沪科版高一化学 - 5.1 - 从黑火药到酸雨（知识点总结与练习）

5．1 从黑火药到酸雨

知识要点

黑火药 

1把木炭粉、硫磺粉和硝酸钾按（1:2:3）比例混合制得黑火药。  2原理：点燃火药后，发生剧烈氧化还原反应。 S + 2KNO3 + 3C 一、硫的性质

1、硫元素的存在形态

①游离态(单质)：天然硫，火山口附近或地壳岩层里。 ②化合态：主要有硫化物、硫酸盐，煤、石油和蛋白质里都含有少量的硫。  重要矿物：黄铁矿（硫铁矿）FeS2；石膏CaSO4? 2H2O；芒硝Na2SO4 ? 10H2O 黄铜矿CuFeS2 ；2、硫单质的物理性质

淡黄色固体，俗称硫磺，熔点较低，难溶于水，易溶于CS2，微溶于乙醇。硫为分子晶体。 3、硫单质的化学性质

点燃

K2S + 3CO2↑ + N2↑

氧化剂是：S、KNO3，被氧化的物质是：C

硫元素有-2、0、+4、+6四种常见化合价, 单质硫既有氧化性又有还原性。

（1）与金属反应 ——体现氧化

实验：铁粉与硫粉的反应

现象：反应发光，持续红热，生成黑色物质

Fe + S ??? FeS 2Cu + S ???Cu2S

Hg + S ? HgS （黑色），可用硫粉处理散落的汞滴。

思考：比较Cl2、S的氧化性强弱。

① 形成气态氢化物的的难易程度 ② 与具有变价的金属反应，产物为高价的非金属的氧化性强。

??2FeCl3 2Cu + S ???Cu2S 2Fe + 3Cl2 ?????点燃??CuCl2 ?? FeS Cu + Cl2 ???Fe + S ?点燃③ 置换反应： H2S + Cl2 → 2HCl + S↓ 氧化性递变规律：Cl2 > Br2 > I2 > S

Cl2 + Na2S → 2NaCl + S

Br2 + Na2S → 2NaBr + S

I2 + NaBr → 不反应 Cl2 + 2NaI → 2NaCl + I2

（2）与非金属反应

?S + H2 ??? H2S

S + O2 ???? SO2 ——体现硫的还原性

硫在空气中燃烧呈现淡蓝色火焰；在氧气中燃烧呈明亮的蓝紫色火焰。 （3）与强碱反应

3S+6KOH 2K2S+K2SO3+3H2O （4）与强氧化性酸反应

S+2H2SO4(浓) 3SO2↑+2H2O

S+6HNO3(浓) H2SO4+6NO2↑+2H2O

4、硫的非金属性比氧和氯都弱

（1）从原子结构上比较氧、硫、氯三种元素的原子结构示意图分别为:

硫原子比氧原子多1个电子层；Cl原子与硫原子电子层数相同，但Cl原子最外电子层上比氧原子多1个电子。其原子半径的大小为S >O，S > Cl。因此氧原子和氯原子得电子能力都大于硫，即氧和氯的氧化性都比硫强。也就是说，硫的非金属性比氧和氯都弱。 （2） 从S、O2、Cl2与变价金属Cu、Fe反应生成物中金属的化合价来分析 2Fe + 3Cl2 3Fe + 2O2

点燃

点燃

点燃 2FeCl3 Cu + Cl2

CuCl2 

点燃

Fe3O4  2Cu + O2 2CuO

Fe + S FeS 2Cu + S Cu2S (Fe3O4中2 / 3的铁显+3价，1 / 3的铁显+2价)

可知，Cl2、O2能把Fe、Cu氧化到较高价态，而S只能把Fe、Cu氧化到较低价态。由此说明S原子得电子能力比O原子、Cl原子都差，即硫的非金属性比氧和氯的都弱。 （3） 从S、O2、Cl2与H2反应的难易来分析

Cl2与H2的混合气见强光或点燃时发生爆炸，生成的HCl很稳定； O2与H2的混合气在点燃或放电时发生爆炸，生成的H2O也很稳定； S蒸气与H2在加热的条件下，发生不完全反应，生成的H2S不稳定。 可知硫的非金属性比氧和氯都弱。

（4） Cl2、O2都可把氢硫酸中的硫置换出来 

O2+2H2S 2H2O+2 S  Cl2+2H2S2HCl+2S 氧化性：O2 > S ，氧化性：Cl2 > S；可知硫的非金属性比氧和氯都弱。 二、硫化氢

（一）物理性质

无色、有臭鸡蛋气味的气体，有毒，能溶于水，水溶液显弱酸性。

（二）化学性质

1．不稳定性（受热易分解） H2S ???? H2 + S 2．强还原性

2H2S + O2 ????2H2O + 2S 不完全燃烧 H2S溶液在空气中易变质，2H2S + O2 → 2H2O + 2S↓ 2H2S + 3O2 ????2H2O + 2SO2 完全燃烧 （三）H2S实验室制法和收集 1．原理：FeS + H2SO4 → FeSO4 + H2S↑

