Химические свойства серной кислоты егэ

Химические свойства серной кислоты

  • При взаимодействии H2SO4(конц.) со слабыми восстановителями (неметаллами: S, P, C, средне- и малоактивными металлами: Fe, Cu, Ag, сложными веществами: H2S, сульфидами металлов, солями Fe2+ и т.д.) образуются SO2 и H2O.
  • При взаимодействии H2SO4(конц.) с сильными восстановителями (активными металлами: Li-Zn, некоторыми сложными веществами: HI, KI) образуются H2S или S.

1. Примеры взаимодействия серной кислоты с простыми веществами:

4Zn + 5H2SO4(конц.) → 4ZnSO4 + H2S + 4H2O (возможно образование SO2 и S, так как Zn — хороший восстановитель)

2Fe + 6H2SO4(конц.) → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (только при нагревании)

Al, Cr, Fe пассивируются холодной концентрированной серной кислотой (т.е. покрываются оксидной пленкой, препятствующей дальнейшей реакции). Реакции идут только при нагревании.

Концентрированная серная кислота окисляет даже слабые металлы, но кроме золота и платины, например:

2Ag + 2H2SO4(конц.) → Ag2SO4 + SO2 + 2H2O

В реакциях с неметаллами образуются соответствующие кислоты:

C + H2SO4(конц.) → CO2 + 2SO2 + 2H2O (t)

S + H2SO4(конц.) → 3SO2 + 2H2O (t)

2P + 5H2SO4(конц.) → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O (t)

2. Примеры взаимодействия серной кислоты со сложными веществами:

Из галогеноводородов концентрированная серная кислота может окислить только ионы Br– и I– :

HF + H2SO4(конц.) → реакция не идет

HCl + H2SO4(конц.) → реакция не идет

2HBr + H2SO4(конц.) → Br2 + SO2 + 2H2O

8HI + H2SO4(конц.) → 4I2 + H2S + 4H2O

2CuI + 4H2SO4(конц.) → 2CuSO4 + I2 + 2SO2 + 4H2O

2CrCl2 + 4H2SO4(конц.) → Cr2(SO4)3 + SO2 + 4HCl + 2H2O

Соли меди восстанавливают серную кислоту до SO2, тогда как соли активных металлов до H2S, так как последние проявляют более выраженные восстановительные свойства:

2CuI + 4H2SO4(конц.) → 2CuSO4 + I2 + 2SO2 + 4H2O

8KI + 5H2SO4(конц.) → 4K2SO4 + 4I2 + H2S + 4H2O

Примеры реакций с солями (окисляем катион):

2FeSO4 + 2H2SO4(конц.) → Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O

2CrCl2 + 4H2SO4(конц.) → Cr2(SO4)3 + SO2 + 4HCl + 2H2O

Источник

 Серная кислота

Строение молекулы и физические свойства

Серная кислота H2SO4 – это сильная кислота, двухосновная, прочная и нелетучая. При обычных условиях серная кислота – тяжелая маслянистая жидкость, хорошо растворимая в воде.

Растворение серной кислоты в воде сопровождается выделением значительного количества кислоты. Поэтому по правилам безопасности в лаборатории при смешивании серной кислоты и воды мы добавляем серную кислоту в воду небольшими порциями при постоянном перемешивании.

Валентность серы в серной кислоте равна VI.

Способы получения

1. Серную кислоту в промышленности производят из серы, сульфидов металлов, сероводорода и др. Один из вариантов — производство серной кислоты из пирита FeS2.

Основные стадии получения серной кислоты :

  • Сжигание или обжиг серосодержащего сырья в кислороде с получением сернистого газа.
  • Очистка полученного газа от примесей.
  • Окисление сернистого газа в серный ангидрид.
  • Взаимодействие серного ангидрида с водой.

