【同步讲义】高中化学（鲁科版2019）必修第一册--第20讲 浓硫酸的性质 酸雨及其防治 讲义

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第20讲 浓硫酸的性质 酸雨及其防治
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课程标准
课标解读
1．结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解硫酸的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
2．结合真实情境，了解酸雨的形成原因，认识其对生态环境的影响。
1．能从物质类别和元素化合价的角度预测硫酸的性质及转化。
2．能根据教材中给出的有关硫酸的性质，设计简单的实验方案，完成操作，观察现象，对实验现象做出解释。具有较强的问题意识，能在与同学讨论的基础上提出有关硫酸的探究问题和假设，依据假设提出实验方案，基于现象和数据进行分析得出结论。
3．能主动关心与环境保护有关的酸雨的危害和防治等社会热点问题、形成与环境和谐共处、合理利用自然资源的观念。
知识精讲

知识点01 硫酸与硫酸根离子的检验
1．稀硫酸的酸性
（1）电离方程式：________________________。
（2）具有酸的通性（用离子方程式表示）
①Zn：________________________
②CuO：________________________
③NaOH：________________________
④NaHCO3：________________________
2．浓硫酸的特性
（1）吸水性：浓硫酸有强烈的吸水性，常用作_______。
（2）脱水性：浓硫酸能将物质中的氢、氧元素按_______的比例脱去生成H2O。
（3）强氧化性

3．硫酸的用途
（1）化学实验室中的重要试剂。
（2）重要的化工原料。
①制造化肥、农药、炸药、染料等
②石油精炼、金属加工、浓硫酸作干燥剂等。
4．SO42－的检验
（1）正确操作流程

（2）加足量稀盐酸酸化的目的是排除_______、_______、_______等的干扰。
【即学即练1】下列事实与浓硫酸表现出的性质（括号中）的对应关系正确的是（ ）。
A．在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液质量增大（难挥发性）
B．在加热条件下铜与浓硫酸反应（强氧化性、酸性）
C．蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的碳生成（吸水性）
D．浓硫酸可用来干燥某些气体（脱水性）
知识点02 酸雨及其防治
1．酸雨的形成
（1）概念：pH＜_______的降雨。
（2）形成酸雨的主要物质：_______。
（3）SO2的来源：_______的燃烧。
2．酸雨的危害
（1）湖泊酸化；
（2）土壤贫瘠；
（3）森林大面积死亡；
（4）饮用水中_______元素含量增加。
3．酸雨的防治措施
（1）对_______物质的排放加以控制。
（2）改变_______结构，开发_______
【即学即练2】（2021·福建师大附中高一上期中）下列对酸雨的叙述不正确的是（ ）。
A．酸雨是指pH＜5.6的雨水
B．化石燃料的过度使用是酸雨形成的主要原因
C．飘尘在酸雨的形成过程中起到氧化剂的作用
D．开发新能源是控制酸雨的重要措施之一
能力拓展

