【同步講義】高中化學（滬科版2020）必修第一冊--3.3.1 硫循環(huán) 講義-試卷下載-教習網(wǎng)

3.3.1 硫循環(huán)知識點01 自然界中的硫循環(huán)硫循環(huán)是硫元素在巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈以及各種地質(zhì)系統(tǒng)之間遷移演化的地球化學過程。在硫循環(huán)中各種含硫的物質(zhì)會呈現(xiàn)—2、+4、+6 等不同的價態(tài)，這些物質(zhì)通過氧化還原反應等轉化過程構成了復雜的全球循環(huán)。【即學即練1】如下為火山噴發(fā)時硫元素的轉化示意圖,其中甲、乙在常溫下均為氣體,丙為液體,丁為固體。下列關于甲、乙、丙、丁的判斷不正確的是A．甲只具有還原性B．乙、丙均為酸性氧化物C．乙既有氧化性，又有還原性D．丁為黃色或淡黃色固體知識點02 酸雨1．酸雨的形成（1）概念：pH＜5.6的降雨。（2）形成酸雨的主要物質(zhì)：硫的氧化物。（3）SO2的來源：化石燃料的燃燒。2．酸雨的危害（1）湖泊酸化；（2）土壤貧瘠；（3）森林大面積死亡；（4）飲用水中重金屬元素含量增加。3．酸雨的防治措施（1）對酸性物質(zhì)的排放加以控制。（2）改變能源結構，開發(fā)新能源【即學即練2】下列對酸雨的敘述不正確的是 A．酸雨是指pH＜5.6的雨水 B．化石燃料的過度使用是酸雨形成的主要原因 C．飄塵在酸雨的形成過程中起到氧化劑的作用 D．開發(fā)新能源是控制酸雨的重要措施之一常見考法一硫及其化合物之間的轉化【例1】物質(zhì)的類別和核心元素的化合價是研究物質(zhì)性質(zhì)的兩個重要角度。下圖所示是硫及其部分化合物的“價類二維圖”。根據(jù)圖示回答下列問題：(1)X的化學式為___________，將X與SO2混合，可生成淡黃色固體，該反應的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為___________。(2)過量的Fe粉與一定量W濃溶液混合加熱反應，生成___________(填化學式)氣體。轉化①可由S粉與熱的W濃溶液反應實現(xiàn)，反應的化學方程式為___________。(3)欲制備Na2S2O3，從氧化還原角度分析，下列合理的是___________(選填字母)。A．Na2S+S B．Na2SO3+S C．Na2SO3+Na2SO4 D．SO2+Na2SO3(4)工業(yè)制硫酸中，轉化②是在___________(填設備名稱)進行的。進行轉化③時，不用水而用98.3%的濃H2SO4吸收SO3，原因是___________。(5)NaHSO4溶液顯強酸性，向NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液，恰好使溶液呈中性，則發(fā)生反應的離子方程式為___________。必殺技前面“學習聚集”中的價類二維圖，體現(xiàn)了硫及其化合物之間的轉化關系。【同步練習1】利用下圖可以從不同角度研究含硫物質(zhì)的性質(zhì)及其轉化關系。回答下列問題：（1）H2S與SO2反應的化學方程式為__________________________，反應中H2S體現(xiàn)___________（填“氧化性”或“還原性”）。（2）加熱時，濃硫酸與木炭反應的化學方程式為_____________________________，下列試劑不能用于驗證生成物中含有SO2的是___________（填標號）。 A．品紅溶液 B．酸性KMnO4溶液 C．澄清石灰水常見考法二酸雨的產(chǎn)生及防治【例2】某研究性學習小組同學擬分析某市空氣的質(zhì)量情況，測定該市空氣中SO2的含量并制定下列研究方案：Ⅰ.資料表明，SO2具有較強的還原性，能與高錳酸鉀酸性溶液發(fā)生反應：5SO2+2MnO4—+2H2O===5SO42—+2Mn2++4H+。Ⅱ.