Рассмотрим основные аппараты, используемые при производстве серной кислоты из пирита (контактный метод):

Аппарат Назначение и уравнения реакций
Печь для обжига 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 + Q

Измельченный очищенный пирит сверху засыпают в печь для обжига в «кипящем слое». Снизу (принцип противотока) пропускают воздух, обогащенный кислородом, для более полного обжига пирита. Температура в печи для обжига достигает 800оС
Циклон  Из печи выходит печной газ, который состоит из SO2, кислорода, паров воды и мельчайших частиц оксида железа. Такой печной газ очищают от примесей. Очистку печного газа проводят в два этапа. Первый этап — очистка газа в циклоне. При этом за счет центробежной силы твердые частички ссыпаются вниз.
Электрофильтр  Второй этап очистки газа проводится в электрофильтрах. При этом используется электростатическое притяжение, частицы огарка прилипают к наэлектризованным пластинам электрофильтра).
Сушильная башня  Осушку печного газа проводят в сушильной башне – снизу вверх поднимается печной газ, а сверху вниз льется концентрированная серная кислота.
Теплообменник  Очищенный обжиговый газ перед поступлением в контактный аппарат нагревают за счет теплоты газов, выходящих из контактного аппарата.
Контактный аппарат  2SO2 + O2 ↔ 2SO3 + Q

В контактном аппарате производится окисление сернистого газа до серного ангидрида. Процесс является обратимым. Поэтому необходимо выбрать оптимальные условия протекания прямой реакции (получения SO3):

  •  температура: оптимальной температурой для протекания прямой реакции с максимальным выходом SO3 является температура 400-500оС. Для того чтобы увеличить скорость реакции при столь низкой температуре в реакцию вводят катализатор – оксид ванадия (V) V2O5.
  •  давление: прямая реакция протекает с уменьшением объемов газов. Для смещения равновесия вправо процесс проводят при повышенном давлении.

Как только смесь оксида серы и кислорода достигнет слоев катализатора, начинается процесс окисления SO2 в SO3. Образовавшийся оксид серы SO3 выходит из контактного аппарата и через теплообменник попадает в поглотительную башню.
Поглотительная башня  Получение H2SO4 протекает в поглотительной башне.

Однако, если для поглощения оксида серы использовать воду, то образуется серная кислота в виде тумана, состоящего из мельчайших капелек серной кислоты. Для того, чтобы не образовывался сернокислотный туман, используют 98%-ную концентрированную серную кислоту. Оксид серы очень хорошо растворяется в такой кислоте, образуя олеум: H2SO4·nSO3.

nSO3 + H2SO4  →  H2SO4·nSO3

Образовавшийся олеум сливают в металлические резервуары и отправляют на склад. Затем олеумом заполняют цистерны, формируют железнодорожные составы и отправляют потребителю.

Общие научные принципы химического производства:

  1. Непрерывность.
  2. Противоток
  3. Катализ
  4. Увеличение площади соприкосновения реагирующих веществ.
  5. Теплообмен
  6. Рациональное использование сырья

Химические свойства

Серная кислота – это сильная двухосновная кислота.

1. Серная кислота практически полностью диссоциирует в разбавленном в растворе по первой ступени:

H2SO4  ⇄  H+ + HSO4–

По второй ступени серная кислота диссоциирует частично, ведет себя, как кислота средней силы:

HSO4–  ⇄  H+ + SO42–

2. Серная кислота реагирует с основными оксидами, основаниями, амфотерными оксидами  и амфотерными гидроксидами. 

Например, серная кислота взаимодействует с оксидом магния:

H2SO4    +   MgO   →   MgSO4   +   H2O

Еще пример: при взаимодействии серной кислоты с гидроксидом калия образуются сульфаты или гидросульфаты:

H2SO4    +   КОН     →     KHSО4  +   H2O

H2SO4    +   2КОН      →     К2SО4  +   2H2O

Серная кислота взаимодействует с амфотерным гидроксидом алюминия:

3H2SO4     +    2Al(OH)3    →   Al2(SO4)3    +   6H2O

3. Серная кислота вытесняет более слабые из солей в растворе (карбонаты, сульфиды и др.).  Также серная кислота вытесняет летучие кислоты из их солей (кроме солей HBr и HI).

Например, серная кислота взаимодействует с гидрокарбонатом натрия:

Н2SO4   +   2NaHCO3   →   Na2SO4   +   CO2   +  H2O

Или с силикатом натрия:

H2SO4    +   Na2SiO3    →  Na2SO4  +   H2SiO3

Концентрированная серная кислота реагирует с твердым нитратом натрия. При этом менее летучая серная кислота вытесняет азотную кислоту:

NaNO3 (тв.)   +   H2SO4   →   NaHSO4   +   HNO3

Аналогично – концентрированная серная кислота вытесняет хлороводород из твердых хлоридов, например, хлорида натрия:

NaCl(тв.)   +   H2SO4   →   NaHSO4   +   HCl

4. Также серная кислота вступает в обменные реакции с солями.