也可以用稀盐酸制取，但是不可以用浓H2SO4。 2．装置：与制取CO2的相同，可以用启普发生器。

3．干燥：无水CaCl2 ，不可用浓H2SO4 （浓硫酸会氧化硫化氢） 4．收集：用向上排空气法

5．尾气处理：常使用NaOH溶液 2NaOH + H2S → Na2S + 2H2O

H2S+ CuSO4 → CuS↓+ H2SO4 CuS 既不溶于水也不溶于稀硫酸 H2S + FeSO4 → × FeS 不溶于水但溶于稀硫酸 H2S 尾气处理即可用NaOH 溶液，也可用CuSO4 溶液。 6.H2S 气体检验：可用CuSO4 溶液，或Pb(Ac)2 试纸。 三、全球性的环境问题——酸雨  （一）二氧化硫 1、物理性质

SO2是无色有刺激性气味的有毒气体；密度比空气大 ；易液化(与Cl2、NH3相似)；常温常压下可以1：40溶于水，生成亚硫酸。

2、化学性质  (1) 酸性氧化物

SO2 + H2O H2SO3 (亚硫酸：二元中强酸，不稳定，易分解 ) SO2 + 2NaOH Na2SO3 + H2O SO2+ Ca(OH)2 CaSO3↓+ H2O

所以，SO2也叫做亚硫酸的酸酐。

思考：SO2与碱反应，碱过量和少量有何不同？ （2） 氧化性

SO2 + 2H2S 3S↓+ 2H2O 瓶壁上有淡黄色固体和水珠。 

（3） 较强的还原性

2SO2 + O2 2SO3（催化剂，加热） 

SO3是一种没有颜色、易挥发的固体，熔点16.8℃，沸点44.8℃。 SO2 + X2 + 2H2O 2HX + H2SO4 (X = Cl、Br、I)

SO2还可使酸性KMnO4溶液褪色。  （4） 漂白性

在试管中加入0.1%的品红溶液，通入SO2观察现象；当试管中液体发生变化时，再给试

点燃点燃管加热，观察现象。（品红溶液褪色，加热又恢复红色。）

SO2和HClO均有漂白作用，其漂白原理是否相同？

解析：SO2的漂白作用在于它与某些有机色素化合生成不稳定的无色物质，反应可逆。而HClO的漂白在于其氧化性，将某些有色物质氧化成无色物质，过程不可逆。

SO2的化学性质：SO2是酸性氧化物、具有氧化性、还原性和漂白性。 （二）酸雨 1、定义：

国际上把PH值小于5.6的雨水称为酸雨 2、酸雨的成分：硫酸，硝酸 3、酸雨的形成： SO2 + H2O H2SO3 2H2SO3 + O2  2H2SO4

二氧化硫催化氧化：SO2 + O2 → SO3 SO3 + H2O → H2SO4 总反应式：2SO2 + O2 + H2O → 2H2SO4 4、造成酸雨的原因 

（1）自然现象导致酸雨：例如火山喷发后会降含硫酸或盐酸的雨，雷电可以使雨水中含硝酸等。 

（2）人类活动造成酸雨：发电厂、钢铁厂、冶炼厂家家户户的小煤炉燃烧矿物燃料；汽车发动机，焚烧垃圾等。 在我国，空气中的二氧化硫主要来自含硫的煤和石油的燃烧。 5、酸雨的危害

? 对土壤生态的危害 ? 对植物的危害 ? 对水体的危害 ? 对人体健康的危害 ? 对建筑材料的危害 6、酸雨的防治

必须控制空气中二氧化硫等气体的排放量 

（1）优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气等。

（2）原煤脱硫技术，可以除去燃煤中大约40％一60％的无机硫。  （3）对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前除去硫的氧化物等。 例题精讲

一、选择题（不定项选择）

1．SO2 溶于水后所得的溶液的性质是（ ）

A．有氧化性、无还原性、无酸性 B．有氧化性、有还原性、有酸性 C．无氧化性、有还原性、无酸性 D．有氧化性、无还原性、有酸性 2．SO2 通入已使酚酞显红色的某溶液中，红色消失的原因是（ ） A．SO2 的漂白性 B．SO2 的还原性 C．SO2 溶于水显酸性 D．SO2 的氧化性 3．将 SO2 通入品红溶液中，红色消失的原因是（ ） A．SO2 的漂白性 B．SO2 的还原性 C．SO2 溶于水显酸性 D．SO2 的氧化性

