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4.3　防治二氧化硫对环境的污染
1. 了解自然界中的硫循环。
2. 能有意识运用所学的知识分析酸雨的形成及其防治。
3. 了解空气质量的评价。
阅读教材，了解自然界中的硫循环。
地壳中的硫黄矿、硫铁矿和煤等都含有硫元素，这些矿物通过风化分解、燃烧、火山爆发等方式释放出SO2、H2S等气体，这些气体有些进入大气，有些转化为亚硫酸盐、硫酸盐溶入河流或海洋。还有些则被土壤中的硫化细菌吸收。大气中的SO2还可以被银杏、夹竹桃等植物吸收，而水体中的硫化合物可被浮游植物吸收、利用。硫元素可随着食物链从植物传递到动物体内，植物残体和动物的尸体、粪便等经细菌的分解，其中的硫元素又转移到土壤、水体和大气中。
自然界中的硫循环示意图
根据图示，你认为工业进程中大量使用化石燃料，会导致什么结果？
1. 酸雨 (acid rain)属于空气污染，是指pH小于5.6的雨雪或其他形式的降水。我国的酸雨主要是因大量燃烧含硫量高的煤而形成的，多为硫酸雨，少为硝酸雨。
2. 来源：近代工业革命，从蒸汽机开始，锅炉烧煤，产生蒸汽，推动机器；而后火力电厂星罗棋布，燃煤数量日益猛增。遗憾的是，煤含杂质硫约百分之一，在燃烧中将排放酸性气体SO2；燃烧导致的高温还能促使助燃的空气发生部分化学变化，氧气与氮气化合，也排放酸性气体NOx。它们在高空中被雨雪冲刷、溶解，雨就成了酸雨。
3. 治理措施：阅读教材，你认为怎样处理硫酸型酸雨？
4. 参考下表回答下列问题。
常见工业用碱 价格/（元/吨）
烧碱(NaOH) 1 000～1 500
浓氨水(NH3·H2O) 800～1 100
生石灰(CaO) 230～500
熟石灰[Ca(OH)2] 250～800
(1) 实验室如何处理浓硫酸与铜反应生成的二氧化硫尾气？
(2) 从生产成本角度考虑，如何从上表中选择吸收二氧化硫废气的工业用碱？
5. 阅读：含二氧化硫的烟气脱硫。
(1) 石灰石石膏法。
该工艺原理是将石灰石粉末加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔，与烟气充分接触混合并氧化，最终生成石膏(CaSO4·2H2O)。脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，并经过换热器加热升温后，由烟囱排入大气。其化学方程式如下：
CaCO3＋SO2===CaSO3＋CO2
2CaSO3＋O2===2CaSO4
(2) 氨脱硫法。
氨脱硫法是一个酸碱中和反应和氧化还原反应相结合的过程，在脱硫塔内气、液、固多组分别混合。其化学方程式如下：
2NH3＋H2O＋SO2===(NH4)2SO3
2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4
1. 阅读教材，学习空气质量指数。
空气质量指数是根据空气中的细颗粒物(PM2.5)，可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫、二氧化氮、臭氧和一氧化碳的浓度计算出来的数值。空气质量指数越小，空气质量越好，对人体健康的危害就越小。
2. 了解雾霾。
近年来，我国许多地区受到了雾霾天气的侵扰。大量极细微的颗粒物均匀地悬浮在空中，这些颗粒物容易吸附空气中的水蒸气形成雾滴，使空气水平能见度小于10 km，我们把这种空气混浊现象叫作雾霾(fog and haze)。根据颗粒物直径的大小可以将其分为细颗粒物（PM2.5，直径小于2.5 μm）、可吸入颗粒物（PM10，直径小于10 μm）等。
PM2.5与PM10的大小
3. 如何防治大气污染？
1. [2024盐城五校期中联考]盐城是江苏空气质量较好的城市，获得了“一个让人打开心扉的地方”美誉。下列气体不会对空气造成污染的是(　　)
A. CO　 B. NO　　 C. SO2 D. CO2
2. [2024淮安期末]硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是(　　)
A. 实验室探究浓硫酸与硫反应的气态产物：H2SO4（浓）SO2S
B. 工业制硫酸过程中的物质转化：FeS2SO2H2SO3
H2SO4
C. 用生石灰进行“钙基固硫”的主要反应：2CaO＋O2＋2SO22CaSO4
D. SO2通入少量氨水中的离子方程式：NH3·H2O＋SO2===NH＋HSO
3. [2024镇江丹阳期中]硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是(　　)
A. 硫酸型酸雨产生的途径：SO2H2SO3H2SO4
B. 工业制备硫酸过程中的物质转化：FeS2SO2SO3
H2SO4
C. 钙基固硫过程中发生的总反应：CaCO3＋SO2CaSO3＋CO2
D. 实验室制备少量SO2的原理：Na2SO3（固体）＋H2SO4（浓）===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
4. 硫在自然界中的循环如图所示，相关说法不正确的是(　　)
A. 大气中的硫可能以酸雨的形式进入土壤
B. 煤和石油中的硫燃烧生成三氧化硫进入大气
C. 化石燃料中的硫来自形成化石燃料的生物体
D. 煤和石油燃烧产生的颗粒物可能是导致雾霾的成因之一
5. [徐州期末]物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要视角。下列有关硫的价类图说法正确的是(　　)