Например, серная кислота взаимодействует с хлоридом бария:

H2SO4  + BaCl2  →  BaSO4   +   2HCl

5. Разбавленная серная кислота взаимодействует с металлами, которые расположены в ряду активности металлов до водорода. При этом образуются соль и водород.

Например, серная кислота реагирует с железом. При этом образуется сульфат железа (II):

H2SO4(разб.)    +   Fe   →  FeSO4   +   H2

Серная кислота взаимодействует с аммиаком с образованием солей аммония:

H2SO4   +   NH3    →    NH4HSO4

Концентрированная серная кислота является сильным окислителем. При этом она обычно восстанавливается до сернистого газа SO2. С активными металлами может восстанавливаться до серы  S, или сероводорода Н2S.

Железо Fe, алюминий  Al, хром Cr пассивируются концентрированной серной кислотой на холоде. При нагревании реакция возможна.

6H2SO4(конц.)    +   2Fe   →   Fe2(SO4)3   +   3SO2   +  6H2O

6H2SO4(конц.)    +   2Al   →   Al2(SO4)3   +   3SO2   +  6H2O

При взаимодействии с неактивными металлами концентрированная серная кислота восстанавливается до сернистого газа:

2H2SO4(конц.)   +   Cu     →  CuSO4   +   SO2 ↑ +   2H2O

2H2SO4(конц.)   +   Hg     →  HgSO4   +   SO2 ↑ +   2H2O

2H2SO4(конц.)   +   2Ag     →  Ag2SO4   +   SO2↑+   2H2O

При взаимодействии с щелочноземельными металлами и магнием концентрированная серная кислота восстанавливается до серы:

3Mg   +   4H2SO4   →   3MgSO4   +   S   +  4H2O

При взаимодействии с щелочными металлами и цинком  концентрированная серная кислота восстанавливается до сероводорода:

5H2SO4(конц.)   +  4Zn     →    4ZnSO4   +   H2S↑   +   4H2O

6. Качественная реакция на сульфат-ионы – взаимодействие с растворимыми солями бария. При этом образуется белый кристаллический осадок сульфата бария:

BaCl2 + Na2SO4   →   BaSO4↓  + 2NaCl

Видеоопыт взаимодействия хлорида бария и сульфата натрия в растворе  (качественная реакция на сульфат-ион) можно посмотреть здесь.

7. Окислительные свойства концентрированной серной кислоты проявляются и при взаимодействии с неметаллами.

Например, концентрированная серная кислота окисляет фосфор, углерод, серу. При этом серная кислота восстанавливается до оксида серы (IV):

5H2SO4(конц.)   +    2P   →   2H3PO4   +   5SO2↑  +   2H2O

2H2SO4(конц.)   +    С   →   СО2↑   +   2SO2↑  +   2H2O

2H2SO4(конц.)   +    S   →   3SO2 ↑  +   2H2O

Уже при комнатной температуре концентрированная серная кислота окисляет галогеноводороды и сероводород:

3H2SO4(конц.)   +   2KBr   →  Br2↓   +  SO2↑   +   2KHSO4    +  2H2O

5H2SO4(конц.)   +   8KI     →  4I2↓    +   H2S↑   +   K2SO4   +  4H2O

H2SO4(конц.)   +   3H2S →  4S↓  +  4H2O

Источник

серная кислота

Физические свойства серной кислоты:


Тяжелая маслянистая жидкость («купоросное масло»);

плотность 1,84 г/см3; нелетучая, хорошо растворима в воде – с сильным нагревом; t°пл. = 10,3°C, t°кип. = 296°С, очень гигроскопична, обладает водоотнимающими свойствами (обугливание бумаги, дерева, сахара).

Теплота гидратации настолько велика, что смесь может вскипать, разбрызгиваться и вызывать ожоги. Поэтому необходимо добавлять кислоту к воде, а не наоборот, поскольку при добавлении воды к кислоте более легкая вода окажется на поверхности кислоты, где и сосредоточится вся выделяющаяся теплота.

