2024-2025學(xué)年高中化學(xué)專題4硫氮和可持續(xù)發(fā)展第一單元第1課時(shí)二氧化硫的性質(zhì)和作用學(xué)案蘇教版必修1

PAGE13-專題4硫、氮和可持續(xù)發(fā)展通過前一階段的學(xué)習(xí)，對(duì)化學(xué)已經(jīng)有了肯定的學(xué)問儲(chǔ)備。通過本專題的學(xué)習(xí)，可以對(duì)以前所學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行鞏固和提高，并進(jìn)一步加深、活化對(duì)有關(guān)概念、理論的相識(shí)和應(yīng)用。本專題涉及的內(nèi)容較為廣泛，這部分內(nèi)容與人類的生存和發(fā)展有著親密的聯(lián)系。因此，本專題是本書乃至整個(gè)中學(xué)化學(xué)教材的重點(diǎn)，同時(shí)也是歷年來高考的常考內(nèi)容。本專題分為兩個(gè)單元。第一單元是含硫化合物的性質(zhì)和應(yīng)用，從硫酸型酸雨的形成和防治入手，探討二氧化硫的性質(zhì)和作用，幫助學(xué)生了解硫酸型酸雨的形成、危害和防治原理，進(jìn)一步培育學(xué)生的環(huán)保意識(shí)；在初中學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)硫酸的工業(yè)制備和特性，以及硫和含硫化合物的相互轉(zhuǎn)化。其次單元是生產(chǎn)生活中的含氮化合物，從自然放電現(xiàn)象入手，探討氮氧化物的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)化及其對(duì)環(huán)境的危害和防治；常見氮肥的性質(zhì)及運(yùn)用方法；硝酸的性質(zhì)及其工業(yè)制備。專題重點(diǎn)：SO2的性質(zhì)及危害；硫酸的工業(yè)制法、特性及應(yīng)用；硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化；氮氧化物的性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化；氨及銨鹽的性質(zhì)；硝酸的工業(yè)制法、性質(zhì)和用途。專題難點(diǎn)：SO2的性質(zhì)；硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化；氮及其化合物的相互轉(zhuǎn)化；硝酸的強(qiáng)氧化性。1．在學(xué)習(xí)本專題的過程中，要充分利用氧化還原反應(yīng)的理論，學(xué)習(xí)硫及硫化物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，氮及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系，并用離子反應(yīng)理論學(xué)習(xí)稀硫酸的性質(zhì)及硝酸的性質(zhì)。2．重視課本設(shè)置的探究試驗(yàn)和課堂演示試驗(yàn)，通過對(duì)試驗(yàn)的操作、視察、分析、歸納、總結(jié)，得出結(jié)論。3．通過對(duì)比、聯(lián)想、歸納等方法使所學(xué)學(xué)問系統(tǒng)化、規(guī)律化，提高學(xué)問綜合應(yīng)用的實(shí)力。第一單元含硫化合物的性質(zhì)和應(yīng)用第1課時(shí)二氧化硫的性質(zhì)和作用一、二氧化硫1．物理性質(zhì)無色、有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易液化，易溶于水。2．化學(xué)性質(zhì)(1)具有酸性氧化物的通性。SO2＋H2OH2SO3(亞硫酸，酸性強(qiáng)于碳酸)與堿性氧化物反應(yīng)：SO2＋CaO=CaSO3與堿反應(yīng)：SO2＋2NaOH(過量)=Na2SO3＋H2OSO2＋NaOH(少量)=NaHSO3(2)漂白性。SO2與某些有色物質(zhì)化合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，這種無色物質(zhì)易分解而使有色物質(zhì)復(fù)原原來的顏色。(3)還原性。SO2中硫元素為＋4_價(jià)，既有氧化性又有還原性，一般表現(xiàn)為還原性，可被多種氧化劑(如O2、Cl2、KMnO4等)氧化，使氯水、KMnO4溶液褪色；表現(xiàn)氧化性時(shí)可被H2S還原。