考法01 浓硫酸的强氧化性
【典例1】（2021·深圳高一检测）浓硫酸分别与三种钠盐反应，现象如图所示。下列分析正确的是（ ）。

A．对比①和②可以说明还原性：Br－＞Cl－
B．①和③相比可说明氧化性：Br2＞SO2
C．②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致，说明酸性：H2SO4＞HCl
D．③中浓H2SO4被还原成SO2
【知识拓展】浓硫酸的强氧化性
1．浓硫酸与金属单质反应
（1）铝和铁与浓硫酸反应，条件不同，反应不同
①Al、Fe钝化（表现强氧化性）
②Al、Fe剧烈反应，生成硫酸盐和SO2气体（表现酸性和强氧化性）
（2）Au、Pt不反应
（3）氢前的活泼金属（如Zn）与浓硫酸常温反应，先放出SO2气体，后放出H2
①Zn+2H2SO4（浓）ZnSO4+SO2↑+2H2O（表现酸性和强氧化性）
②Zn+H2SO4（稀）ZnSO4+H2↑（表现酸性和氧化性）
（4）氢后的不活泼金属（如Cu）与浓硫酸加热反应，先放出SO2气体，后反应停止
①化学方程式：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O（表现酸性和强氧化性）
②离子方程式：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O（不能拆）
2．浓硫酸与碳等非金属单质加热反应
（1）过程：C先放CO2和SO2气体，后反应停止
（2）反应：C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O（表现强氧化性）
3．浓硫酸与还原性化合物反应：浓H2SO4SO2
（1）H2S+H2SO4（浓）S+SO2↑+2H2O（表现强氧化性）
（2）2HI+H2SO4（浓）I2+SO2↑+2H2O（表现强氧化性）
（3）2NaBr+2H2SO4（浓）Na2SO4+Br2↑+SO2↑+2H2O（表现酸性、强氧化性）
（4）2FeO+4H2SO4（浓）Fe2（SO4）3+SO2↑+4H2O（表现酸性、强氧化性）
考法02 蔗糖脱水实验
【典例2】（2021·鹤壁高一检测）化学兴趣活动中设计了用如图所示装置做浓硫酸和蔗糖反应的实验。下列有关实验操作或叙述错误的是（ ）。

A．打开A中分液漏斗的活塞，加入浓硫酸，充分反应后烧瓶内出现黑色膨化固体
B．品红溶液红色褪去，证明有SO2气体生成
C．检验A中产生的气体中含有水蒸气，应将E接在A和B之间
D．D中溶液变浑浊，即可证明反应产生了CO2
【知识拓展】浓硫酸的吸水性和脱水性
1．吸水性
（1）含义：浓H2SO4具有吸收水（如气体中、液体中的水分子，以及固体中的结晶水等）的性能。
（2）原因：H2SO4分子与水分子可形成一系列稳定的水合物。
（3）应用：用作干燥剂
①能够干燥中性气体和酸性气体。如H2、O2、CO2、SO2、Cl2、HCl等。
②不能干燥碱性气体（如NH3）和常温还原性气体（如H2S、HBr、HI）。
2．脱水性
（1）含义：浓H2SO4将有机物中的H原子和O原子按水的组成比（2∶1）脱去。
（2）浓H2SO4能使蓝色石蕊试纸先变红后再变黑，是由于其具有强酸性和脱水性。
（3）蔗糖脱水炭化
①反应现象：蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭
②反应过程：C12H22O11（蔗糖）12C+11H2O；C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O
③体现性质：浓H2SO4的脱水性和氧化性
考法03 鉴别浓硫酸和稀硫酸
【典例3】实验室中有没贴标签的浓H2SO4和稀H2SO4，某同学提出的下列鉴别方法不正确的是（ ）。
A．分别取10mL溶液，质量大的是浓H2SO4，质量小的是稀H2SO4
B．观察液体流动性，流动性好的是稀H2SO4，油状粘稠的是浓H2SO4
C．把CuSO4·5H2O晶体投入溶液，逐渐变为白色粉末的是浓H2SO4，晶体溶解的是稀H2SO4
D．常温下将Al片分别投入溶液，反应快速放出气体的是浓H2SO4，放出气体慢的是稀H2SO4
【知识拓展】浓硫酸和稀硫酸的组成与性质比较
组成性质
浓硫酸
稀硫酸
电离情况
极少量电离
H2SO42H++SO42－
主要粒子
H2SO4分子
H+、SO42－、H2O
颜色、状态
无色黏稠油状液体
无色液体
化学性质
三大特性：强氧化性、吸水性、脱水性
酸的通性
起氧化作用的元素
分子中的
电离出来的H+
还原产物
一般是SO2
H2
与非金属单质、H2S、HI、
HBr等物质的反应情况
加热时能氧化非金属单质，
常温下能氧化H2S、HI、HBr
均不能反应
与Fe、Al的反应情况
常温下将Fe、Al钝化，加热时能继续氧化
发生置换反应
氧化性的强弱情况
氧化性强
氧化性弱
考法04 酸雨的形成及防治
【典例4】（2021·安徽安庆高一期末检测）二氧化硫的减排与回收已成为环保领域急需解决的重大课题，某研究团队提出如下还原脱硫流程：