4．具有漂白作用的物质有：① 氯气 ② 二氧化硫 ③ 活性炭 ④ 过氧化钠 其漂白 原理相同的是（ ）

A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 5．检验 SO2 中是否含有 CO2，应采用的方法是（ ）

A．通过澄清石灰水 B．先通过 NaHCO3 溶液，再通过澄清石灰水

C．通过品红溶液 D．先通过足量的溴水，再通过澄清石灰水

6．SO2 是常见的大气污染物之一，我国规定空气中 SO2 含量不得超过 0.02mg/L。下列措施中能够减少 SO2 排放量的是：① 用天然气代替煤炭作民用燃料 ② 提高热能利用率 ③燃 煤中加入石灰后使用 ④ 在已被酸雨侵害的土壤中洒石灰（ ） A．①② B．②④ C．①③④ D．①②③

7．下列关于 H2SO4 性质的描述中不正确的是（ ）

A．浓硫酸有氧化性，稀硫酸没有氧化性 B．浓硫酸和 Al 在加热条件下也可起反应 C．硫酸是一种难挥发的强酸 D．浓硫酸有脱水性，可使蔗糖炭化 8．下列变化中，能证明硫酸是强酸的事实是（ ） A．能使石蕊试液变红 B．能跟磷酸钙反应制磷酸 C．能跟氯化钠反应制氯化氢 D．能跟锌反应产生氢气

9．下列变化中，有一个能证明硫酸中的 S 具有氧化性，该变化是（ ） A．使紫色石蕊试液变红 B．与 C 反应

C．与 Zn 反应生成 H2 D．与 NaCl 反应生成 HCl

10．下列对浓硫酸的叙述中正确的是（ ）

A．常温下，浓硫酸与铁、铝不反应，所以铁、铝质的容器可以盛装浓硫酸 B．浓硫酸具有吸水性，能使蔗糖炭化

C．浓硫酸和铜片加热既表现出酸性又表现出强氧化性

D．浓硫酸和 Na2SO3 反应制取 SO2 时，浓硫酸表现出强氧化性

11．一辆满载浓硫酸的槽罐车在路上因车祸翻倒，浓硫酸大量泄露。为了不污染旁边 的水源，下列采取的措施适宜的是（ ）

A．用水冲洗泄露的浓硫酸 B．将熟石灰撒在泄露的浓硫酸上 C．将氧化钡撒在泄露的浓硫酸上 D．用土将泄露的浓硫酸掩埋 12．酸雨的形成主要原因是（ ）

A．森林遭到乱砍滥伐，破坏了生态环境 B．大气中 CO2 的含量增多 C．汽车排出的大量尾气 D．工业上大量燃烧含硫的燃料 13.下列物质不属于“城市空气质量日报”报道的是（ ）

A.二氧化硫 B.氮氧化物 C.二氧化碳 D 悬浮颗粒 二、填空 14、硫

俗称 ，是一种 粉末，在空气中燃烧生成 ，化学方程式为 。硫可以与金属、非金属反应，例 Fe+ S— 。 应用：汞洒落在地面，一般会用硫粉来处理，原理是 。 15、二氧化硫

A、二氧化硫与水的反应，水溶液的酸碱性，二氧化硫或亚硫酸的漂白性实验：

实验操作 于水中，打开胶塞 （2）用pH 试纸测定溶液 的酸碱度 （3）滴入 2 滴品红溶液， ； 振荡；加热试管，再观察 。 。 B、【思考】分别从化合价的角度，作为酸性氧化物的角度，二氧化硫有什么化学性质：

现象 结论 SO2 溶于水。 溶液呈 性 （1）把盛有 SO2 的试管倒立试管内液面 。 。

（1） SO2 与水的反应方程式为______________________。

（2） SO2 与 NaOH 溶液的反应方程式为______________________。

（3） SO2 与 O2 的 反 应 —— 二 氧 化 硫 表 现 ____________ 性 反 应 方 程 式 为 _____________________。

C、【思考】二氧化碳与二氧化硫的鉴别

① 利用二氧化硫的还原性，用高锰酸钾溶液或溴水褪色鉴别。 ②利用二氧化硫的漂白性，用品红溶液鉴别。

【思考】硫酸酸雨如何形成？写出反应的方程式 ___________________________ （4）SO2 或亚硫酸有漂白性：二氧化硫或亚硫酸有漂白作用，与有色物质发生化合反应，生成不稳定的无色物质，加热又恢复为原来的颜色。利用品红溶液可检验二氧化硫气体。

