2022高中化学专题4第一单元第一课时二氧化硫的性质和作用讲义含解析苏教版必修1.doc

二氧化硫的性质和作用

1．实验室做硫燃烧实验，为什么在集气瓶中装入少量水？
提示：吸收SO2，防止污染。
2．硫在空气、纯氧中燃烧，现象有何差异？写出有关反应的方程式。
提示：硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，在纯氧中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰。反应的化学方程式均为：S＋O2SO2。
3．什么叫酸性氧化物？
提示：能与碱反应生成盐和水的氧化物。

[新知探究]
探究1　填写表中空白，认识SO2的物理性质
颜色
气味
毒性
密度
水溶性
无色
刺激性气味
有毒
比空气大
易溶于水

探究2　下列反应体现了二氧化硫是一种酸性氧化物，填写有关化学方程式。
(1)与水反应：SO2＋H2OH2SO3；
(2)与碱反应[如NaOH(足量)]：
SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O；
(3)与碱性氧化物反应(如CaO)：
SO2＋CaO===CaSO3。
探究3　二氧化硫的还原性与氧化性
(1)强还原性：可被多种氧化剂(如O2、Cl2、Br2、I2、HNO3、KMnO4、H2O2等)氧化。
①SO2与O2反应：2SO2＋O2 2SO3；
②SO2与H2O2反应：SO2＋H2O2===H2SO4；
③SO2使溴水褪色：
SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr。
(2)弱氧化性，如SO2与H2S的反应：
SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。
探究4　二氧化硫的漂白性及用途
(1)实验验证：
SO2通入品红溶液中，品红褪色，再加热，又变红色。
(2)漂白原理：
能与某些有色物质反应，生成不稳定的无色物质。
(3)漂白特点：
不稳定，加热时无色物质会分解，恢复原来的颜色。
(4)SO2的用途：
①用于漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等。
②制硫酸和作防腐剂、杀菌消毒剂。
[必记结论]
(1)二氧化硫的化学性质为具有酸性氧化物的性质，具有漂白性、还原性和氧化性。
(2)二氧化硫的漂白性通常表现为使品红溶液褪色，但SO2只能使石蕊溶液变红色，不能使其褪色。
(3)SO2使溴水、碘水、酸性KMnO4溶液等褪色，体现的是SO2的还原性，而不是漂白性。
[成功体验]
1．能证明SO2有漂白性的是(　　)
A．酸性KMnO4溶液中通入SO2气体后，紫色消失
B．红色的酚酞溶液通入SO2，红色消失
C．品红溶液通入SO2后，红色消失
D．溴水通入SO2后，橙色消失
解析：选C　要搞清楚漂白和褪色两个概念的内涵。漂白性是指某物质将有机色素转化成无色的物质的性质，褪色则是泛指有色的物质颜色褪去。A选项发生反应：5SO2＋2KMnO4＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4；B选项SO2通入水中显酸性，而消耗碱，最终使溶液呈酸性，酚酞指示剂恢复至无色；D选项发生：Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，A、D两选项KMnO4和Br2都是无机物，属强氧化剂，均被SO2还原而褪色。只有C选项符合SO2与品红结合生成无色物质的要求。
2．(好题共享·选自鲁科版教材P93·T1)能够用于鉴别二氧化硫和二氧化碳的溶液是(　　)
A．澄清的石灰水　　　　　B．品红溶液
C．紫色石蕊溶液 D．BaCl2溶液
解析：选B　SO2和CO2与澄清石灰水反应均先产生沉淀，后溶解，现象完全相同，A项错误；SO2能使品红褪色，而CO2不能，B项正确；SO2、CO2均能使紫色石蕊溶液变红色，C项错误；SO2和CO2通入BaCl2溶液，均无明显现象，D项错误。

[新知探究]
探究1　空气中二氧化硫的来源
(1)化石燃料的燃烧；
(2)含硫金属矿石的冶炼；
(3)硫酸厂的废气。
探究2　硫酸型酸雨是如何形成的？写出反应的化学方程式。

反应①：2SO2＋O2 2SO3；
反应②：SO2＋H2OH2SO3；
反应③：SO3＋H2O===H2SO4；
反应④：2H2SO3＋O2===2H2SO4。
探究3　硫酸型酸雨的危害和防治。
(1)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，影响作物生长。
③腐蚀建筑物等。
(2)酸雨的防治：
①消除污染源，研究开发新能源(如太阳能、核能、氢能)。
②对含硫燃料进行脱硫处理。
③对含SO2废气进行处理或回收利用。用石灰乳吸收SO2的反应方程式为：Ca(OH)2＋SO2===CaSO3＋H2O。