обращение с серной кислотой вливать в воду

Промышленное производство серной кислоты (контактный способ):

производство серной кислоты

1)      4FeS

2

+ 11O

2

→ 2Fe

2

O

3

+ 8SO

2

2)      2SO

2

+ O

2


V


2


O


5

→ 2SO

3

3)      nSO

3

+ H

2

SO

4

→ H

2

SO

4

·nSO

3 (олеум)

Измельчённый очищенный влажный пирит (серный колчедан) сверху засыпают в печь для обжига в «

кипящем слое

«. Снизу (принцип противотока) пропускают воздух, обогащённый кислородом.

Из печи выходит печной газ, состав которого: SO

2

, O

2

, пары воды (пирит был влажный) и мельчайшие частицы огарка (оксида железа). Газ очищают от примесей твёрдых частиц (в циклоне и электрофильтре) и паров воды (в сушильной башне).

В контактном аппарате происходит окисление сернистого газа с использованием катализатора

V


2


O


5

( пятиокись ванадия) для увеличения скорости реакции. Процесс окисления одного оксида в другой является обратимым. Поэтому подбирают оптимальные условия протекания прямой реакции — повышенное давление (т.к прямая реакция идет с уменьшением общего объема) и температура не выше 500 С ( т.к реакция экзотермическая).

В поглотительной башне происходит поглощение оксида серы (VI) концентрированной серной кислотой.

Поглощение водой не используют, т.к оксид серы растворяется в воде с выделением большого количества теплоты, поэтому образующаяся  серная кислота закипает и превращается в пар. Для того, чтобы не образовывалось сернокислотного тумана, используют 98%-ную концентрированную серную кислоту. Оксид серы очень хорошо растворяется в такой кислоте, образуя олеум: H

2

SO

4

·nSO

3

Химические свойства серной кислоты:

H

2

SO

4

— сильная двухосновная кислота, одна из самых сильных минеральных кислот, из-за высокой полярности связь Н – О легко разрывается.


1)



В водном растворе серная кислота диссоциирует


, образуя ион водорода и кислотный остаток:

H

2

SO

4

= H

+

+ HSO

4


—

;

HSO

4


—

= H

+

+ SO

4


2-

.

Суммарное уравнение:

H

2

SO

4

= 2H

+

+ SO

4


2-

.


2)  Взаимодействие серной кислоты с металлами

:

Разбавленная серная кислота растворяет только металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода:

Zn

0

+ H

2


+1

SO

4

(разб) → Zn

+2

SO

4

+ H

2


3)






Взаимодействие серной кислоты


с основными оксидами:


CuO + H

2

SO

4

→ CuSO

4

+ H

2

O


4)


Взаимодействие серной кислоты с


гидроксидами:


H

2

SO

4

+ 2NaOH → Na

2

SO

4

+ 2H

2

O

H

2

SO

4

+ Cu(OH)

2

→ CuSO

4

+ 2H

2

O


5)


Обменные реакции с солями:


BaCl

2

+ H

2

SO

4

→ BaSO

4

↓ + 2HCl

Образование белого осадка BaSO

4

(нерастворимого в кислотах) используется для обнаружения серной кислоты и растворимых сульфатов (качественная реакция на сульфат ион).

Особые свойства концентрированной H

2

SO

4

:

1)


Концентрированная


серная кислота является


сильным окислителем


; при взаимодействии с металлами (кроме Au, Pt) восстанавливаться до S

+4

O

2

, S

0

или H

2

S

-2

в зависимости от активности металла. Без нагревания не реагирует  с Fe, Al, Cr – пассивация.  При взаимодействии с металлами, обладающими переменной валентностью, последние окисляются


до более высоких степеней окисления


, чем в случае с разбавленным раствором кислоты:

Fe

0


→



Fe

3+

, Cr

0


→



Cr

3+

, Mn

0


→

Mn

4+


,

Sn

0


→



Sn

4+

концентрированная серная кислота с металли



Активный металл

8 Al + 15 H

2

SO

4(конц.)

→4Al

2

(SO

4

)

3

+ 12H

2

O + 3


H

2

S



4│2Al

0

– 6

e


—

→ 2Al

3+

— окисление

3│ S

6+

+ 8e → S

2–

восстановление

4Mg+ 5H

2

SO

4

→ 4MgSO

4

+ H

2

S­ + 4H

2

O




Металл средней активности

2Cr + 4 H

2

SO

4(конц.)

→ Cr

2

(SO

4

)

3

+ 4 H

2

O +


S



1│ 2Cr

0

– 6e →2Cr

3+

— окисление

1│ S

6+

+ 6e → S

0

– восстановление



Металл малоактивный

2Bi + 6H

2

SO

4(


конц


.)