下列说法错误的是（ ）。
A．“脱硫塔”反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
B．S2、S4、S6和S8互为同素异形体
C．“再生塔”需将CaSO4和煤粉碎处理，使其充分接触
D．M可以循环使用
【知识拓展】工业上吸收废气中SO2气体的方法
（1）生石灰固硫法
CaO+SO2CaSO3，2CaSO3+O22CaSO4
（2）石灰乳洗涤法
Ca（OH）2+SO2CaSO3↓+H2O，2CaSO3+O22CaSO4
（3）氨水脱硫法
SO2+2NH3·H2O（NH4）2SO3+H2O，SO2+NH3·H2ONH4HSO3
（NH4）2SO3+H2SO4（NH4）2SO4+SO2↑+H2O
2NH4HSO3+H2SO4（NH4）2SO4+2SO2↑+2H2O
分层提分

题组A 基础过关练
1．常温下，将铁片放到浓硫酸中，下列叙述正确的是（ ）。
A．溶液呈黄色
B．铁片变轻
C．铁片表面产生大量气泡
D．铁片表面产生致密的氧化膜
2．实验室有两瓶硫酸，分别是浓硫酸和稀硫酸，但由于同学的粗心将标签弄混了，请你帮助该同学选择区分的既简单又可靠的方法（ ）。

A．与铜片反应
B．与石蕊溶液反应
C．用玻璃棒各蘸少许涂在纸上
D．加入锌片看是否有气体生成
3．（2021~2022学年安徽六安高一上学期期末）下列叙述或操作中正确的是（ ）。
A．稀释浓硫酸时，将浓硫酸沿着量筒壁慢慢地注入盛有水的量筒中，并不断搅拌
B．浓硫酸具有氧化性，稀硫酸无氧化性
C．浓硫酸不慎沾到皮肤上，立即用大量水冲洗
D．浓硫酸与铜的反应中，被氧化和被还原物质的物质的量之比为1∶2
4．为了检验某溶液中是否含有硫酸根离子，下列操作最合理的是（ ）。
A．先加氯化钡溶液，再加盐酸
B．先用盐酸酸化，再加氢氧化钡溶液
C．先用盐酸酸化，再加氯化钡溶液
D．用氯化钡溶液
5．浓硫酸有许多重要的性质，在与含有水分的蔗糖作用过程中未表现出的性质是（ ）。

A．酸性 B．脱水性 C．吸水性 D．强氧化性
6．浓硫酸会与可燃性、还原性物质激烈反应，稀硫酸相对温和。下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述中正确的是（ ）。
A．都能作干燥剂
B．都具有一定的氧化性
C．加热时都能与铜发生反应
D．在常温下都能用铁质容器贮存
7．（2021年6月·山东省合格考真题）利用下图可以从不同角度研究含硫物质的性质及其转化关系。

回答下列问题：
（1）H2S与SO2反应的化学方程式为__________________________，反应中H2S体现___________（填“氧化性”或“还原性”）。
（2）加热时，浓硫酸与木炭反应的化学方程式为_____________________________，下列试剂不能用于验证生成物中含有SO2的是___________（填标号）。
A．品红溶液 B．酸性KMnO4溶液 C．澄清石灰水
8．（2021·四川学考真题）下图为黄铁矿（主要成分是FeS2）生产硫酸的简要流程。

回答下列问题：
（1）FeS2（二硫化亚铁）中硫元素的化合价是_______。
（2）将黄铁矿粉碎的目的是______________________。
（3）设备Ⅰ得到炉渣的主要成分为Fe2O3。设备Ⅰ发生的反应中铁元素被_______（填“氧化”或“还原”）。
（4）设备Ⅱ中，在催化剂和加热条件下，即使通入过量空气也不能将SO2完全转化为SO3。该反应的化学方程式是___________________________。
（5）设备Ⅲ中发生反应的化学方程式是___________________________。
题组B 能力提升练
1．（2021~2022学年河南南阳高一下学期期末）狐刚子在“炼石胆取精华法”中作如下叙述：“以士擊（即砖坯）垒作两个方头炉，一炉中著铜盘，使定，即密泥之，一炉中以炭烧石胆（CuSO4·5H2O）使作烟，以物扇之，其精华尽入铜盘。炉中却火待冷……”。狐刚子所取“精华”为（ ）。
A．H2O B．SO2 C．稀硫酸 D．CuSO4溶液
2．下列装置不能实现相应实验目的的是（ ）。

