2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第3章物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化第2節(jié)第3課時(shí)硫酸酸雨及其防治學(xué)案魯科版必修1

PAGE6-第3課時(shí)硫酸酸雨及其防治[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．駕馭硫酸的性質(zhì)，濃硫酸的強(qiáng)氧化性。(重點(diǎn))2．了解酸雨的成因、危害及防治，再次相識(shí)硫元素在自然界中的轉(zhuǎn)化；培育學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第58頁(yè)1．純硫酸是一種無色、黏稠、油狀液體，是一種難揮發(fā)性酸。密度大，與水以隨意比混溶，放出大量的熱。濃硫酸的稀釋操作：將濃硫酸沿?zé)瓋?nèi)壁緩緩注入盛有水的燒杯中，并用玻璃棒不斷攪拌。2．濃硫酸的化學(xué)性質(zhì)(1)強(qiáng)氧化性①與金屬Cu的反應(yīng)：2H2SO4(濃)＋Cueq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。②使鐵、鋁鈍化：常溫下，濃硫酸能使鐵、鋁表面生成一層致密的氧化物薄膜而鈍化。因此，冷的濃硫酸可以用鐵質(zhì)或鋁質(zhì)容器儲(chǔ)存。③與非金屬C的反應(yīng)：2H2SO4(濃)＋Ceq\o(=,\s\up7(△))2SO2↑＋CO2↑＋2H2O。(2)吸水性：濃硫酸有劇烈的吸水性，常用作干燥劑。(3)脫水性：能把紙屑、棉花等物質(zhì)中的氫、氧元素按2∶1的比例脫去。3．(1)酸雨的形成：排入空氣中的二氧化硫和三氧化硫在氧氣和水蒸氣的共同作用下，形成酸霧。硫的氧化物形成酸雨的主要反應(yīng)有：①2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(粉塵等催化))2SO3；②SO3＋H2O=H2SO4；③SO2＋H2OH2SO3；④2H2SO3＋O2=2H2SO4。(2)酸雨的防治措施：從實(shí)際狀況動(dòng)身，對(duì)酸性物質(zhì)的排放加以限制；變更能源結(jié)構(gòu)，開發(fā)利用氫能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔能源，從根本上解決問題?！龆嗑S思索·自主預(yù)習(xí)1．導(dǎo)致下列現(xiàn)象的主要緣由與排放SO2有關(guān)的是()A．酸雨 B．光化學(xué)煙霧C．臭氧空洞 D．溫室效應(yīng)答案：A2．下列化學(xué)反應(yīng)中濃H2SO4只起酸性作用的是()A．Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2OB．2FeO＋4H2SO4(濃)=Fe2(SO4)3＋SO2↑＋4H2OC．CuO＋H2SO4(濃)=CuSO4＋H2OD．C＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O答案：C3．下列關(guān)于濃硫酸和稀硫酸的敘述正確的是()A．常溫時(shí)都能與鐵發(fā)生反應(yīng)，放出氣體B．加熱時(shí)都能與銅發(fā)生反應(yīng)C．都能做氣體干燥劑D．硫元素的化合價(jià)都是＋6價(jià)答案：D4．若下列物質(zhì)長(zhǎng)期存放在敞口容器中，質(zhì)量肯定會(huì)增加的是()A．濃硫酸 B．濃鹽酸C．膽礬晶體 D．Na2CO3·10H2O答案：A授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第59頁(yè)要點(diǎn)一濃硫酸的三大特性試驗(yàn)操作試驗(yàn)現(xiàn)象試驗(yàn)結(jié)論①銅片漸漸溶解；②銅片表面有氣泡產(chǎn)生；③試管中溶液漸漸變成藍(lán)色；④品紅溶液褪色濃硫酸具有強(qiáng)氧化性濃硫酸可做干燥劑濃硫酸具有吸水性用玻璃棒蘸取濃硫酸在紙上寫字濃硫酸具有脫水性[歸納總結(jié)]濃硫酸的三大特性1．吸水性：濃硫酸有劇烈的吸水性(汲取游離的水)，常用作干燥劑?？梢愿稍镏行?如：H2、O2、N2、Cl2)和酸性的氣體(如：HCl、SO2、CO2、NO2)，不能干燥堿性的氣體(如：NH3)和還原性的氣體(如：HBr、HI、H2S等)。裝置如圖：2．脫水性：濃硫酸把蔗糖、木屑、紙屑和棉花等有機(jī)物中的氫原子和氧原子按氫、氧原子個(gè)數(shù)的比2∶1脫去水，有機(jī)物被脫水后生成了黑色的炭(碳化)。例如：藍(lán)色石蕊試紙eq\o(→,\s\up7(濃硫酸))紅→黑3．強(qiáng)氧化性：(1)與金屬的反應(yīng)：①鈍化：常溫下，濃H2SO4使鐵、鋁表面生成一層致密的氧化物薄膜而鈍化，阻擋了內(nèi)部金屬接著與硫酸發(fā)生反應(yīng)。所以常溫下可以用鐵槽車或鋁槽車運(yùn)輸濃硫酸。