1)SO2 可与 CaO 等碱性氧化物反应：SO2+ CaO —— 。 2）SO2 既有 性，又有 性，但 相对较强。

SO2 通入溴水中使溴水褪色，表现出SO2的 性；

SO2可以和氧气反应：SO2+O2 —— 。体现出SO2的 性。 在反应 2H2S+SO2—— 3S + 2H2O 中表现了 SO2 的 性。

3）SO2 有 性，能使 褪色。 工业上常用 SO2 来漂白 。 SO2 的漂白作用与次氯酸的漂白作用相不相同？ 。SO2 的漂白作用稳不稳定？ 。而次氯酸的漂白过程是发生了 反应，其漂白作用是永久性的。

D、【思考】常见漂白剂有哪些？原理有何区别？

16．硫的氧化物（SO2 和 SO3）和大气污染 1）主要来源：煤炭燃烧、火山喷发等。 2）主要危害：产生 。有关的化学方程式是 3）减少污染物的原理和方法：

a．改善燃煤质量。降低煤的含硫量和含灰量。

b．改进燃烧装置和燃烧技术。如向煤中加入石灰石或生石灰，减少产物中 SO2 的含量，有关的化学方程式是 。

c．发展洁净煤技术。如煤的气化和液化，将焦炭在高温下与水蒸气反应，生成 CO 和H2；有关的化学方程式是 。

d．开发洁净能源

17. 我国农业因遭受酸雨而造成每年损失高达 15 亿多元。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。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： 测试时间 雨水的 pH 0 4.73 1 4.62 2 4.56 3 4.55 4 4.55 分析数据，回答下列问题：

（1）雨水样品的 pH 变化的原因是（用化学方程式表示）

（2）你认为减少酸雨产生的途径可采用的措施是 （填序号） ①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源

A、①②③ B、②③④⑤ C、①③⑤ D、①③④⑤

（3）在英国进行的一个研究表明：高烟囱可以有效地降低地表 SO2 浓度。 在 20 世纪的 60 年代70 年代的 10 年间，由发电厂排放出上午 SO2 增加了 35，但由于建筑高烟囱的结果，地面降低了 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？

参考答案

一、选择题

1-5 B C A C D 6-13 D A B B C B D D 二、填空

14 硫磺 淡黄色 SO2 O2?S?SO2 FeS 硫粉与汞反应

15 A、（1）升高 易 （2）pH试纸变红色 酸 （3）品红溶液褪色 溶液重新变红 B、（1）SOSO22?H2O?H2SO3 （2）SO2?NaOH?Na2SO3 （3）还原性

?O2?SO3

SO?H2O?H2SOC、SO2?O2?SO334

（4）、1）CaSO3

2）氧化性 还原性 还原性 还原性 SO3 还原性 氧化性

3）漂白 品红 白纸浆、毛、丝、草编制品 不相同 不稳定 氧化还原反应

D、①、与有机色素结合成不稳定的无色物质。

SO2漂白性的实质，是SO2与水反应生成的H2SO3跟有机色素结合成了不稳定的无色化合物，该化合物见光、遇热或长久放置又能恢复为原来的颜色。SO2漂白原理属于非氧化—还原反应。

②、氧化性漂白：漂白剂具有氧化性，将有机色素氧化成稳定的无色物质。

(1)氯水、Ca(ClO)2的漂白性：干燥的氯气不能使红布条褪色，而能使湿润的红布条褪色，证明起漂白作用的不是Cl2，而是HClO。氯气也能使品红溶液褪色，但加热不能复原，其实质为氧化还原反应。Ca(ClO)2在水中极易发生水解,或与CO2反应生成HClO,从而表现出漂白性。

(2)H2O2、Na2O2的漂白性：过氧化氢在常温下能自动分解:2H2O2=2H2O+O2↑,因此它是一种强氧化剂，纺织工业常用它作漂白剂，就是利用它的氧化性。Na2O2是一种淡黄色晶体，与水或者稀酸作用时，生成过氧化氢，并猛烈放热。生成的H2O2在受热情况下立即分解放出氧气，表现出强氧化性：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。因此，Na2O2是一种重要的工业漂白剂。 (3)臭氧的漂白性：O3分子是不稳定的，氧化能力远比O2强，且在水溶液中具有强氧化性。所以，当有水存在时，O3是一种强力漂白剂，还用于水和空气的消毒。

③、吸附性漂白：木炭、活性炭具有疏松多孔的结构，形成较大的比表面积，具有很强的吸附性。 16、CaO C?SO2?CaSO3

3?H2O?CO?H217、（1）SO2?H2O?H2SO 、（2）C、

（3）不可取，高烟囱并没有减少高空中二氧化硫含量，二氧化硫会随着气流飘到别处，

这只是转移了酸雨的受害地，并没有从根本上解决问题。（合理即可）

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