A. X、硫在氧气中燃烧只能生成Y
B. 酸雨的形成途径之一为SO2→Y→
H2SO4
C. 溶液中H2SO3氧化为H2SO4时，溶液的酸性减弱
D. 要实现从Na2SO3到Z的转化，需加入还原剂
6. 形成酸雨的原理之一可简示为
含硫燃料AB硫酸
回答下列问题。
(1) A物质的化学式为　　　　，B物质的化学式为　　　　。
(2) 洗涤含SO2的烟气，以下物质可作洗涤剂的是　　　　（填字母）。
a. Ca(OH)2　　　　　b. Na2CO3　　　　　c. CaCl2　　　　　d. NaHSO3
(3) 利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2，在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是____________
_______________________________。
(4) 某有色金属冶炼厂排放的废气中含SO2，先用石灰浆吸收SO2，然后利用空气中的氧气将产物继续氧化成石膏(CaSO4·2H2O)。写出有关反应的两个化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
7. SO2是一种重要的氧化物，可用于生产三氧化硫、硫酸、亚硫酸盐、硫代硫酸盐，也可用作熏蒸剂、防腐剂、消毒剂、还原剂等。
(1) SO2性质多变，若将SO2气体通入氢硫酸中，能看到的现象为___________
________________________，
该反应中SO2表现出　　　　性；若将SO2气体通入酸性高锰酸钾溶液中，离子方程式为________________________________________________，该反应中SO2表现出　　　　　性。
(2) SO2有毒且能形成酸雨，是大气主要污染物之一。石灰石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。石灰石膏法的吸收原理： ①SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O；②2CaSO3＋O2＋4H2O===2(CaSO4·2H2O)。碱法的吸收原理：将含SO2的尾气通入足量的烧碱溶液中，请写出对应的化学方程式：____________________________。　　　　　　　
已知：
试剂 Ca(OH)2 NaOH
价格/（元/kg） 0.36 2.9
与石灰石膏法相比，碱法的优点是吸收快、效率高，缺点是　　　　　。
(3) 在石灰石膏法和碱法的基础上，设计了双碱法，能实现物料循环利用。
上述方法中，实现循环利用的物质是　　　　　，请用化学方程式表示在Na2SO3溶液中加入CaO后的反应原理：　　　　　　　　　　　　　、_________
_________________________。
第三单元　防治二氧化硫对环境的污染
【活动方案】
活动一：
世界各国在工业化进程中大量使用化石燃料，导致SO2过度排放，影响了自然界中硫的循环，造成了酸雨、土壤酸化等环境问题，留下了许多惨痛的教训。这是全球可持续发展中人类必须共同应对和解决的问题。
活动二：
3. 治理硫酸型酸雨，关键在于减少二氧化硫的排放。一种途径是开发能替代化石燃料的新能源(如氢能、太阳能、核能等)，减少化石燃料的使用，另一种途径是对含硫燃料预先进行脱硫处理，减少二氧化硫的排放、并对生产中产生的二氧化硫废气进行处理或回收利用。例如，用碱液来吸收燃煤和工业生产中排放的二氧化硫废气。
4. (1) 实验室一般用氢氧化钠溶液吸收。
(2) 用廉价的生石灰或熟石灰或浓氨水吸收。
活动三：
3. 防治大气污染必须从源头抓起，企业、社会组织和公众要共同参与环境治理。企业必须转变能源结构，坚持绿色发展，控制二氧化硫等有害气体的排放；政府要提高污染排放标准，社会各界要大力监督，共同打赢蓝天保卫战。
【课堂反馈】
1. D　CO2不是空气污染物，不会对空气造成污染，D正确。
2. B　工业制硫酸中，SO2催化氧化得SO3，SO3和水反应得硫酸，B错误。
3. C　钙基固硫过程中产生的含硫产物为CaSO4，总反应为2CaCO3＋2SO2＋O22CaSO4＋2CO2，C错误。
4. B　煤和石油中的硫燃烧生成二氧化硫，不能直接生成三氧化硫，二氧化硫与O2在催化剂、加热条件下发生反应生成三氧化硫。
5. B　X为H2S，Y为SO3，H2S和S在氧气中充分燃烧只生成SO2，得不到SO3，A错误；常见的酸雨的形成途径有两种：SO2→SO3→H2SO4、SO2→H2SO3→H2SO4，B正确；H2SO3为弱酸，被氧化为H2SO4后，溶液的酸性增强，C错误；Z为硫酸盐，硫元素显＋6价，需加入氧化剂，D错误。
6. (1) SO2　SO3　(2) ab　(3) SO2＋2OH－===SO＋H2O　(4) SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O，2CaSO3＋O2＋4H2O===2(CaSO4·2H2O)
7. (1) 溶液中生成黄色沉淀　氧化　2MnO＋5SO2＋2H2O===5SO＋2Mn2+＋4H＋　还原
(2) SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O　成本较高
(3) NaOH　CaO＋H2O===Ca(OH)2
Ca(OH)2＋Na2SO3===CaSO3↓＋2NaOH

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