3．（2021·北京丰台区高一上期末）下列实验所得结论不正确的是（ ）。
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ



产生大量
无色气体
铁片表面迅速变暗，
之后无明显变化
加热后产生大量无色
有刺激性气味的气体
A．实验Ⅰ中气体是H2
B．实验Ⅱ中没有发生化学反应
C．实验Ⅲ中气体是SO2
D．浓度、温度影响实验现象
4．（2022·广东省等级考）若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图（a~d均为浸有相应试液的棉花）所示的探究实验，下列分析正确的是（ ）。

A．Cu与浓硫酸反应，只体现H2SO4的酸性
B．a处变红，说明SO2是酸性氧化物
C．b或c处褪色，均说明SO2具有漂白性
D．试管底部出现白色固体，说明反应中无H2O生成
5．（2021~2022学年黑龙江哈尔滨高一下学期期末）双碱法脱硫过程如图所示。下列说法不正确的是（ ）。

A．过程I中，SO2表现还原性
B．过程I中，1molO2可氧化2molNa2SO3
C．双碱法脱硫过程中，NaOH可以循环利用
D．总反应为2SO2+2Ca（OH）2+O22CaSO4+2H2O
6．已知①Zn+H2SO4（稀）ZnSO4+H2↑、②Zn+2H2SO4（浓）ZnSO4+SO2↑+2H2O。下列说法不正确的是（ ）。
A．浓硫酸和稀硫酸均有氧化性，所以硫酸是氧化性酸
B．过量的Zn在浓硫酸中反应可得SO2和H2
C．Zn与稀硫酸反应的氧化产物是ZnSO4
D．不管是浓硫酸还是稀硫酸，若反应过程中被还原的H2SO4物质的量相等，则生成气体的物质的量相等
7．用25mL18.4mol·L－1的浓硫酸与铜共热一段时间后，冷却，过滤除去多余的铜，将滤液稀释到100mL，所得溶液中SO42－浓度为3mol·L－1，则此时溶液中CuSO4的物质的量浓度为（ ）。
A．0.5mol·L－1 B．1.6mol·L－1
C．1.8mol·L－1 D．3mol·L－1
8．（2021·青岛高一检测）“探险队员”——稀硫酸，不小心走进了有许多“吃人的野兽”（即能与稀硫酸发生化学反应的物质）的小山，如图所示逃生线路有多种，但有一种线路是完全行不通的，处处为陷阱，即为入口→③→⑤→⑦→⑨→出口，则该线路涉及的物质为（ ）。

A．Na2CO3、Fe（OH）3、Zn、Fe2O3
B．SO3、Cu、BaCl2、HCl
C．Zn、Fe（OH）3、KNO3、CuO
D．SO3、Cu、NaCl、CuO
9．如图表示淡黄色固态单质A及其化合物之间的转化关系（某些产物和反应条件已略去）。化合物B在常温常压下为气体，B和C的相对分子质量之比为4∶5，化合物D是重要的工业原料。

（1）写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式________________；
（2）写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式_________________；
（3）写出一个由D生成B的化学方程式___________________________；
（4）将5mL0.10mol·L－1的E溶液与10mL0.10mol·L－1的NaOH溶液混合，写出反应的离子方程式___________________________________。
10．（2021~2022学年四川攀枝花高一下学期期末检测）某课外活动小组的同学在实验室做锌与浓硫酸反应的实验中，甲同学认为产生的气体是二氧化硫，而乙同学认为产生的气体除二氧化硫外，还可能有氢气。为了验证哪位同学的判断正确，丙同学设计了如图所示的实验装置（锌与浓硫酸反应产生的气体为X，且该反应装置已略去）。