設計實驗方案：利用SO2的還原性使SO2和已知濃度及體積的高錳酸鉀酸性溶液反應。Ⅲ.選擇分析地點：某工業(yè)區(qū)、某公園、某居民小區(qū)、某商業(yè)區(qū)、某交通樞紐。Ⅳ.選擇分析時間：晴天、風速較小時；晴天、風速較大時；雨前；雨后。Ⅴ.對測定的結果進行初步分析并向相關單位提出建議。(1)該小組同學擬用如圖所示裝置定量分析空氣中SO2的含量。①通入空氣前應進行的實驗操作是________________________________；②當觀察到實驗的現(xiàn)象為_______________________________時，應停止通空氣；③實驗過程中需測量并記錄的數(shù)據(jù)是_________________________________。(2)如圖表示該小組同學根據(jù)實驗測得的該市不同地區(qū)空氣中SO2的含量。①工廠區(qū)、交通樞紐SO2含量明顯高于其他地區(qū)的原因是_____________；②請向當?shù)赜嘘P部門提出一條減少工廠區(qū)SO2排放的建議：____________________。(3)下表是該小組同學測得的不同天氣情況下的城市空氣中SO2的平均含量。請分析雨后或風速較大時SO2平均含量較低的原因：①__________________；②____________。天氣情況平均風速(m·s?1)空氣中SO2的平均含量(mg·L?1)雨前2.00.03雨后2.20.01晴230.015晴0.90.03必殺技工業(yè)上吸收廢氣中SO2氣體的方法：（1）生石灰固硫法CaO+SO2CaSO3，2CaSO3+O22CaSO4（2）石灰乳洗滌法Ca(OH)2+SO2CaSO3↓+H2O，2CaSO3+O22CaSO4（3）氨水脫硫法SO2+2NH3·H2O(NH4)2SO3+H2O，SO2+NH3·H2ONH4HSO3(NH4)2SO3+H2SO4(NH4)2SO4+SO2↑+H2O2NH4HSO3+H2SO4(NH4)2SO4+2SO2↑+2H2O【同步練習2】二氧化硫的減排與回收已成為環(huán)保領域急需解決的重大課題，某研究團隊提出如下還原脫硫流程：下列說法錯誤的是 A．“脫硫塔”反應中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1 B．S2、S4、S6和S8互為同素異形體 C．“再生塔”需將CaSO4和煤粉碎處理，使其充分接觸 D．M可以循環(huán)使用題組A 基礎過關練1．下列有關環(huán)境問題的說法錯誤的是 A．燃燒煤時加入適量的石灰石，可減少廢氣中二氧化硫的量B．pH小于5.6的降水通常稱為酸雨C．SO2、NO2、CO2都會導致酸雨的形成D．推廣使用燃煤脫硫技術，防治SO2污染2．某地區(qū)收集到的雨水樣本，下列說法正確的是A．可以用廣泛pH試紙測試其是否為酸雨B．若為硫酸型酸雨，其中只含有亞硫酸C．硫酸型酸雨放置一段時間后，酸性會增強D．常溫下，該雨水pH值可能等于73．某研究小組研究某地硫酸型酸雨的形成，有人提出以下猜想：猜想三：以上兩過程同時存在為驗證上述有關猜想的正確性,收集一定量該地區(qū)剛下的雨水進行實驗,下列判斷中錯誤的是A．若猜想一或猜想三正確，則該雨水加入鹽酸后，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成 B．若存在猜想二的過程，則該雨水可能使品紅褪色 C．若只存在猜想一的過程，則該雨水的pH隨時間延長而增大 D．上述任意一個猜想正確，該地區(qū)雨水的pH均小于5.6 4．我國農(nóng)業(yè)因遭受酸雨而造成的損失每年高達15億多元，為了有效控制酸雨，目前國務院批準了《酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)劃分方案》等法規(guī)。