→ Bi

2

(SO

4

)

3

+ 6H

2

O + 3


SO

2




1│ 2Bi

0

– 6e → 2Bi

3+

– окисление

3│ S

6+

+ 2e →S

4+

— восстановление

2Ag + 2H

2

SO

4

→Ag

2

SO

4

+ SO

2

­ + 2H

2

O


2)


Концентрированная серная кислота окисляет некоторые неметаллы как правило до максимальной степени окисления, сама восстанавливается до


S

+4



O

2

:

С + 2H

2

SO

4

(конц) → CO

2

­ + 2SO

2

­ + 2H

2

O

S+ 2H

2

SO

4

(конц) → 3SO

2

­ + 2H

2

O

2P+ 5H

2

SO

4

(конц)→5SO

2

­ + 2H

3

PO

4

+ 2H

2

O


3) Окисление сложных веществ:


Серная кислота окисляет HI и НВг до свободных галогенов:

2 КВr + 2Н

2

SO

4

= К

2

SО

4

+ SO

2

+ Вr

2

+ 2Н

2

О

2 КI + 2Н

2

SО

4

= К

2

SO

4

+ SO

2

+  I

2

+ 2Н

2

О

Концентрированная серная кислота не может окислить хлорид-ионы до свободного хлора, что дает возможность получать НСl по реакции обмена:

NаСl + Н

2

SO

4

(конц.) = NаНSO

4

+ НСl

Серная кислота отнимает химически связанную воду от органических соединений, содержащих гидроксильные группы. Дегидратация этилового спирта в присутствии концентрированной серной кислоты приводит к получению этилена:

С

2

Н

5

ОН = С

2

Н

4

+ Н

2

О.

Обугливание сахара, целлюлозы, крахмала и др. углеводов при контакте с серной кислотой объясняется также их обезвоживанием:

C

6

H

12

O

6

+ 12H

2

SO

4

= 18H

2

O + 12SO

2

↑ + 6CO

2

↑.

концентрированная серная кислота обугливание сахара

Источник

2.6. Характерные химические свойства кислот.

Классификация кислот

Кислоты можно классифицировать исходя из разных критериев:

1) Наличие атомов кислорода в кислоте

Кислородсодержащие Бескислородные
H3PO4,HNO3,HNO2,H2SO4,H3PO4,H2CO3,H2CO3, HClO4 все органические кислоты (HCOOH, CH3COOH  и т.д.) HF, HCl, HBr, HI, H2S

2) Основность кислоты

Основностью кислоты называют число «подвижных» атомов водорода в ее молекуле, способных при диссоциации отщепляться от молекулы кислоты в виде катионов водорода H+, а также замещаться на атомы металла:

одноосновные

двухосновные

 трехосновные
HBr, HCl, HNO3, HNO2, HCOOH, CH3COOH

H2SO4, H2SO3, H2CO3, H2SiO3

 H3PO4

3) Летучесть

Кислоты обладают различной способностью улетучиваться из водных растворов.

Летучие Нелетучие

H2S, HCl, CH3COOH, HCOOH

 H3PO4, H2SO4, высшие карбоновые кислоты

4) Растворимость

Растворимые Нерастворимые
HF, HCl, HBr, HI, H2S, H2SO3, H2SO4, HNO3, HNO2, H3PO4, H2CO3, CH3COOH, HCOOH H2SiO3, высшие карбоновые кислоты

5) Устойчивость

Устойчивые Неустойчивые
H2SO4, H3PO4, HCl, HBr, HF H2CO3, H2SO3

6) Способность к диссоциации

хорошо диссоциирующие (сильные)

малодиссоциирующие (слабые)

H2SO4, HCl, HBr, HI, HNO3, HClO4

 H2CO3, H2SO3, H2SiO3

7) Окисляющие свойства

слабые окислители

(проявляют окислительные свойства за счет катионов водорода H+)

сильные окислители

(проявляют окислительные свойства за счет кислотообразующего элемента)

практически все кислоты кроме HNO3 и H2SO4 (конц.)