试回答下列问题：
（1）上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为___________________。
（2）乙同学认为还可能产生氢气的理由是_______________________。
（3）装置A中加入的试剂可能是________，作用是__________________；装置B中加入的试剂可能是________，作用是_______________；装置E中加入的试剂可能是________，作用是_____________________。
（4）可以证明气体X中含有氢气的实验现象：装置C中________________，装置D中__________________。
题组C 培优拔尖练
1．（2022·武汉高一期末检测）宋代《本草图经》中，关于绿矾的分解有如下描述：“绿矾形似朴硝（Na2SO4·10H2O）而绿色，取此物置于铁板上，聚炭，封之囊袋，吹令火炽，其矾即沸，流出，色赤如融金计者是真也。”下列说法错误的是（ ）。
A．“色赤”物质是Fe（OH）3
B．流出的液体中可能含有硫酸
C．可以通过焰色试验区分绿矾和朴硝
D．绿矾分解过程中硫元素部分被还原
2．实验探究活动中某同学设想用如图装置来验证浓硫酸的某些性质，其中不能达到实验目的的是（ ）。
选项
A
B
C
D
实验目的
吸水性
脱水性
稀释放热
强氧化性
实验装置




3．利用如图所示装置进行下列实验，能得到相应实验结论的是（ ）。
选项
①
②
③
实验结论

A
浓硫酸
Na2SO3
KMnO4溶液褪色
SO2有漂白性
B
浓硫酸
Cu
品红溶液
SO2具有漂白性
C
稀硫酸
碳酸钠
CaCl2溶液无明显变化
CO2不与CaCl2反应
D
浓硫酸
蔗糖
溴水褪色
浓硫酸具有脱水性、吸水性
4．如图是硫酸试剂标签上的部分内容，据此下列说法正确的是（ ）。

A．该硫酸试剂的物质的量浓度为18.4mol·L－1
B．该硫酸与等体积的水混合所得溶液的质量分数小于49%
C．50mL该H2SO4中加入足量的铜片并加热，被还原的H2SO4的物质的量为0.46mol
D．2.7gAl与足量的该硫酸反应可得到标准状况下的H23.36L
5．（2021·济南高一检测）（1）化学兴趣小组根据老师要求用如图所列装置设计一个实验，来验证加热条件下浓硫酸将木炭粉氧化的反应所产生的各种产物。
编号
①
②
③
④
装置




这些装置的连接顺序（按产物气流从左至右的方向）是（填装置的编号）：________→________→________→________。
（2）实验时可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色。A瓶溶液的作用是_______________________；B瓶溶液的作用是____________________；C瓶溶液的作用是_____________________。
（3）装置②中所加固体药品是________，可验证的产物是________，确定装置②在整套装置中位置的理由是___________________________________。
（4）装置③中所盛溶液是________，可验证的产物是________。
6．常用于印染工业的连二亚硫酸钠（Na2S2O4）俗称保险粉，可溶于水，但不溶于甲醇，其固体受热、遇水都会发生反应放出大量的热，甚至引起燃烧，工业制备流程如图：

请回答下列问题：
（1）保险粉应如何保存？____________（填一个注意事项）。
（2）由锌块制备锌粉的目的是____________；向液锌中鼓入M气体，使液态锌雾化，冷却得到粒度约为180μm（1m＝106μm）的锌粉。鼓入气体M为常见的双原子单质分子，则M的化学式为__________；分散系A为______（填“溶液”“胶体”或“悬浊液”）。
（3）流程②的化学方程式为_________________________________。
（4）流程③的分离方法步骤为__________________、洗涤、干燥，其中洗涤所用试剂是____________。
（5）保险粉可以用于除去废水中的重铬酸根离子（Cr2O72－被转化为Cr3+，S2O42－被转化为SO42－），这是目前除去酸性废水中Cr2O72－的有效方法之一，写出该反应的离子方程式___________________________。
（6）保险粉在空气中容易吸收氧气而发生氧化，其方程式为：①2Na2S2O4+O2+H2O4NaHSO3或②2Na2S2O4+O2+H2O4NaHSO3+NaHSO4。若在此条件下NaHSO3不会被氧化，请设计实验证明氧化时发生的反应是②________________________。