如：SO2＋Cl2＋2H2O=2HCl＋H2SO42SO2＋O2eq\o(,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))2SO3(4)弱氧化性。2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O二、酸雨的形成、危害和防治1．SO2的來源①化石燃料如煤等的燃燒；②含硫金屬礦物的冶煉；③硫酸廠的尾氣。2．酸雨的形成過程反應(yīng)①：2SO2＋O2eq\o(,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))2SO3；反應(yīng)②：SO2＋H2OH2SO3；反應(yīng)③：SO3＋H2O=H2SO4；反應(yīng)④：2H2SO3＋O2=2H2SO4。3．酸雨的危害(1)酸雨進(jìn)入江河湖泊，會(huì)導(dǎo)致魚類難以生存，影響水生生物的繁殖。(2)落至土壤中，會(huì)導(dǎo)致土壤肥力下降，影響農(nóng)作物和樹木的成長。(3)腐蝕建筑物。4．酸雨的防治(1)消退污染源，探討開發(fā)新能源(如氫能、太陽能、核能等)。(2)對(duì)含硫燃料進(jìn)行脫硫處理，以降低SO2的排放。(3)對(duì)含SO2的廢氣進(jìn)行處理或回收利用。探究點(diǎn)一二氧化硫和二氧化碳1．性質(zhì)對(duì)比2.二氧化硫性質(zhì)試驗(yàn)探究3.SO2與CO2的鑒別方法4.常用來鑒別和分別SO2與CO2的裝置上述裝置中各部分的作用：A．檢驗(yàn)SO2的存在；B．除去SO2氣體；C．檢驗(yàn)SO2氣體是否除去，并進(jìn)一步汲取SO2；D．檢驗(yàn)CO2氣體并汲取。1．SO2與水的反應(yīng)是可逆的，什么是可逆反應(yīng)？提示：(1)可逆反應(yīng)是指在相同條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)，通常用“”代替“=”。(2)在不同條件下發(fā)生的方向相反的反應(yīng)不是可逆反應(yīng)，如2H2＋O2eq\o(=,\s\up17(點(diǎn)燃))2H2O和2H2Oeq\o(=,\s\up17(通電))2H2↑＋O2↑不是可逆反應(yīng)。2．將SO2通入BaCl2溶液中，能否生成BaSO3沉淀？提示：不能。鹽酸酸性比H2SO3強(qiáng)，鹽酸能溶解BaSO3?！纠?】某化學(xué)愛好小組為了探究常溫下某非金屬氧化物形成的未知?dú)怏w的成分，該小組成員將氣體通入澄清石灰水，發(fā)覺澄清石灰水變渾濁，持續(xù)通入發(fā)覺渾濁又變澄清，由此該小組成員對(duì)氣體的成分提出猜想?！咎岢霾孪搿坎孪?：該氣體為CO2；猜想2：該氣體為SO2；猜想3：________。為了驗(yàn)證猜想，該小組設(shè)計(jì)試驗(yàn)加以探究：【試驗(yàn)探究】該小組同學(xué)按如圖所示裝置，將氣體從a端通入，則：(1)B中應(yīng)當(dāng)盛裝下列________試劑(填編號(hào))。A．NaCl溶液 B．酸性KMnO4溶液C．鹽酸 D．澄清石灰水(2)A中品紅溶液的作用是：________。(3)D中澄清石灰水的作用是：________。通過該試驗(yàn)，該小組同學(xué)視察到以下三個(gè)試驗(yàn)現(xiàn)象：①A中品紅溶液褪色②C中品紅溶液不褪色③D中澄清石灰水變渾濁【得出結(jié)論】(4)由上述現(xiàn)象該小組同學(xué)確認(rèn)該氣體的成分為：________?！舅悸贩治觥繖z驗(yàn)CO2中是否有SO2，應(yīng)利用SO2的漂白性和還原性；也可利用物理性質(zhì)中SO2的刺激性氣味?！窘馕觥磕苁钩吻迨宜茸儨啙?，又變澄清的氣體，只有CO2和SO2，所以提出的猜想是：①氣體為CO2；②氣體為SO2；③氣體為CO2和SO2的混合氣體。要驗(yàn)證氣體的成分，必需先驗(yàn)證SO2是否存在，并除盡，再驗(yàn)證CO2氣體的存在，因?yàn)镾O2的存在對(duì)CO2的驗(yàn)證有干擾。【答案】該氣體為CO2和SO2的混合氣體(1)B(2)驗(yàn)證混合氣體中是否含有SO2(3)驗(yàn)證混合氣體中是否含有CO2(4)CO2和SO2的混合氣體下列物質(zhì)中：①澄清石灰水②氯化鋇溶液③酸性KMnO4溶液④溴水⑤酸化的Ba(NO3)2溶液⑥品紅溶液⑦潮濕的藍(lán)色石蕊試紙⑧三氯化鐵溶液⑨濃硫酸，不能用來區(qū)分SO2和CO2氣體的是(A)A．①②⑦⑨ B．①③⑧C．①④⑤ D．③④⑤⑥解析：SO2和CO2氣體都會(huì)使澄清石灰水變渾濁。SO2和CO2氣體都不與氯化鋇反應(yīng)。SO2氣體可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色，而CO2不行以。