 HNO3 любой концентрации, H2SO4 (обязательно концентрированная)

Химические свойства кислот

1. Способность к диссоциации

Кислоты диссоциируют в водных растворах на катионы водорода и кислотные остатки. Как уже было сказано, кислоты делятся на хорошо диссоциирующие (сильные) и малодиссоциирующие (слабые). При записи уравнения диссоциации сильных одноосновных кислот используется либо одна направленная вправо стрелка (), либо знак равенства (=), что показывает фактически необратимость такой диссоциации. Например, уравнение диссоциации сильной соляной кислоты может быть записано двояко:

либо в таком виде: HCl = H+ + Cl—

либо в таком: HCl → H+ + Cl—

По сути направление стрелки говорит нам о том, что обратный процесс объединения катионов водорода с кислотными остатками (ассоциация) у сильных кислот практически не протекает.

В случае, если мы захотим написать уравнение диссоциации слабой одноосновной кислоты, мы должны использовать  в уравнении вместо знака  две стрелки . Такой знак отражает обратимость диссоциации слабых кислот — в их случае сильно выражен обратный процесс объединения катионов водорода с кислотными остатками:

CH3COOH  CH3COO— + H+

Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато, т.е. катионы водорода от их молекул отрываются не одновременно, а по очереди. По этой причине диссоциация таких кислот выражается не одним, а несколькими уравнениями, количество которых равно основности кислоты. Например, диссоциация трехосновной фосфорной кислоты протекает в три ступени с поочередным отрывом катионов H+ :

H3PO4  H+ + H2PO4—

H2PO4—  H+ + HPO42-

HPO42-  H+ + PO43-

Следует отметить, что каждая следующая ступень диссоциации протекает в меньшей степени, чем предыдущая. То есть, молекулы H3PO4 диссоциируют лучше (в большей степени), чем ионы H2PO4— , которые, в свою очередь, диссоциируют лучше, чем ионы HPO42-. Связано такое явление с увеличением заряда кислотных остатков,  вследствие чего возрастает прочность связи между ними и положительными ионами H+.

Из многоосновных кислот исключением является серная кислота. Поскольку данная кислота хорошо диссоциирует по обоим ступеням, допустимо записывать уравнение ее диссоциации в одну стадию:

H2SO4 2H+ + SO42-

2. Взаимодействие кислот с металлами

Седьмым пунктом в классификации кислот мы указали их окислительные свойства. Было указано, что кислоты бывают слабыми окислителями и сильными окислителями. Подавляющее большинство кислот (практически все кроме H2SO4(конц.) и HNO3) являются слабыми окислителями, так как могут проявлять свою окисляющую способность только  за счет катионов водорода. Такие кислоты могут окислить из металлов только те, которые находятся в ряду активности левее водорода, при этом в качестве продуктов образуется соль соответствующего металла и водород. Например:

H2SO4(разб.) + Zn  ZnSO4 + H2

2HCl + Fe  FeCl2 + H2

Что касается кислот-сильных окислителей, т.е. H2SO4 (конц.) и HNO3, то список металлов, на которые они действуют, намного шире, и в него входят как все металлы до водорода в ряду активности, так и практически все после. То есть концентрированная серная кислота и азотная кислота любой концентрации, например, будут окислять даже такие малоактивные металлы, как медь, ртуть, серебро. Более подробно взаимодействие азотной кислоты и серной концентрированной с металлами, а также некоторыми другими веществами из-за их специфичности будет рассмотрено отдельно в конце данной главы.

3. Взаимодействие кислот с основными и амфотерными оксидами

Кислоты реагируют с  основными и амфотерными оксидами. Кремниевая кислота, поскольку является нерастворимой, в реакцию с малоактивными основными оксидами и амфотерными оксидами не вступает:

H2SO4 + ZnO ZnSO4 + H2O

6HNO3 + Fe2O3 2Fe(NO3)3 + 3H2O

H2SiO3 + FeO ≠

4. Взаимодействие кислот с основаниями и амфотерными гидроксидами

HCl + NaOH H2O + NaCl

3H2SO4 + 2Al(OH)3  Al2(SO4)3 + 6H2O

5. Взаимодействие кислот с солями

Данная реакция протекает в случае, если образуется осадок, газ либо существенно более слабая кислота, чем та, которая вступает в реакцию. Например:

H2SO4 + Ba(NO3)2 BaSO4↓ + 2HNO3

CH3COOH + Na2SO3 CH3COONa + SO2↑ + H2O

HCOONa + HCl HCOOH + NaCl

6. Специфические окислительные свойства азотной и концентрированной серной кислот

Как уже было сказано выше, азотная кислота в любой концентрации, а также серная кислота исключительно в концентрированном состоянии являются очень сильными окислителями. В частности, в отличие от остальных кислот они окисляют не только металлы, которые находятся до водорода в ряду активности, но и практически все металлы после него (кроме платины и золота).