[成功体验]
3．现有以下几种措施：①对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理，②少用原煤作燃料，③燃煤时鼓入足量空气，④开发清洁能源。其中能减少酸雨产生的措施是(　　)
A．①②③　　　　　　　　 B．②③④
C．①②④ D．①③④
解析：选C　酸雨产生的原因主要是由含硫煤的燃烧引起的，对煤进行脱硫处理，少用煤作燃料，开发新能源，都能减少SO2的排放。燃煤时鼓入足量空气只能使煤充分燃烧，不能减少SO2的排放。
4．(好题共享·选自鲁科版教材P93·T3)煤是一种常用的燃料。由于煤燃烧产生的废气中含有的二氧化硫等有害气体会对环境造成污染，因此需要对煤进行加工，或将废气净化后再 排放。
(1)如果废气中的二氧化硫进入大气，会发生哪些化学变化？写出相关反应的化学方 程式。
(2)如图是对煤燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的基本流程图，试写出废气脱硫过程中发生的主要反应的化学方程式。

答案：(1)2SO2＋O2 2SO3
SO3＋H2O===H2SO4
SO2＋H2O H2SO3
2H2SO3＋O2===2H2SO4
(2)CaCO3＋SO2===CaSO3＋CO2
2CaSO3＋O2＝2CaSO4

———————————————[关键语句小结]————————————————

1．SO2是酸性氧化物；亚硫酸属于二元弱酸，具有酸的通性，酸性比碳酸强。
2．SO2的漂白原理属于化合反应，具有可逆性，加热后可恢复原来的颜色。
3．SO2常表现还原性，能被O2、氯水、溴水、碘水、HNO3、H2O2、KMnO4等氧化。如：2SO2＋O2 2SO3，SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr。
4．SO2显示氧化性时常发生的反应为SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
5．正常的雨水由于溶解CO2形成弱酸H2CO3，pH约为5.6，酸雨的pH<5.6。
6．SO2是大气污染物，对环境的危害主要是形成酸雨。

漂白类型
漂白原理
特点
举例
氧
化
型
漂白剂本身是强氧化剂，利用其氧化性氧化有色物质而使之失去原有的颜色
不可逆，褪色后不能恢复原色
HClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2等
加合型
漂白剂与有色物质合生成新的无色物质，使有机色质失去原有的颜色
可逆，在一定的条件下又能恢复原来的颜色
SO2使品红溶液褪色
吸附型
有些固体物质疏松、多孔、具有较大的表面积，可以吸附有色物质而使之失去原有的颜色
部分吸附剂可重复使用
活性炭、Al(OH)3胶体

[例1]　下列各组物质都能使品红溶液褪色，且褪色原理相同的是(　　)
A．SO2、CO2　　　　　B．HClO、Na2O2
C．SO2、活性炭 D．Na2O2、活性炭
解析：选B　A项中SO2可漂白，而CO2无漂白性，不符合是题意；B项，HClO、Na2O2都是氧化型漂白剂，符合题意；C项，SO2、活性炭分别属于加合型、吸附型漂白剂，不符合题意；D项，Na2O2、活性炭分属氧化型、吸附型漂白剂，不符合题意。

SO2和Cl2漂白性的比较

1．①氯气、②二氧化硫、③活性炭、④漂白粉四种物质都能使品红溶液褪色，但褪色过程不属于氧化还原反应的是(　　)
A．①② B．②③
C．②④ D．①③④
解析：选B　氯气、漂白粉能使品红溶液褪色是因为它们的强氧化性，活性炭具有吸附作用，二氧化硫使其褪色是因为生成不稳定的无色化合物。