SO2氣體可以使溴水褪色，而CO2不行以。SO2氣體可與酸化的Ba(NO3)2溶液反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀，而CO2不行以。SO2可以使品紅溶液褪色，而CO2不行以。SO2和CO2氣體都會(huì)使潮濕的藍(lán)色石蕊試紙變紅。SO2氣體可以將氯化鐵溶液中的Fe3＋還原為Fe2＋，溶液顏色由黃色變?yōu)闇\綠色，而CO2不行以。SO2和CO2氣體都不與濃硫酸反應(yīng)。故選A。探究點(diǎn)二二氧化硫的漂白性1．SO2和Cl2的漂白性比較SO2的漂白原理是與有色物質(zhì)結(jié)合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，Cl2能漂白的原理是和H2O反應(yīng)生成的HClO具有強(qiáng)氧化性，二者原理不同。2．常見漂白劑的漂白原理(1)漂白原理分類①氧化型漂白劑本身是一種強(qiáng)氧化劑，利用其強(qiáng)氧化性氧化有色物質(zhì)而使之失去原有的顏色，特點(diǎn)是不行逆。此類物質(zhì)有：HClO、Ca(ClO)2、NaClO、Na2O2、H2O2等強(qiáng)氧化性物質(zhì)。②加合型漂白劑與有色物質(zhì)結(jié)合生成新的無色物質(zhì)，使有色物質(zhì)失去原有的顏色，當(dāng)受熱時(shí)漂白劑從有色物質(zhì)中脫離，使之又復(fù)原原有的顏色，特點(diǎn)是可逆，如SO2使品紅溶液褪色，加熱又復(fù)原原有顏色(SO2不漂白酸堿指示劑)。③吸附型有些物質(zhì)的固體疏松、多孔，具有較大的表面積，可以吸附一些有色物質(zhì)而使之失去原來的顏色，如活性炭、膠體等。(2)漂白異同點(diǎn)比較1．新制氯水、二氧化硫都能使品紅溶液褪色，如何推斷品紅溶液褪色是何種物質(zhì)引起的？提示：將褪色的品紅溶液加熱，若溶液漸漸復(fù)原紅色，則說明是由SO2漂白引起的，否則是新制氯水漂白引起的。2．SO2使溴水和酸性KMnO4溶液褪色是不是說明SO2具有漂白性？提示：不是，說明SO2具有還原性而不是漂白性。發(fā)生的反應(yīng)SO2＋Br2＋2H2O=2HBr＋H2SO4,2KMnO4＋5SO2＋2H2O=K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4?！纠?】下列說法正確的是()A．SO2具有漂白性，能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色B．漂白粉、活性炭、Na2O2都能使紅墨水褪色，其褪色原理都相同C．能使品紅溶液褪色的物質(zhì)不肯定是SO2D．SO2和Cl2都能漂白某些有色溶液，若將兩種氣體同時(shí)通入有色溶液中，漂白效果會(huì)更好【解析】A項(xiàng)，二氧化硫?yàn)樗嵝匝趸?，能與氫氧化鈉反應(yīng)消耗氫氧根離子，所以能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，活性炭使紅墨水褪色體現(xiàn)了活性炭的吸附性，漂白粉和過氧化鈉使紅墨水褪色體現(xiàn)了其強(qiáng)氧化性，所以褪色原理不全相同，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，能使品紅溶液褪色的物質(zhì)不肯定是SO2，可能為過氧化鈉、次氯酸等，故C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，在溶液中，二氧化硫與氯氣反應(yīng)生成氯化氫和硫酸，二者均失去漂白實(shí)力，故D項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾下列關(guān)于Cl2和SO2的說法中正確的是(C)A．等體積的Cl2和SO2分別通入紫色石蕊試液中，溶液的紫色均馬上褪去B．等體積的Cl2和SO2同時(shí)通入紫色石蕊試液中，溶液的紫色保持不變C．加熱可以推斷品紅溶液褪色是通入Cl2還是通入SO2引起的D．品紅溶液中同時(shí)通入等體積的Cl2和SO2漂白效果會(huì)更好解析：氯氣通入紫色石蕊試液后使溶液顯酸性，次氯酸具有漂白性，所以溶液先變紅后褪色；二氧化硫和水反應(yīng)生成亞硫酸，使紫色石蕊試液變紅，二氧化硫?qū)κ锊槐憩F(xiàn)漂白性，A項(xiàng)錯(cuò)誤。等體積的Cl2和SO2同時(shí)通入紫色石蕊試液中，發(fā)生反應(yīng)：SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl，紫色石蕊試液變紅，B項(xiàng)錯(cuò)誤。