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  4. 酸雨碱的性质

某镇有座硫酸厂,设备简陋,技术陈旧,该厂每天排放大量含SO2的废气和含H2SO4的酸性废水.当地的其他工厂和居民均用煤炭作燃料.只要下雨就下酸雨,对该镇环境造成极大破坏.请

一、题文

某镇有座硫酸厂,设备简陋,技术陈旧,该厂每天排放大量含SO2的废气和含H2SO4的酸性废水.当地的其他工厂和居民均用煤炭作燃料.只要下雨就下酸雨,对该镇环境造成极大破坏.请回答:
(1)分析该镇下酸雨的原因 _________
(2)举一例说明酸雨对环境造成的危害 _________ .(写1条即可)
(3)该镇某中学环保小组提出了治理酸雨的下列措施,你认为其中不妥的是 _________
A.将硫酸厂搬离该镇       
B.建议环保部门限令整改
C.将硫酸厂排出的废气中的SO2处理后排放
D.工厂和居民改用较清洁的燃料    
(4)可用熟石灰来处理硫酸厂排出的酸性废水,处理的原理可用化学方程式表示为: _________

考点提示:酸雨,碱的性质

二、答案

(1)硫酸厂和居民燃烧煤排放的气体中含SO2气体,溶于水形成酸雨;
(2)腐蚀建筑物;
(3)A.
(4)Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O;

三、考点梳理

知名教师分析,《某镇有座硫酸厂,设备简陋,技术陈旧,该厂每天排放大量含SO2的废气和含H2SO4的酸性废水.当地的其他工厂和居民均用煤炭作燃料.只要下雨就下酸雨,对该镇环境造成极大破坏.请》这道题主要考你对 酸雨碱的性质 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:酸雨,碱的性质

考点名称:酸雨
  • 概念:
    酸雨是指PH值小于5.6的雨雪或其他形式的降水。雨、雪等在形成和降落过程中,吸收并溶解了空气中的二氧化硫、氮氧化物等物质,形成了pH低于5.6的酸性降水。酸雨主要是人为的向大气中排放大量酸性物质造成的。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,此外,各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。

  • 酸雨形成的化学反应过程:

    (1)酸雨多成于化石燃料的燃烧:
    含有硫的煤燃烧生成二氧化硫 S+O2SO2
    二氧化硫和水作用生成亚硫酸 SO2+H2O==H2SO3
    亚硫酸在空气中可氧化成硫酸 2H2SO3+O2→2H2SO4

    (2)氮氧化物溶于水形成酸:雷雨闪电时,大气中常有少量的二氧化氮产生。
    闪电时氮气与氧气化合生成一氧化氮 N2+O22NO
    一氧化氮结构上不稳定,空气中氧化成二氧化氮 2NO+O2=2NO2
    二氧化氮和水作用生成硝酸 3NO2+H2O=2HNO3+NO

    (3)酸雨与大理石反应:
    CaCO3+H2SO4==CaSO4+H2O+CO2↑ CaSO3+SO2+H2O==Ca(HSO3)2

    (4)此外还有其他酸性气体溶于水导致酸雨,例如氟化氢,氟气,氯气,硫化氢等其他酸性气体。
  • 酸雨防治:
    (1)开发新能源,如氢能,太阳能,水能,潮汐能,地热能等。
    (2)使用燃煤脱硫技术,减少二氧化硫排放。
    (3)工业生产排放气体处理后再排放。
    (4)少开车,多乘坐公共交通工具出行。
    (5)使用天然气等较清洁能源,少用煤。
  • 知识拓展:
    1. 酸雨区
    某地收集到酸雨样品,还不能算是酸雨区,因为一年可有数十场雨,某场雨可能是酸雨,某场雨可能不是酸雨,所以要看年均值。目前我国定义酸雨区的科学标准尚在讨论之中,但一般认为:年均降水pH高于5.65,酸雨率是0-20%,为非酸雨区;pH在5.30--5.60之间,酸雨率是10--40%,为轻酸雨区;pH在5.00--5.30之间,酸雨率是30-60%,为中度酸雨区;pH在4.70--5.00之间,酸雨率是50-80%,为较重酸雨区;pH小于4.70,酸雨率是70-100%,为重酸雨区。这就是所谓的五级标准。其实,北京、拉萨、西宁、兰州和乌鲁木齐等市也收集到几场酸雨,但年均pH和酸雨率都在非酸雨区标准内,故为非酸雨区。

    2. 我国三大酸雨区
    我国酸雨主要是硫酸型
    我国三大酸雨区分别为:
    (1)西南酸雨区:是仅次于华中酸雨区的降水污染严重区域。
    (2)华中酸雨区:目前它已成为全国酸雨污染范围最大,中心强度最高的酸雨污染区。
    (3)华东沿海酸雨区:它的污染强度低于华中、西南酸雨区。