②與不活潑金屬的反應(yīng)：2H2SO4(濃)＋Cueq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(2)與非金屬的反應(yīng)紅熱的焦炭與濃硫酸的反應(yīng)：2H2SO4(濃)＋Ceq\o(=,\s\up7(△))2SO2↑＋CO2↑＋2H2O，硫單質(zhì)與濃硫酸的反應(yīng)：2H2SO4(濃)＋Seq\o(=,\s\up7(△))3SO2↑＋2H2O。4．硫酸工業(yè)制備原理(1)生產(chǎn)流程：FeS2eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(①))SO2eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(②))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(③))H2SO4(2)涉及的化學(xué)方程式：①煅燒黃鐵礦：4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe2O3＋8SO2；②二氧化硫的催化氧化：2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3；③制得硫酸：SO3＋H2O=H2SO4[問題探究]1．濃硫酸與稀硫酸的氧化性有什么區(qū)分？金屬與濃硫酸反應(yīng)能否置換出氫氣？答案：濃硫酸的氧化性是＋6價(jià)硫原子得電子，是強(qiáng)氧化性；稀硫酸的氧化性為H＋得電子，是弱氧化性。金屬與濃硫酸反應(yīng)不能置換出氫氣，還原產(chǎn)物是二氧化硫。2．在常溫下，鐵、鋁在濃硫酸中發(fā)生鈍化，故常溫時(shí)濃硫酸可用鐵質(zhì)或鋁質(zhì)容器儲(chǔ)存。但是在加熱的條件下，濃硫酸不僅能跟鐵、鋁反應(yīng)，還能與絕大多數(shù)金屬反應(yīng)。能否說常溫下濃H2SO4與Fe、Al不反應(yīng)？并說明其緣由。答案：不能。常溫下，濃H2SO4將Fe、Al的表面氧化，形成一層致密的氧化物薄膜。3．在反應(yīng)：2H2SO4(濃)＋Cueq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O中體現(xiàn)了濃H2SO4的什么性質(zhì)？如何體現(xiàn)？氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是多少？答案：此反應(yīng)中濃H2SO4表現(xiàn)了強(qiáng)氧化性和酸性。強(qiáng)氧化性的標(biāo)記是＋6價(jià)硫原子得電子生成了SO2，表現(xiàn)酸性的標(biāo)記是生成了硫酸鹽。氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶1。4．稀釋濃硫酸和銅片反應(yīng)后的混合液時(shí)，能否將水干脆倒入試管中？如何操作？答案：反應(yīng)后的混合液中有濃H2SO4剩余，不能將水干脆倒入試管中。應(yīng)當(dāng)將試管中的溶液沿?zé)瓋?nèi)壁緩緩地倒入盛有水的燒杯中，同時(shí)用玻璃棒不斷攪拌。[探究應(yīng)用]用如圖所示試驗(yàn)裝置(夾持儀器已略去)探究銅絲與過量濃硫酸的反應(yīng)。下列試驗(yàn)不合理的是()A．上下移動(dòng)①中銅絲可限制生成SO2的量B．②中選用品紅溶液驗(yàn)證SO2的生成C．③中選用NaOH溶液汲取多余的SO2D．為確認(rèn)生成了CuSO4，向①中加水，視察顏色解析：上下移動(dòng)①中銅絲，可使反應(yīng)隨時(shí)發(fā)生和停止，A合理；SO2可使品紅溶液褪色，B合理；2NaOH＋SO2=Na2SO3＋H2O，C合理；①中有過量的濃硫酸，干脆向①中加水，水易沸騰濺出而引發(fā)試驗(yàn)事故，D項(xiàng)不合理。答案：D要點(diǎn)二SOeq\o\al(2－,4)的檢驗(yàn)[問題探究]檢驗(yàn)SOeq\o\al(2－,4)的正確操作方法：被檢液eq\o(→,\s\up7(加足量鹽酸酸化))取清液eq\o(→,\s\up7(滴加BaCl2溶液))有無白色沉淀(推斷有無SOeq\o\al(2－,4))先加稀鹽酸的目的是防止COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、Ag＋干擾，再加BaCl2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生?？赡馨l(fā)生反應(yīng)的離子方程式：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O、SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－=AgCl↓、Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓。[探究應(yīng)用]檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐惺欠窈蠸Oeq\o\al(2－,4)時(shí)，為了防止Ag＋、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)等離子的干擾，下列試驗(yàn)方案比較嚴(yán)密的是()A．先加稀鹽酸將溶液酸化，再滴加BaCl2溶液，看是否生成白色沉淀B．先加稀硝酸將溶液酸化，再滴加BaCl2溶液，看是否生成白色沉淀C．向溶液中加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，看是否生成白色沉淀D．向溶液中加入稀硝酸酸化的BaCl2溶液，看是否生成白色沉淀答案：A[歸納總結(jié)](1)只加可溶性鋇鹽，不酸化。誤將COeq\o\al(2－,3)、POeq\o\al(3－,4)、SOeq\o\al(2－,3)等干擾離子推斷成SOeq\o\al(2－,4)。因上述離子會(huì)產(chǎn)生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。(2)誤將Ag＋推斷成SOeq\o\al(2－,4)。如向待測(cè)液中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加稀鹽酸白色沉淀不溶解便斷定含SOeq\o\al(2－,4)。其錯(cuò)誤是未留意溶液中不含SOeq\o\al(2－,4)，而含Ag＋時(shí)也會(huì)產(chǎn)生同樣的現(xiàn)象：Ag＋＋Cl－=AgCl↓(白色)。(3)誤將SOeq\o\al(2－,3)推斷成SOeq\o\al(2－,4)。如向待測(cè)液中滴加用稀鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便誤以為有SOeq\o\al(2－,4)。該錯(cuò)誤是未留意在酸性環(huán)境中NOeq\o\al(－,3)具有強(qiáng)氧化性，發(fā)生反應(yīng)：Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,3)=BaSO3↓(白色)，3BaSO3＋2H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋H2O。學(xué)科素養(yǎng)培育(十六)——科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第60頁(yè)[培育方向]具有嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)看法，具有探究未知、崇尚真理的意識(shí)；贊許化學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)，具有可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色化學(xué)觀念，能對(duì)與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問題做出正確的價(jià)值推斷。[素養(yǎng)特訓(xùn)]為探究銅與濃硫酸的反應(yīng)，甲、乙兩同學(xué)分別設(shè)計(jì)了圖1、圖2所示裝置，將足量銅和10mL18mol·L－1的濃硫酸共熱，直到無氣體生成為止(假定反應(yīng)前后試管中溶液的體積不變)。圖1圖2(1)比較兩試驗(yàn)裝置，圖2裝置的優(yōu)點(diǎn)是①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。(2)①甲同學(xué)依據(jù)所學(xué)的化學(xué)學(xué)問認(rèn)為還有肯定量的H2SO4剩余，其理論依據(jù)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②下列藥品能夠用來證明反應(yīng)結(jié)束后的試管中有H2SO4剩余的是________(填序號(hào))。A．鐵粉 B．氯化鋇溶液C．銀粉 D．碳酸氫鈉溶液(3)乙同學(xué)在試驗(yàn)結(jié)束后拆除圖2裝置時(shí)，在不打開橡膠塞的狀況下，為使裝置中的殘留氣體完全被汲取，應(yīng)實(shí)行的操作是___________________________________________。解析：(1)比較兩個(gè)試驗(yàn)裝置，圖2裝置的優(yōu)點(diǎn)是通過銅絲的上下抽動(dòng)可以限制反應(yīng)的進(jìn)行；用NaOH溶液能更好地汲取SO2，削減有毒氣體的排放，更環(huán)保；停止加熱時(shí)，圖2裝置中的玻璃導(dǎo)管能平衡壓強(qiáng)，防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生。(2)①Cu與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸會(huì)變成稀硫酸，而稀硫酸不與銅反