CO2与SO2性质的比较及鉴别
化学式
CO2
SO2
物理性质
气味
无味
刺激性气味
密度
比空气大
比空气大
毒性
无
有
溶解性
可溶(1∶1)
易溶(1∶40)
化学性质
与水反应
CO2＋H2O H2CO3
SO2＋H2O H2SO3
与碱反应
碱过量生成正盐，碱不足生成酸式盐，如：Ca(OH)2(足量)＋CO2===CaCO3↓＋H2O Ca(OH)2(不足)＋2CO2===Ca(HCO3)2
碱过量生成正盐，碱不足生成酸式盐，如：Ca(OH)2(足量)＋SO2===CaSO3↓＋H2O Ca(OH)2(不足)＋2SO2===Ca(HSO3)2
与碱性氧化物反应
CO2＋CaO=== CaCO3
SO2＋CaO=== CaSO3
氧化性
CO2＋C2CO
SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
还原性
无
有
漂白性
无
有，不稳定
对环境影响
引起温室效应
形成酸雨
鉴别
依据气味不同：CO2无味，SO2有刺激性气味
依据有无还原性：SO2能使酸性高锰酸钾和溴水褪色，CO2不能
依据有无漂白性：SO2能使品红褪色，CO2不能
[例2]　下列事实各表现了SO2的什么性质，请将其代号填入每小题后的横线上。
a．易溶于水　b．水溶液呈酸性　c．氧化性　d．还原性 e．漂白性
(1)SO2使品红溶液褪色____________。
(2)SO2使显红色的酚酞溶液褪色____________。
(3)SO2使酸性KMnO4溶液褪色____________。
(4)点燃的镁条在SO2中继续燃烧(2Mg＋SO22MgO＋S)____________。
(5)将盛有SO2气体的试管倒扣于水中，试管内的液面上升____________。
(6)SO2使石蕊试液变红色____________。
解析：(2)“显红色的酚酞溶液”说明溶液中有碱性物质，SO2使显红色的酚酞溶液褪色的原因是SO2与碱性物质发生了反应，此时利用的是SO2水溶液呈酸性。
(3)SO2使酸性KMnO4溶液褪色是由于SO2与KMnO4发生了氧化还原反应，利用的是其还原性，而不是漂白性。
答案：(1)e　(2)b　(3)d　(4)c　(5)a　(6)b

SO2和CO2都可以使澄清石灰水先变浑浊后变澄清，所以当SO2和CO2同时存在时，要想证明CO2的存在，应先将SO2除去再通过澄清石灰水。实验装置及检验流程如下：

若A瓶品红溶液褪色，证明混合气体含有SO2。B瓶除去剩余的SO2，C瓶品红溶液不褪色，说明SO2已除净。若D瓶生成了白色沉淀，证明原混合气体中含有CO2。

2．下列有关说法正确的是(　　)
A．SO2和SO3均是酸性氧化物
B．SO2的漂白原理和氯水的漂白原理相同
C．在SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O反应中，SO2作氧化剂，其具有很强的氧化性
D．把某气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊，该气体一定是SO2
解析：选A　SO2的漂白是因为SO2能和有色物质化合生成无色物质，氯水的漂白原理利用HClO的强氧化性，B错；SO2在反应时既可表现出氧化性也可表现还原性，但其氧化性较弱，以还原性为主，C错；能使澄清石灰水变浑浊的可能是CO2，也可能是SO2，D错。

[例3]　农业因遭受酸雨造成损失每年高达15亿元，为了有效控制酸雨，目前国务院已批准了《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》等法规。
(1)现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下表：
测试时间
0
1
2
3
4
雨水的pH
4.73
4.62
4.56
4.55
4.55

分析数据，说明雨水样品的pH变化的原因是(用化学反应方程式表示)____________。
(2)在英国进行的一个研究结果表明：高烟囱可以有效地降低地面SO2的浓度。在20世纪的60～70年代的10年间，由发电厂排放出的SO2增加了35%，但由于建造高烟囱的结果，地面SO2的浓度降低了30%之多，请你从全球环境保护的角度，分析这种方法是否可取？简述理由。
____________________________________________________________________。
解析：(1)酸雨放置一段时间，pH变小，是因为雨水中的H2SO3(弱酸)将空气中的氧气氧化为H2SO4(强酸)。
(2)高烟囱只是将产生的SO2从低空转移到了高空，并没有减少SO2的排放总量，高空中的SO2飘移到其他地方，也会形成酸雨。
答案：(1)2H2SO3＋O2===2H2SO4
(2)不可取，因为SO2的排放总量没有减少，高空中的SO2飘到其他地方也会形成酸雨，甚至造成全球性的酸雨，所以由SO2形成的酸雨所造成的危害并没有减少

3．2015年11月28日至12月1日，某市区空气中可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮等主要污染物浓度分别达到每立方米0.150 mg、0.156 mg和0.033 mg，分别较非采暖期上升123.88%、642.86%和153.85%，煤烟型污染特点十分突出。
(1)流经该市的主要河道也因此而受到污染，引起鱼类死亡，这与此种类型大气污染形成________有关。
(2)这种大气污染对人体________系统的危害最大，将会造成________等病症(举两种主要病症)。
(3)大气中的SO2将直接危害陆生高等植物的________组织。
(4)为了防止这种污染，硫酸厂可用氨水来吸收SO2，其离子方程式为________________________________________________________________________。
(5)目前一种有效的方法是用直升机喷洒白垩粉以降低其污染，其化学方程式是________________________________________________________________________。
(6)要防止类似悲剧的出现，应采取的根本措施是_______________________。
解析：该题结合环境污染这一社会热点问题，从化学和生物学两个方面分析酸雨形成的原理、危害性，提出解决问题的方法。
答案：(1)酸雨　(2)呼吸　呼吸困难、咳嗽、喉痛、支气管哮喘、肺气肿等(任两种)
(3)叶　(4)SO2＋2NH3＋H2O===2NH＋SO　(5)2SO2＋2CaCO3＋O2===2CaSO4＋2CO2
　 (6)严格控制污染源