考点名称:碱的性质
  • 碱的定义:
    碱是指在溶液中电离成的阴离子全部是OH-的化合物。碱由金属离子(或铵根离子)和氢氧根离子构成,可用通式R(OH)n表示。从元素组成来看,碱一定含有氢元素和氧元素。

    常见的碱:
    (1)氢氧化钠、氢氧化钙都属于碱。除这两种碱外,常见的碱还有氢氧化钾(KOH)、氨水(NH3·H2O)、治疗胃酸过多的药物中的氢氧化铝[Al(OH)3)。
    (2)晶体(固体)吸收空气里的水分.表而潮湿而逐步溶解的现象叫做潮解。氢氧化钠、粗盐、氯化镁等物质都易潮解,应保存在密闭干燥的地方。同时称量 NaOH固体时要放在玻璃器皿中,不能放在纸上,防止 NaOH固体潮解后腐蚀天平的托盘。
    (3)熟石灰可由生石灰(CaO)与水反应制得,反应的化学方程式为:CaO+H2O==Ca(OH)2,反应时放出大量的热。
  • 碱的通性
    碱的通性反应规律化学方程式反应类型
    碱溶液与指示剂的反应碱溶液能使紫色石蕊试液变蓝,无色酚酞试液变红————
    碱与非金属氧化物反应碱+非金属氧化物→盐+水2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O
    Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O
    ——
    碱与酸反应碱+酸→盐+水NaOH+HCl==NaCl+H2O
    2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O
    复分解反应
    碱与某些盐反应1+盐1→碱2+盐22NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4
    Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH
    复分解反应
    碱+铵盐→氨气+水+盐NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O复分解反应

    常见的碱有NaOH、KOH、Ca(OH)2、氨水的特性:
    氢氧化钠(NaOH)俗名苛性钠、火碱、烧碱,这是因为它有强腐蚀性。NaOH是一种可溶性强碱。白色固体,极易溶于水,暴露在空气中易潮解,可用作碱性气体(如NH3)或中性气体(如H2、O2、CO等)的干燥剂。NaOH易与空气中的CO2反应生成Na2CO3固体。NaOH溶液可以腐蚀玻璃,盛NaOH溶液的试剂瓶不能用磨口的玻璃塞,只能用橡胶塞。

    氢氧化钙[Ca(OH)2]是白色粉末,微溶于水,俗称熟石灰或消石灰,其水溶液称为石灰水。Ca(OH)2也有腐蚀作用。Ca(OH)2与CO2反应生成白色沉淀CaCO3,常用于检验CO2。 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O Ca(OH)2能跟Na2CO3反应生成NaOH,用于制取NaOH。反应方程式为: Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH

    氨水(NH3·H2O)是一种可溶性弱碱,NH3溶于水可得氨水。有刺激性气味,有挥发性。将氨气通过盛放氧化铜的玻璃管,生成氮气、水和铜,其反应方程式为: 2NH3+3CuO=(加热)=3Cu+N2↑+3H2O,说明氨气具有还原性。
    此外,KOH、Ba(OH)2也是常见的可溶性强碱。不溶的碱大多是弱碱,如:Fe(OH)3、Cu(OH)2等。他们的共同性质是热稳定性差,受热易分解生成对应的金属氧化物和水。
  • 氢氧化钠、氢氧化钙的物理性质和用途比较
    俗名苛性钠,火碱,烧碱熟石灰,消石灰
    颜色、状态白色,片状固体白色,粉末状固体
    腐蚀性强烈腐蚀性较强腐蚀性
    溶解性易溶于水,易潮解,溶解时放热微溶于水,其水溶液俗称石灰水
    用途化工原料,用于肥皂、石油、纺织、印染工业等;生活中用于除油污用于建筑工业,制漂自粉,改良土壤,配制农药等

    氢氧化钠、氢氧化钙化学性质的比较
    氢氧化钠氢氧化钙
    跟指示剂作用.使紫色石蕊试液变成蓝色,使无色酚酞试液变成红色跟指示剂作用,使紫色石蕊试液变成蓝色,使无色酚酞试液变成红色
    跟某些非金属氧化物反应
    2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O
    2NaOH+SO2==Na2SO3+H2O
    2NaOH+SO3==Na2SO4+H2O
    跟某些非金属氧化物反应
    Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O
    Ca(OH)2+SO2==CaSO3↓+H2O
    Ca(OH)2+SO3==CaSO4+H2O
    跟酸发生中和反应
    2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O
    跟酸发生中和反应
    Ca(OH)2+H2SO4==CaSO4+2H2O
    跟某些盐反应
    2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4
    跟某些盐反应
    Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH

    几种碱的颜色和溶解度
    颜色溶解性
    NaOH、KOH、Ba(OH)2白色易溶
    Ca(OH)2白色微溶
    Mg(OH)2、Al(OH )3、Fe(OH )2白色难溶
    Fe(OH )3红褐色难溶
    Cu(OH)2蓝色难溶
  • 概念性质的理解
    ①氢氧化钠有强烈的腐蚀性,使用时必须十分小心,要防止沽到皮肤.上或洒在衣服上。如果不慎将碱液沽到皮肤上,应立即用较多的水冲洗,再涂上硼酸溶液。
    ②浓硫酸、氢氧化钠固体溶于水放热,属于物理变化;而氧化钙溶于水放热是氧化钙与水反应放出大量的热,属于化学变化;生石灰具有强烈的吸水性,可以作某些气体的干燥剂。
    ③由于NaOH易潮解,同时吸收空气中的CO2发生变质,所以NaOH必须密封保存。
    ④保存碱溶液的试剂瓶应用橡胶塞、不能用玻璃塞,以防止长期不用碱溶液,碱溶液腐蚀玻璃造成打不开的情况。
    ⑤只有可溶性碱溶液才能使指示剂变色,如NaOH溶液能使无色酚酞变红;但不溶性碱不能使指示剂变色,如Mg(OH)2中滴加无色酚酞,酚酞不变色。
    ⑥盐和碱的反应,反应物中的盐和碱必须溶于水,生成物中至少有一种难溶物、气体或H2O。铵盐与碱反应生成的碱不稳定,分解为NH3和H2O。
    ⑦碱与酸的反应中碱可以是不溶性碱,如 Cu(OH)2+H2SO4==CuSO4+2H2O。

    氢氧化钠和氢氧化钙的鉴别:
    NaOH与Ca(OH)2的水溶液都能使酚酞变红,故鉴别NaOH和Ca(OH)2不能用指示剂,通常情况下,可采用以下两种方法来鉴别NaOH和Ca(OH)2
    方法一:通入CO2气体,NaOH溶液与CO2气体反应后无明显现象,但Ca(OH)2溶液即澄清石灰水与 CO2反应生成白色沉淀。
    方法二:滴加Na2CO3溶液或K2CO3溶液,NaOH溶液与K2CO3,Na2CO3溶液不反应,但Ca(OH)2溶液与 Na2CO3、K2CO3溶液反应均生成白色沉淀。Ca(OH)2+ Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH,Ca(OH)2+K2CO3 ==Na2CO3+2KOH。

    检验二氧化碳气体是否与氢氧化钠溶液反应的方法
    通常情况下,将二氧化碳气体直接通人装有氢氧化钠溶液的试管中,很难直接判断二氧化碳气体是否与氢氧化钠溶液反应。因此,要判断二氧化碳气体确实能与氢氧化钠反应,可以采取如下两种方法:
    (1)检验产物的方法:验证通入二氧化碳气体后的溶液中是否含有碳酸钠,检验碳酸根离子是否存在。通常检验碳酸根离子的方法是:
    方法1:取样,加入稀盐酸,并将产生的气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,则证明溶液中存在碳酸根离子。
    方法2:取样,加入氢氧化钙溶液,若产生白色沉淀,则证明溶液中存在碳酸根离子。上述两种方法其实也可以检验氢氧化钠溶液是否变质.而且方法I还可以用于除去变质后的氢氧化钠溶液中的碳酸钠。

    (2)改进实验装置,通过一些明显的实验现象间接证明二氧化碳气体能与氢氧化钠反应。如:

    所选装置操作方法实验现象
    A将充满二氧化碳的试管倒扣在水中试管内的液面略有上升
    B将充满二氧化碳的试管倒扣在氢氧化钠溶液中试管内的液面明显上升
    C将氢氧化钠溶液滴入烧瓶水槽中的水倒吸入烧瓶内
    D将氢氧化钠溶液滴入锥形瓶集气瓶中,NaOH溶液中的长导管下端产生气泡
    E将胶头滴管中氢氧化钠溶液挤入烧瓶烧瓶内产生“喷泉” 现象
    F将胶头滴管中的氢氧化钠溶液挤入软塑料瓶塑料瓶变瘪
    G将胶头滴管中的氢氧化钠溶液挤入锥形瓶中小气球胀大

  • 碱的命名:
    一般读作氢氧化某,如:NaOH读作氢氧化钠。变价金属元素形成的碱,高价金属碱读作氢氧化某,如Fe(OH)3读作氢氧化铁,低价金属碱读作氢氧化亚某,如Fe(OH)2读作氢氧化亚铁。

    氨水:
    氨气的水溶液俗称氨水,主要成分是NH3·H2O,通常状况下是无色液体,具有挥发性。浓氨水能挥发出具有刺激性气味的氨气NH3。
    氨水显碱性,能使指示剂变色。
    氨水的组成中含有N元素,因此可通过与酸反应生成铵盐来制氮肥,其本身也是一种氮肥。在化学实验中一般可用浓氨水做分子运动的探究实验。

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