二氧化硫和氯氣分別通入品紅溶液中，均會(huì)使品紅褪色，加熱時(shí)通入二氧化硫的溶液紅色復(fù)原，通入Cl2的溶液紅色不復(fù)原，C項(xiàng)正確。等體積的Cl2和SO2同時(shí)通入品紅溶液中，結(jié)合B項(xiàng)分析知漂白實(shí)力降低，D項(xiàng)錯(cuò)誤。1．下列關(guān)于二氧化硫的敘述中錯(cuò)誤的是(D)A．二氧化硫能被催化氧化生成三氧化硫B．二氧化硫能使品紅溶液褪色C．二氧化硫既具有氧化性又具有還原性D．二氧化硫與水反應(yīng)生成硫酸解析：二氧化硫中硫元素是＋4價(jià)，處于中間價(jià)態(tài)，因此，二氧化硫既具有氧化性又具有還原性，在肯定條件下二氧化硫可以和氧氣反應(yīng)生成三氧化硫，A、C項(xiàng)正確；二氧化硫具有漂白性，能使某些有色物質(zhì)褪色，如二氧化硫能使品紅溶液褪色，B項(xiàng)正確；二氧化硫是酸性氧化物，和水反應(yīng)生成亞硫酸，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．下列試驗(yàn)中能證明一種氣體為SO2的是(D)①使澄清石灰水變渾濁②使潮濕的藍(lán)色石蕊試紙變紅③使品紅溶液褪色④通入足量的NaOH溶液中，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，該沉淀溶于稀鹽酸⑤通入溴水中使溴水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀產(chǎn)生A．都能證明 B．都不能證明C．③④⑤能證明 D．只有⑤能證明解析：①和④的試驗(yàn)CO2也能產(chǎn)生相應(yīng)現(xiàn)象。②的試驗(yàn)只要是酸性氣體都可以使潮濕的藍(lán)色石蕊試紙變紅。③Cl2也能使品紅褪色。SO2被Br2氧化成H2SO4，后者與Ba(NO3)2在酸性條件下反應(yīng)生成BaSO4沉淀，兩項(xiàng)試驗(yàn)現(xiàn)象的結(jié)合可確定該氣體為SO2。3．下列五種有色溶液與SO2作用均能褪色，其實(shí)質(zhì)相同的是(C)①品紅溶液②酸性KMnO4溶液③溴水④滴有酚酞的NaOH溶液⑤含I2的淀粉溶液A．①④ B．①②③C．②③⑤ D．③⑤解析：SO2使品紅溶液褪色表現(xiàn)的是漂白性；SO2使酸性高錳酸鉀溶液、溴水、含I2的淀粉溶液褪色表現(xiàn)的是還原性；SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，表現(xiàn)的是酸性氧化物的性質(zhì)。4．下列關(guān)于SO2的敘述中不正確的是(C)A．可用向上排空氣法收集B．可用于漂白紙漿、草帽等C．遇石蕊溶液先變紅，后褪色D．不能與氯化鋇溶液發(fā)生反應(yīng)解析：SO2的密度比空氣的密度大，所以可用向上排空氣法收集，A項(xiàng)正確；SO2具有漂白性，可用于漂白紙漿、草帽等，B項(xiàng)正確；SO2溶于水后形成亞硫酸，溶液顯酸性，遇石蕊溶液只變紅不褪色，C項(xiàng)錯(cuò)誤；SO2具有酸性氧化物的通性，因?yàn)閬喠蛩岬乃嵝员塞}酸弱，所以SO2不能與氯化鋇溶液發(fā)生反應(yīng)，D項(xiàng)正確。5．向盛有BaCl2溶液的甲、乙兩試管中分別通入SO2至飽和，若向甲試管中加入足量雙氧水，乙試管中加入足量NaOH溶液，則下列敘述正確的是(A)A．甲、乙兩試管中都有白色沉淀生成，但沉淀的成分不同B．甲、乙兩試管中都沒有白色沉淀生成C．甲試管中沒有白色沉淀生成，而乙試管中有D．甲試管中有白色沉淀生成，而乙試管中沒有解析：H2O2具有氧化性，SO2和H2SO3都具有還原性，向甲試管中加入足量H2O2后，SO2和H2SO3被氧化為H2SO4，H2SO4與BaCl2反應(yīng)生成BaSO4沉淀；SO2是酸性氧化物，向乙試管中加入足量NaOH溶液后，SO2和H2SO3與NaOH反應(yīng)生成Na2SO3，Na2SO3與BaCl2反應(yīng)生成BaSO3沉淀。綜上分析，A項(xiàng)正確。6．某化學(xué)小組為了證明SO2和Cl2的漂白性，設(shè)計(jì)了如圖所示的試驗(yàn)裝置?；卮鹣铝袉栴}：(1)制備Cl2依據(jù)的原理：MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up17(△))MnCl2＋2H2O＋Cl2↑，應(yīng)選用圖中A、E裝置中的E(填字母)制Cl2，反應(yīng)中濃鹽酸所表現(xiàn)出的性質(zhì)是酸性、還原性。(2)反應(yīng)起