[课堂双基落实]
1．下列变化不属于化学变化的是(　　)
A．SO2使品红溶液褪色
B．氯水使有色布条褪色
C．活性炭使红墨水褪色
D．H2O2水溶液使染料褪色
解析：选C　A、B、D都是通过发生化学反应使有色物质褪色。而C是通过活性炭的吸附作用将有色物质吸附，从而使颜色褪去，为物理变化。故选C。
2．(2016·烟台高一检测)下列反应的离子方程式不正确的是(　　)
A．向澄清的石灰水中通入少量SO2气体：Ca2＋＋2OH－＋SO2===CaSO3↓＋H2O
B．过量SO2气体通入氢氧化钠溶液中：SO2＋OH－===HSO
C．SO2气体通入溴水中：SO2＋Br2＋H2O===2H＋＋2Br－＋SO
D．氢硫酸中通入氯气：H2S＋Cl2===S↓＋2Cl－＋2H＋
解析：选C　向澄清的石灰水中通入SO2气体，反应的化学方程式是SO2(少量)＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2O，对应的离子方程式是Ca2＋＋2OH－＋SO2===CaSO3↓＋H2O， A正确；过量SO2气体通入氢氧化钠溶液中，反应的化学方程式是SO2＋NaOH===NaHSO3，对应的离子方程式是SO2＋OH－===HSO，B正确；SO2气体通入溴水中，反应的化学方程式是SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，对应的离子方程式是SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋ 2Br－＋SO，C不正确；氢硫酸中通入氯气，反应的化学方程式是H2S＋Cl2===S↓＋2HCl，对应的离子方程式是H2S＋Cl2===S↓＋2H＋＋2Cl－，D正确。
3．下列关于SO2的说法中，不正确的是(　　)
A．SO2是硫及某些含硫化合物在空气中燃烧的产物
B．SO2具有漂白性，可以使品红溶液褪色
C．SO2与水反应生成H2SO4
D．SO2是一种大气污染物，它主要来自于化石燃料的燃烧
解析：选C　SO2与H2O反应生成的是H2SO3，而不是H2SO4。
4．检验二氧化硫气体中是否混有二氧化碳气体，可采用的方法是(　　)
A．通过品红溶液
B．通过澄清石灰水
C．先通过氢氧化钠溶液，再通过澄清石灰水
D．先通过酸性高锰酸钾溶液，再通过澄清石灰水
解析：选D　二氧化硫和二氧化碳通入澄清石灰水都有沉淀生成，气体过量沉淀都消失，无法用澄清石灰水检验二氧化硫气体中是否混有二氧化碳；可先用酸性高锰酸钾除去二氧化硫后，再通入澄清石灰水，如果出现白色沉淀，则证明含二氧化碳。
5．A、B是两种常温下有刺激性气味的气体，将A通入品红溶液中，品红溶液变为无色；将B通入品红溶液中，品红溶液也变为无色。将A通入紫色石蕊试液中，溶液变为红色；将B通入紫色石蕊试液中，溶液先变红后褪色。将A和B按1∶1的体积比充分混合，通入品红溶液中，品红溶液不褪色，通入紫色石蕊试液中，溶液只变红不褪色。试回答下列问题：
(1)写出A、B的化学式：A________，B________。
(2)写出A与NaOH溶液反应的化学方程式：
________________________或_________________________________________。
(3)写出B与NaOH溶液反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
(4)加热通入A后变为无色的品红溶液，现象是________________；加热通入B后变为无色的品红溶液，现象是_____________________________________________________。
解析：具有漂白作用、能使品红溶液褪色的气体有Cl2、SO2、O3等。A气体不能使紫色石蕊试液褪色，但能使紫色石蕊试液变红色，所以A为SO2；B气体使紫色石蕊试液先变红后褪色，为Cl2；如果将Cl2与SO2等体积混合，通入溶液中，则发生下列反应：Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，生成的盐酸和硫酸都没有漂白作用，但它们能使紫色石蕊试液变红色。
答案：(1)SO2　Cl2
(2)2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O
NaOH＋SO2===NaHSO3
(3)2OH－＋Cl2===Cl－＋ClO－＋H2O
(4)变为红色　无明显变化