的主要物質。含硫燃料燃燒排放的SO2在氧氣和水蒸氣的共同作用下形成酸霧,隨雨水降落就成為酸雨。這樣所形成的酸雨也叫硫酸型酸雨。主要反應如下:
2.酸雨的危害很大,能直接破壞森林、草原和農作物,使土壤酸性增強,使湖泊酸化,還會加速建筑物、橋梁、工業設備等的腐蝕。
3.酸雨的防治
(1)嚴格規定污染物的排放標準。
(2)開發清潔能源。
【微思考1】濃硫酸能使藍色膽礬變為白色,該過程體現了濃硫酸的脫水性還是吸水性?
提示:體現了吸水性,濃硫酸的吸水性是指濃硫酸吸收現成的水分子(如氣體、液體中的水分子,吸收固體中的結晶水等);而脫水性是指濃硫酸可將有機物中的氫原子和氧原子按2∶1的比例脫出來,H和O原來不是以水分子的形式存在。
【微思考2】pH小于7的降水是酸雨嗎?
提示:不一定。正常雨水由于溶解了CO2,pH為5.6,把pH小于5.6的降水稱酸雨,收集到的酸雨樣品,放置一段時間后,酸性會增強,是因為有一部分H2SO3轉變為H2SO4。
自主測試
1.下列關于濃硫酸的敘述正確的是( )
A.濃硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化
B.濃硫酸在常溫下可迅速與銅片反應放出二氧化硫氣體
C.濃硫酸是一種干燥劑,能夠干燥氨氣、氫氣等氣體
D.濃硫酸在常溫下能夠使鐵、鋁等金屬鈍化
答案:D
解析:濃硫酸使蔗糖炭化,體現的是脫水性而不是吸水性,脫水性和吸水性的本質區別是看氫和氧兩元素在原物質中是否是以H2O的形式存在。濃硫酸與銅的反應需在加熱的條件下進行。濃硫酸作為干燥劑,不能干燥堿性和強還原性氣體,氨氣不能用濃硫酸干燥而氫氣可以。濃硫酸使鐵鋁鈍化必須強調在常溫下。
2.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。
(1)用稀硫酸清洗鍋爐中的水垢。( )
(2)用BaCl2溶液鑒別SO42-和SO32-。( )
(3)濃硫酸具有強氧化性,所以濃硫酸可用于干燥H2和CO。( )
(4)濃硫酸使藍礬(CuSO4·5H2O)變成白色粉末,體現了濃硫酸的強氧化性。( )
(5)50 mL 18.4 mol·L-1濃硫酸與足量銅反應,生成SO2分子的數目為0.46NA。( )
(6)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出現白色沉淀,說明溶液中一定有SO42-。( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
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硫的轉化PPT，第三部分內容：課堂篇探究學習
濃硫酸的強氧化性和____的檢驗
問題探究
濃硫酸與足量銅在加熱條件下反應時,被還原的硫酸與硫酸的總物質的量有什么關系?
提示:濃硫酸與銅反應時,由化學方程式2H2SO4(濃)+Cu CuSO4+SO2↑+2H2O可得,被還原的硫酸占反應的硫酸的二分之一,但銅足量時,隨著反應的進行,硫酸濃度變小,稀硫酸不能再與銅反應,所以,被還原的硫酸比硫酸的總物質的量的一半要少。
知識歸納
1.濃硫酸的強氧化性
(1)Fe、Al的鈍化
常溫下,Fe、Al遇到濃硫酸會反應生成一層致密的氧化膜而出現“鈍化”現象。
(2)與氫之前的活潑金屬反應
Zn+2H2SO4(濃) === ZnSO4+SO2↑+2H2O。
規律:①濃硫酸既表現氧化性,又表現酸性;②濃硫酸變稀之后發生反應Zn+H2SO4 === ZnSO4+H2↑。
(3)與氫之后的不活潑金屬(除Au、Pt外)反應
規律:①反應需加熱,否則不反應;②氧化產物是硫酸鹽,金屬顯高價,還原產物為SO2;③濃硫酸既表現氧化性,又表現酸性;④隨反應進行,硫酸濃度變小,一旦變為稀硫酸,反應就會停止。
(4)與非金屬反應
規律:①反應需要加熱,否則不反應;②氧化產物是含氧酸或非金屬氧化物;還原產物為SO2;③濃硫酸只表現氧化性;④隨反應進行,硫酸濃度變小,為稀硫酸后反應就停止;⑤不能氧化H2、N2、O2、Si、Cl2、F2、Br2等。
2.②CO_3^2"-" 、SO_3^2"-" 、PO_4^3"-" 干擾:的檢驗
(1)正確操作
(2)雜質離子的干擾
①Ag+干擾:
鹽酸酸化能防止Ag+干擾,因為Ag++Cl-AgCl↓。
因為BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2也是白色沉淀,與BaSO4白色沉淀所不同的是這些沉淀能溶于強酸中(如BaCO3+2H+ === H2O+CO2↑+Ba2+)。因此檢驗__時,必須用酸酸化(一般用鹽酸而不能用HNO3酸化)。
(3)鋇鹽的選擇
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硫的轉化PPT，第四部分內容：隨堂檢測
1.下列對濃硫酸的敘述正確的是( )
A.常溫下,濃硫酸與鐵、鋁不反應
B.濃硫酸具有吸水性,故能使蔗糖炭化
C.濃硫酸可作H2、NH3等氣體的干燥劑,表現脫水性
D.濃硫酸和銅片加熱時發生反應,表現酸性和氧化性
答案:D
解析:常溫下濃硫酸與鐵、鋁發生鈍化,是濃硫酸的強氧化性使鐵、鋁表面形成一薄層致密的氧化膜而阻止反應進行,A項錯誤;濃硫酸使蔗糖炭化體現其脫水性,B項錯誤;濃硫酸不能干燥NH3,濃硫酸可作H2的干燥劑體現其吸水性,C項錯誤;濃硫酸和銅片加熱時發生反應生成硫酸銅表現酸性,生成二氧化硫表現氧化性,D項正確。
2.下列有關環境污染的說法中正確的是( )
A.二氧化碳能引起溫室效應,是一種大氣污染物
B.顯酸性的雨水稱之為酸雨
C.燃煤時加入適量石灰石,可減少廢氣中SO2的量
D.酸雨只會使自然界的水質變酸,但不會腐蝕建筑物
答案:C
解析:溫室效應主要是指由于人類向大氣中大量排放二氧化碳等氣體,增強了大氣對紅外線的吸收,阻止地球表面的熱量向外散發,使地球表面的溫度上升而形成,但二氧化碳未列入大氣污染物,故A項錯誤;酸雨的pH小于5.6,是由于空氣中含有大量二氧化硫或氮氧化物所致,故B項錯誤;燃煤時加入適量石灰石,高溫下石灰石分解生成氧化鈣,可與二氧化硫以及氧氣反應生成硫酸鈣,可大大減少廢氣中SO2的量,故C項正確;酸雨也會腐蝕建筑,故D項錯誤。
3.在如圖所示的實驗裝置中,實驗開始一段時間后,對看到的現象敘述不正確的是( )
A.①中蘋果塊會干癟
B.②中膽礬晶體表面有“白斑”
C.③中小試管內有晶體析出
D.④中pH試紙變紅
答案:D
解析:濃硫酸具有吸水性,故蘋果塊的水分和膽礬晶體的結晶水以及飽和硝酸鉀溶液中的水會被吸收,A、B、C項均正確;pH試紙在濃硫酸中會被脫水炭化,應變黑,D項錯誤。
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