Так, например, они способны окислить медь, серебро и ртуть. Следует однако твердо усвоить тот факт, что ряд металлов (Fe, Cr, Al) несмотря на то, что являются довольно активными (находятся до водорода), тем не менее, не реагируют с концентрированной HNO3 и концентрированной H2SO4  без нагревания по причине явления пассивации — на поверхности таких металлов образуется защитная пленка из твердых продуктов окисления, которая не позволяет молекулами концентрированной серной  и концентрированной азотной кислот проникать вглубь металла для протекания реакции. Однако, при сильном нагревании реакция все таки протекает.

В случае взаимодействия с металлами обязательными продуктами всегда являются соль соответствующего метала и используемой кислоты, а также вода. Также всегда выделяется третий продукт, формула которого  зависит от многих факторов, в частности, таких, как активность металлов, а также концентрация кислот и температура проведения реакций.

Высокая окислительная способность концентрированной серной  и концентрированной азотной кислот позволяет им реагировать не только практическим со всеми металлами ряда активности, но даже со многими твердыми неметаллами, в частности, с фосфором, серой, углеродом. Ниже в таблице наглядно представлены продукты взаимодействия серной и азотной кислот с металлами и неметаллами в зависимости от концентрации:характерные химические свойства кислот серной и азотной

7. Восстановительные свойства бескислородных кислот

Все бескислородные кислоты (кроме HF) могут проявлять восстановительные свойства за счет химического элемента, входящего в состав аниона, при действии различных окислителей. Так, например, все галогеноводородные кислоты (кроме HF) окисляются диоксидом марганца, перманганатом калия, дихроматом калия. При этом галогенид-ионы окисляются до свободных галогенов:

4HCl + MnO2 MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O

16HBr + 2KMnO4 2KBr + 2MnBr2 + 8H2O + 5Br2

14НI + K2Cr2O7 3I2↓ + 2Crl3 + 2KI + 7H2O

Среди всех галогеноводородных кислот наибольшей восстановительной активностью обладает иодоводородная кислота. В отличие от других галогеноводородных кислот ее могут окислить даже оксид и соли трехвалентного железа.

6HI + Fe2O3 2FeI2 + I2↓ + 3H2O

2HI + 2FeCl3 2FeCl2 + I2↓ + 2HCl

Высокой восстановительной активностью обладает также и сероводородная кислота H2S. Ее может окислить даже такой окислитель, как диоксид серы:

2H2S + SO2  3S↓+ 2H2O

Источник

Соединения серы: серная кислота

Ключевые слова конспекта: соединения серы, серная кислота, участие в кислотно-основных и окислительно-восстановительных взаимодействиях, получение и применение серной кислоты.

Серная кислота H2SO4 – вещество молекулярного строения. Её графическая формула:

В серной кислоте сера находится в высшей степени окисления +6.

Серная кислота представляет собой бесцветную маслянистую жидкость, хорошо растворимую в воде. Смешивается с водой в неограниченном количестве и очень гигроскопична. При растворении верной кислоты в воде выделяется значительное количество теплоты.

Химические свойства серной кислоты можно рассмотреть с точки зрения кислотно-основных и окислительно-восстановительных взаимодействий.

Участие в кислотно-основных взаимодействиях

  1. Серная кислота – сильный электролит, в водных растворах диссоциирует практически полностью:

Изменяет окраску индикатора (например, лакмуса с фиолетовой на красную).
Более корректно электролитическая диссоциация H2SO4 описывается уравнениями:

  1. Серная кислота реагирует с основными и амфотерными оксидами:

H2SO4 + CuO = CuSO4 + H2O
2Н+ + CuO = Cu2+ + H2O

  1. Серная кислoта реагирует с основаниями и амфотерными гидроксидами:

H2SO4 + Cu(OH)2 = CuSO4 + 2H20
2Н+ + Cu(OH)2 = Cu2+ + 2H20

  1. Сернaя кислота вытесняет более слабые кислоты из их солей:

  1. Сeрная кислота вытесняет и сильные, но летучие кислоты из их солей:

Участие в окислительно-восстановительных взаимодействиях

Разбавленные растворы H2SO4 реагируют с металлами, расположенными в электрохимическом ряду напряжений металлов до H2, с образованием сульфатов и выделением водорода:

Чистая H2SO4 и H2SO4 в концентрированных растворах проявляют сильные окислительные свойства за счёт S+6.

