(浙江選考)2020版高考化學大一輪復習 第3講 元素化學 考點17 二氧化硫的性質(zhì)和作用學案.docx
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考點17 二氧化硫的性質(zhì)和作用 知識條目 必考要求 加試要求 1.二氧化硫的性質(zhì)(酸性氧化物、漂白性、還原性) b c 2.酸雨的成因和防治 a a 一、二氧化硫的性質(zhì) 1.物理性質(zhì) 顏色:無色;氣味:刺激性;密度:比空氣大;溶解性:易溶于水,常溫下1體積水大約溶解40體積二氧化硫。 2.化學性質(zhì) (1)酸性氧化物的通性: ①與H2O反應:SO2+H2O===H2SO3; ②與堿性氧化物反應:CaO+SO2===CaSO3; ③與堿反應:與NaOH溶液的反應:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O; ④與某些弱酸鹽溶液反應:Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2。 (2)還原性:SO2能被O2、X2(Cl2、Br2、I2)、KMnO4(H+)溶液等強氧化劑氧化。A.與O2反應:2SO2+O22SO3。B.與X2反應:X2+SO2+2H2O===2HX+H2SO4。 (3)氧化性:2H2S+SO2===3S↓+2H2O。 (4)漂白性:SO2可與某些有色物質(zhì)反應生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)而起漂白作用,加熱后,無色物質(zhì)又分解為原有色物質(zhì)和SO2。 二、酸雨的形成 1.形成過程:化石燃料的燃燒、含硫金屬礦石的冶煉和硫酸的生產(chǎn)等過程中產(chǎn)生的二氧化硫,在光照、煙塵中的金屬氧化物等作用下,與氧氣反應生成三氧化硫,三氧化硫溶于雨水后形成硫酸。S+O2SO2、SO2+O22SO3、SO2+H2O===H2SO3、2H2SO3+O2===2H2SO4、SO3+H2O===H2SO4。 2.主要危害:(1)使水體、土壤酸化,影響魚類、農(nóng)作物及樹木生長;(2)腐蝕建筑物、雕塑等。 3.防治方法:(1)從消除污染源入手,研發(fā)新能源,如氫能、太陽能、核能等;(2)對含硫燃料進行脫硫處理;(3)對工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的SO2進行處理或回收利用;(4)提高全民的環(huán)保意識。 三、不同種類漂白劑漂白原理的比較 1.常見漂白劑的漂白原理 漂白類型 加合型 氧化型 吸附型 漂白原理 與有色物質(zhì)加合 利用物質(zhì)的強氧化性 吸附色素 漂白特征 不穩(wěn)定 穩(wěn)定 穩(wěn)定 過程及效果 可逆、不徹底 不可逆、徹底 —— 常見漂白劑 SO2 HClO、H2O2、Ca(ClO)2、O3、Na2O2 活性炭、膠體 2.SO2和Cl2的漂白原理、現(xiàn)象及效果比較 氯氣的漂白原理是由于溶于水生成的HClO具有強氧化性,將有色物質(zhì)氧化成無色物質(zhì),褪色后不能恢復原來的顏色。而SO2是由于它溶于水生成的亞硫酸與有色物質(zhì)直接結合,形成不穩(wěn)定的無色化合物,褪色后在一定條件下又能恢復原來的顏色,如加熱。 【例1】 下列說法正確的是( ) A.浸泡過高錳酸鉀溶液的硅藻土可用于香蕉、蘋果的保鮮 B.膠體和懸濁液的本質(zhì)區(qū)別是否有丁達爾現(xiàn)象 C.推廣使用原電池原理制成的太陽能電池汽車,減少化石能源的使用 D.將等物質(zhì)的量的氯氣和二氧化硫混合使用,漂白效果會更好 【解析】 高錳酸鉀能吸收乙烯,浸泡過高錳酸鉀溶液的硅藻土可吸收水果產(chǎn)生的乙烯氣體,防止進一步催熟水果,從而延長水果保存期,A項正確;膠體和懸濁液的本質(zhì)區(qū)別是分散質(zhì)微粒直徑大小的差異,膠體粒徑為1~100nm,懸濁液粒徑大于100nm,因此B項錯誤;太陽能電池是把太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置,利用的是光-電轉(zhuǎn)化,而不是原電池原理,所以C項錯誤;等物質(zhì)的量的氯氣和二氧化硫混合通入水中會發(fā)生氧化還原反應生成硫酸和鹽酸,失去漂白性,因此D項錯誤。 