(1) 現(xiàn)有一份雨水樣品，每隔一段時間測定該雨水樣品的pH，所得數(shù)據(jù)如下：測試時間/h01234雨水的pH4.734.624.564.554.55分析數(shù)據(jù)，回答下列問題：① 雨水樣品的PH變化的原因是(結合離子方程式解釋)：______________________________________________________________________________________________________________② 如果將剛取樣的上述雨水和自來水相結合，pH將______(填“變大”、“變小”“不變”)，原因是(用化學方程式表示)：_________________________________。(2) 你認為減少酸雨產(chǎn)生的途徑可采用的措施是①少用煤作燃料 ②把工廠的煙囪造高 ③燃料脫硫④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤開發(fā)新能源 A．①②③ B．②③④⑤ C．①③⑤ D．①③④⑤ (3)酸雨可導致下列危害中的A．腐蝕建筑物 B．導致樹木枯萎 C．造成洪澇災害 D．惡化人類環(huán)境(4)為防止酸雨，減少煤燃燒時向大氣中排放二氧化硫，火力發(fā)電廠常用Ca(OH)2的懸濁液吸收煤燃燒時產(chǎn)生的二氧化硫氣體，并制得有用的石膏（CaSO4·2H2O）則有關反應的化學方程式為______________________________________________________________________________________5．在學習了硫的轉化后，某學生繪制了如圖轉化關系。(1)寫出指定物質(zhì)的化學式：A_____________，B_____________，D_______________。(2)寫出“H2SO4→C”的化學方程式：__________________________________________(寫一個即可)。(3)寫出A與SO2相互轉化的化學方程式：________________________________________。(4)寫出一個由SO2直接生成H2SO4的化學方程式：_________________________________。6．現(xiàn)有一雨水樣，每隔一段時間測定該雨水樣品的pH，所得數(shù)據(jù)如下：測試時間/h01234雨水的pH4.94.84.74.64.6分析數(shù)據(jù)，回答下列問題：（1）請敘述測定該樣品pH的方法。（2）雨水樣品的pH變化的原因是 (用化學方程式表示)。（3）如果將剛取樣的上述雨水，向其中加入少量自來水（溶液體積變化忽略不計），pH會，（填變大、變小或不變）原因是。（4）造成硫酸型酸雨污染的最主要原因是。7．在硫黃、二氧化硫和硫酸這三種物質(zhì)中，設計實驗，探究這三種價態(tài)硫元素間的相互轉化。提供的試劑：硫磺、亞硫酸鈉、濃硫酸、氫硫酸、酸性KMnO4溶液、氯水、Cu片、O2 完成實驗方案和實驗記錄實驗編號預期的轉化選擇的試劑實驗現(xiàn)象結論 10 → +4[ 2+4 → 0 3+4 → +6 4+6 → +4 8．學習元素化合物時可以借助“價類二維圖”預測物質(zhì)性質(zhì)。如下是部分含硫化合物的二維圖的相關信息。（1）圖中“X”代表的物質(zhì)類別是________；Y轉化為Z體現(xiàn)了Y的________性。（2）SO2是重要的大氣污染物，會導致“酸雨”。SO2產(chǎn)生硫酸型酸雨有兩條途徑：途徑一是SO2→SO3→H2SO4；另一途徑是：SO2→________。（3）將裝有SO2的試管倒立在水槽中，可觀察到____________。取出試管中的溶液，分別進行如下實驗：① 滴加品紅溶液，振蕩，觀察到紅色褪去，說明SO2具有________性。② 滴加BaCl2溶液，無明顯現(xiàn)象，再滴入FeCl3溶液后出現(xiàn)白色沉淀。出現(xiàn)白色沉淀的原因________________________。（4）根據(jù)SO2的性質(zhì)，提出一種燃煤脫硫的方法____________________。題組B 能力提升練9．單質(zhì)X與濃硫酸共熱，反應中X與H2SO4的物質(zhì)的量之比為1：2，則生成物中的化合價可能為① +1 ② +2 ③ +3 ④+4A．②④ B．③④ C．①② D．①③10．下圖為某燃煤電廠處理廢氣的裝置示意圖，下列說法錯誤的是A．使用此裝置可以減少導致酸雨的氣體的排放 B．該裝置內(nèi)既發(fā)生了化合反應，也發(fā)生了分解反應C．總反應可表示為：2SO2 + 2CaCO3 + O2→2CaSO4 + 2CO2D．若排放的氣體能使澄清石灰水變渾濁，說明該氣體中含SO211．2022年1月中旬南太平洋島國湯加的洪阿哈阿帕伊島多次發(fā)生火山噴發(fā)并引發(fā)大范圍海嘯，大量的火山灰和火山氣體對氣候造成極大的影響。硫在自然界的循環(huán)過程如圖所示。下圖是火山噴發(fā)產(chǎn)生的化學物質(zhì)，在自然界的轉化歷程和工業(yè)應用。下列說法錯誤的是A．火山噴發(fā)形成硫酸型酸雨，反應總反應為2SO2+O2+H2O=2H2SO4B．火山噴發(fā)會影響氣溫下降的可能原因是大量氣體進入平流層形成硫酸氣溶膠阻擋太陽輻射C．自然界地表層原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后變成CuSO4溶液，向地下深層滲透遇到難溶的PbS，慢慢轉變?yōu)殂~藍(CuS)，離子方程式為Cu2++ SO42-+Pb2++S2—=PbSO4↓+CuS↓D．工業(yè)制備硫酸可用硫鐵礦經(jīng)FeS2→SO2→SO3→H2SO4多步反應制備12．自然界中不同價態(tài)硫元素之間的轉化如圖所示，下列說法正確的是A．上圖中，酸雨的含硫成分只有，由SO2溶于水生成B．芒硝在濃硫酸中失水的過程體現(xiàn)了濃硫酸的脫水性C．黃鐵礦燃燒產(chǎn)生的尾氣，與空氣混合后通入碳酸鈣的漿狀物，可用來制備石膏D．凝聚法是將SO2通入H2S稀溶液中得到S膠體，該反應中氧化劑：還原劑=2：113．下表是某城市某日空氣質(zhì)量報告：污染指數(shù)首要污染物空氣質(zhì)量級別空氣質(zhì)量狀況55SO2II良該市某校研究性學習小組對表中首要污染物SO2導致酸雨的成因進行探究。實驗一：用下圖所示裝置進行實驗。（1）A裝置的作用是（填“干燥”或“氧化”）SO2氣體。（2）實驗過程中，B裝置內(nèi)石蕊試紙的顏色沒有發(fā)生變化，C裝置內(nèi)濕潤的藍色石蕊試紙變色（填“藍色”或“紅色”或“不變色”），說明SO2與水反應生成一種酸。（3）D裝置的作用是，并寫出化學反應方程式。實驗二：往盛有水的燒杯中通入SO2氣體，測得所得溶液的pH 7(填“＞”“=”或“＜”)，然后每隔1 h測定其pH，發(fā)現(xiàn)pH逐漸變小，直至恒定。說明燒杯中溶液被空氣中的氧氣氧化最終生成H2SO4。【查閱資料】SO2形成酸雨的另一途徑：SO2與空氣中的O2在飄塵的作用下反應生成SO3，SO3溶于降水生成H2SO4。在此過程中飄塵作_________（填“催化劑”或“氧化劑”）。【探究結論】SO2與空氣中氧氣、水反應生成硫酸而形成酸雨。該市可能易出現(xiàn)酸雨。【知識聯(lián)想】（1）酸雨造成的危害是： (舉一例)。（3）汽車排放的尾氣，硝酸、化肥等工業(yè)生產(chǎn)排出的廢氣中都含有氮的氧化物，氮的氧化物溶于水最終轉化為，是造成酸雨的另一主要原因。 14．硫是生物必需的大量營養(yǎng)元素之一，下圖是自然界中硫的循環(huán)圖，在循環(huán)過程中價態(tài)變化在-2價至+6價之間，以不同的狀態(tài)（或形態(tài)）發(fā)生一系列的變化，請分析此圖并回答有關問題。（1）分解者可將含硫有機物分解為硫化氫，硫黃細菌和硫化細菌可將硫化氫進一步轉變?yōu)樵亓蚧蛄蛩猁}，下列關于硫化氫說法正確的是 _____________A．硫化氫分子很穩(wěn)定，受熱難分解 B．硫化氫分子中所有原子的最外層都達到8電子結構 C．將硫化氫通入硫酸亞鐵溶液，產(chǎn)生沉淀 D．