【答案】 A 【提煉】 本題難度不大,但是涉及多個知識點,包括了乙烯性質(zhì)、膠體與懸濁液的區(qū)別、新能源開發(fā)與利用以及二氧化硫性質(zhì)等,要求學生在復習過程中細化知識點的梳理,熟練掌握物質(zhì)的常見性質(zhì)以及具體的應用。 【例2】 下列關于二氧化硫的說法不正確的是( ) A.實驗室可用氫氧化鈉溶液處理含有二氧化硫的尾氣 B.二氧化硫易溶于水,且能和水反應生成H2SO3 C.二氧化硫具有漂白性,將其通入紫色石蕊溶液可使其褪色 D.將足量二氧化硫通入酸性高錳酸鉀溶液中,溶液褪色,說明二氧化硫具有還原性 【解析】 SO2屬于酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,能與堿反應生成鹽與水,如與NaOH溶液反應生成亞硫酸鈉和水,在實驗室可用NaOH溶液有效吸收SO2,A項說法正確;SO2是一種能與水反應生成相應酸的酸性氧化物,其在水中溶解度約為1∶40,屬易溶氣體,B項說法正確;SO2具有漂白性,可使品紅溶液褪色,也能漂白草帽、紙張等,但是不能漂白紫色石蕊溶液,在紫色石蕊溶液中,仍體現(xiàn)其作為酸性氧化物的性質(zhì),生成亞硫酸,從而使紫色石蕊變紅,因此C項說法錯誤;SO2具有較強還原性,可以被酸性高錳酸鉀、氯氣、溴單質(zhì)、碘單質(zhì)以及雙氧水等氧化劑氧化,使酸性高錳酸鉀褪色體現(xiàn)了其還原性。 【答案】 C 【提煉】 本題考查了SO2的性質(zhì),SO2具有酸性氧化物的通性,同時具有還原性、氧化性以及能將某些有色物質(zhì)漂白的特性。應注意的是,能使某些有色溶液褪色未必體現(xiàn)的是氧化性,如將SO2分別通入酸性高錳酸鉀、品紅、滴有酚酞的NaOH溶液中,三種溶液均可褪色,但是要注意它們褪色原理的差異:酸性高錳酸鉀是由于被SO2還原而褪色;品紅是與SO2結合成無色物質(zhì)而褪色;滴有酚酞的NaOH褪色則是由于SO2酸性氧化物的性質(zhì)與NaOH反應使溶液的pH下降從而使酚酞變?yōu)闊o色。 【例3】 SO2是常見的大氣污染物之一,我國規(guī)定空氣中SO2含量不得超過0.02molL-1。下列措施中能夠減少SO2排放量的是( ) ①用天然氣代替煤炭作民用燃料;②提高熱能利用率;③使用CS2萃取煤炭中的硫;④燃煤中加入石灰后再使用 A.全部B.①②④C.①③④D.①②③ 【解析】?、倜裼妹菏呛辛蛟氐模烊粴獗旧砗蛏?,作燃料使用前均預先進行了脫硫,所以能減少SO2排放;②提高熱能利用率,可以降低燃煤使用量,從而降低SO2的排放;③煤炭中的硫元素不是單質(zhì)的硫,無法用CS2萃取,故此法不可??;④燃煤中加入的石灰可以有效吸收含硫物質(zhì)燃燒生成的SO2,使其進一步反應得到CaSO4,可以生成石膏。 【答案】 B 【提煉】 本題考查了如何減少SO2氣體的排放,屬于SO2與環(huán)境友好關系這一核心價值理念的討論,難度不大,但需加以關注。SO2氣體是一種危害極大的空氣污染物,其主要來源為燃煤的使用,因此應采用各項措施,如開發(fā)新能源,減少燃煤的使用量;或有效吸收煤在燃燒中所生成的SO2,如石灰石-石膏法(利用石灰石分解得到CaO,吸收SO2并最終生產(chǎn)石膏),氨水法(利用氨水吸收SO2并生產(chǎn)化肥硫酸銨),亞硫酸鈉法(利用亞硫酸鈉溶液吸收SO2,再將吸收后的溶液加熱釋放SO2,將SO2富集)等。 【例4】 如圖所示是一種綜合處理SO2廢氣的工藝流程,若每步都完全反應。下列說法正確的是( ) A.溶液B中發(fā)生的反應為2SO2+O2===2SO3 B.可用酸性高錳酸鉀溶液檢驗溶液C中是否含有Fe3+ C.由以上流程可推知氧化性:Fe3+>O2>SO D.