硫化氫中硫元素為-2價，因此只有還原性，沒有氧化性E．硫化氫是一種無色臭雞蛋氣味的有毒氣體（2）大氣中的SO2經(jīng)過一系列轉化最終生成H2SO4，導致降水具有較強酸性，稱為酸雨。收集某次酸雨樣品，發(fā)現(xiàn)8小時內(nèi)，樣品pH一直在較小，其原因可能是_____________________。（用化學方程式表示）（3）研究發(fā)現(xiàn)，空氣其中少量的NO2也能參與硫酸型酸雨的形成，反應過程如下： NO2在上述過程中的作用，與H2SO4在下列變化中的作用不同的是___________（多選）A．潮濕的氯氣通過盛有濃H2SO4的洗氣瓶B．硫化氫通入濃H2SO4中C．向鹽酸中加入濃硫酸產(chǎn)生白霧（4）為了防治酸雨，工業(yè)上常采用“鈣基固硫法”即將生石灰和含硫的煤混合后燃燒，燃燒時硫、氧氣和生石灰共同作用，使硫元素轉移到爐渣中，大部分硫元素最終轉化為固體鹽是_______。（5）若采用如圖所示的流程處理則氣體a是______，Y一定含有______________。（填化學式）題組C 培優(yōu)拔尖練15．雙堿法脫硫過程如圖所示。下列說法不正確的是 A．過程I中，SO2表現(xiàn)還原性 B．過程I中，1molO2可氧化2molNa2SO3 C．雙堿法脫硫過程中，NaOH可以循環(huán)利用 D．總反應為2SO2+2Ca（OH）2+O22CaSO4+2H2O16．硫酸銨是一種常見的化肥，某工廠用石膏、NH3、H2O、CO2制備硫酸銨的工藝流程如下：下列說法錯誤的是A．操作1為過濾，操作2為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥B．濾液中的主要陽離子可通過向少量濾液中加NaOH溶液，加熱，并用濕潤的紅色石蕊試紙來檢驗C．甲到乙反應的離子方程式為Ca2++2NH3+CO2+H2O = CaCO3↓+2NH4+D．工藝流程中產(chǎn)生的CO2可循環(huán)利用17．常用于印染工業(yè)的連二亞硫酸鈉（Na2S2O4）俗稱保險粉，可溶于水，但不溶于甲醇，其固體受熱、遇水都會發(fā)生反應放出大量的熱，甚至引起燃燒，工業(yè)制備流程如圖：（1）保險粉應如何保存？____________（填一個注意事項）。（2）由鋅塊制備鋅粉的目的是____________；向液鋅中鼓入M氣體，使液態(tài)鋅霧化，冷卻得到粒度約為180 μm（1m＝106μm）的鋅粉。鼓入氣體M為常見的雙原子單質(zhì)分子，則M的化學式為__________；分散系A為______（填“溶液”“膠體”或“懸濁液”）。（3）流程②的化學方程式為_________________________________。（4）流程③的分離方法步驟為______________、洗滌、干燥，其中洗滌所用試劑是____________。（5）保險粉可以用于除去廢水中的重鉻酸根離子（Cr2O72－被轉化為Cr3+，S2O42－被轉化為SO42－），這是目前除去酸性廢水中Cr2O72－的有效方法之一，寫出該反應的離子方程式_________________________。（6）保險粉在空氣中容易吸收氧氣而發(fā)生氧化，其方程式為：①2Na2S2O4+O2+H2O4NaHSO3或②2Na2S2O4+O2+H2O4NaHSO3+NaHSO4。若在此條件下NaHSO3不會被氧化，請設計實驗證明氧化時發(fā)生的反應是②________________________。18．某工廠生產(chǎn)硫酸，使用一種含雜質(zhì)為25%的黃鐵礦樣品。已知黃鐵礦與氧氣反應的化學方程式為4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 若取1噸該礦石，可制得98%的濃硫酸______噸（設生產(chǎn)過程中硫損失2%）。（提示：用關系式法或原子守恒法進行計算）。

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