此工藝的優(yōu)點之一是物質(zhì)能循環(huán)利用 【解析】 硫酸鐵溶液與SO2反應被還原為亞鐵離子,溶液B中發(fā)生的反應為亞鐵離子被氧氣氧化又生成Fe3+的反應:4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O,故A項錯誤;酸性高錳酸鉀與Fe3+不發(fā)生反應,故不能檢驗Fe3+的存在,故B項錯誤;由兩個反應:2Fe3++2H2O+SO2===2Fe2++SO+4H+、4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O,根據(jù)氧化還原反應中氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物,可知氧化性順序為O2>Fe3+>SO,故C項錯誤;此處理工藝中硫酸鐵溶液可以循環(huán)使用,因此D選項正確。 【答案】 D 【提煉】 本題所涉及的處理SO2氣體的工藝流程,各步反應都是完全反應,尾氣中SO2將鐵離子還原為亞鐵離子,空氣中氧氣又將亞鐵離子氧化回鐵離子,溶液B為酸性硫酸亞鐵溶液,溶液C又轉(zhuǎn)化為酸性硫酸鐵溶液,經(jīng)該流程后,總的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關系是SO2被氧氣氧化,在水溶液中得到硫酸。對于此類流程題的處理,要求學生能逐步分析可能的反應,梳理出物質(zhì)轉(zhuǎn)化的脈絡。 【例5】 某化學興趣小組為探究SO2的性質(zhì),按如圖所示裝置進行實驗。請回答下列問題: (1)裝置A中盛放亞硫酸鈉的儀器名稱是________,其中發(fā)生反應的化學方程式為________________________________________________________________________。 (2)實驗過程中,裝置B、C中發(fā)生的現(xiàn)象分別是________________________________________________________________________、 ________________________________,這些現(xiàn)象分別說明SO2具有的性質(zhì)是________和________;裝置B中發(fā)生反應的離子方程式為________________________________________________________________________。 (3)裝置D的目的是探究SO2與品紅作用的可逆性,請寫出實驗操作及現(xiàn)象________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)尾氣可采用________溶液吸收。 【解析】 (1)裝置A中盛放亞硫酸鈉的儀器名稱是蒸餾燒瓶,其中發(fā)生反應的化學方程式為Na2SO3+H2SO4(濃)===Na2SO4+SO2↑+H2O。(2)高錳酸鉀溶液為紫紅色,具有氧化性,二氧化硫具有還原性,二者發(fā)生氧化還原反應,則觀察到紅色逐漸變淺直至完全褪去,二氧化硫進入硫化鈉溶液中發(fā)生的氧化還原反應為2S2-+SO2+2H2O===3S↓+4OH-,則觀察到出現(xiàn)黃色渾濁,B中S元素的化合價升高,表現(xiàn)還原性,C中二氧化硫中硫元素的化合價降低,表現(xiàn)氧化性,高錳酸鉀溶液和二氧化硫氣體發(fā)生反應的離子反應為2MnO+5SO2+2H2O===2Mn2++5SO+4H+。(3)因二氧化硫能使品紅褪色,但加熱褪色后的溶液又可恢復紅色,則操作為待品紅溶液完全褪色后,關閉分液漏斗的旋塞,點燃酒精燈加熱,觀察到的現(xiàn)象為無色溶液又恢復為紅色。(4)利用氫氧化鈉溶液來吸收尾氣,發(fā)生的離子反應方程式為SO2+2OH-===SO+H2O。 【答案】 (1)蒸餾燒瓶 Na2SO3+H2SO4(濃)===Na2SO4+SO2↑+H2O (2)溶液由紫紅色變?yōu)闊o色 出現(xiàn)黃色渾濁 還原性 氧化性 2MnO+5SO2+2H2O===2Mn2++5SO+4H+ (3)待品紅溶液完全褪色后,關閉分液漏斗的旋塞,點燃酒精燈加熱;無色溶液又恢復為紅色 (4)NaOH 【提煉】 本題考查的是SO2氣體的實驗室制備與性質(zhì)檢驗。在解決此題的過程中,要求學生掌握實驗室制備SO2氣體的方法,以及SO2氣體的主要性質(zhì):還原性、酸性氧化物性質(zhì)、氧化性及漂白性。- 配套講稿:
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