Концентрированная H2SO4 взаимодействует с металлами (в том числе с Cu, Ag, Hg), стоящими после H2 в ряду напряжений металлов, с образованием сульфатов, воды и продуктов восстановления S+6: H2S, S, SO2. Концентрированная серная кислота не реагирует с благородными металлами вследствие их малой активности, а также с Al, Cr, Fe из-за пассивации. На поверхности этих металлов образуется защитная оксидная плёнка, защищающая их от дальнейшего окисления.

Глубина восстановления зависит от восстановительных свойств металлов.
Активные металлы восстанавливают H2SO4 до H2S:

Металлы с меньшей активностью восстанавливают H2SO4 до SO2:

Концентрированная сeрная кислoта окисляет и некоторые неметаллы. Например:

Важной химической особенностью серной кислоты является её способность выступать в качестве дегидратирующего реагента. Концентрированная серная кислота вступает в реакции дегидратации со многими органическими веществами, отщепляя от них молекулы воды. Например:

Получение и применение серной кислоты

Промышленное получение серной кислоты включает несколько стадий. Сырьём является сера S и сульфидные руды (в основном пирит FeS2).

В ходе получения серной кислоты из пирита осуществляются три химические реакции:

  1. Обжиг пирита (проводится при температуре около 800 °С):

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2↑

  1. Каталитическое окисление оксида серы (IV):

Эта реакция – обратимая, экзотермическая, каталитическая (её проводят в присутствии катализатора V2O5 при температуре около 450 °С).

Оксид серы (VI) (серный ангидрид) SO3 при обычных условиях – летучая жидкость (t°кип. = 44,8 °С), неограниченно растворяется в воде. Оксид серы (VI) SO3 – кислотный оксид, ему соответствует сильная серная кислота.

  1. Поглощение SO3 водой (гидратация SO3):   SO3 + H2O = H2SO4

В промышленности для этой реакции используют концентрированную H2SO4, образуется олеум H2SO4 • SO3, при разбавлении которого получают концентрированную H2SO4.

Серная кислота – один из важнейших продуктов химической промышленности. Важнейшие области её применения: производство минеральных удобрений, других кислот и солей, красителей, пластмасс, волокон, лекарственных веществ, очистка нефтепродуктов, металлургия.

Конспект урока «Соединения серы: серная кислота». Выберите дальнейшее действие:

  • Вернуться к Списку конспектов по химии
  • Найти конспект в Кодификаторе ОГЭ по химии
  • Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по химии
Источник

в условии
в решении
в тексте к заданию
в атрибутах

Категория:

Атрибут:

Всего: 763    1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …

Добавить в вариант

И разбавленная, и концентрированная серная кислота при комнатной температуре реагирует с

1)  железом

2)  медью

3)  карбонатом кальция

4)  хлоридом натрия

Установите соответствие между реагирующими веществами и органическим продуктом, который образуется при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА

А)  бензойная кислота и раствор гидроксида натрия

Б)  бензойная кислота и избыток твёрдого гидроксида натрия (при нагревании)

В)  бензойная кислота и этанол (в присутствии серной кислоты)

Г)  бензойная кислота и азотная кислота (в присутствии серной кислоты)

ОРГАНИЧЕСКИЙ ПРОДУКТ
РЕАКЦИИ

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам.

Водород не выделяется при взаимодействии металлов с

1)  муравьиной кислотой

2)  разбавленной серной кислотой

3)  концентрированной серной кислотой

4)  соляной кислотой

Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктом, который образуется при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА

А)  бензойная кислота и этанол

(в присутствии серной кислоты)

Б)  бензол и ацетилхлорид

(в присутствии хлорида алюминия)

В)  пропанол-2 и серная кислота (при нагревании)

Г)  фенол и ацетилхлорид

ПРОДУКТ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

1)  пропанол-1

2)  диизопропиловый эфир

3)  фенилацетат

4)  этилбензол

5)  этилбензоат

6)  метилфенилкетон

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Задания Д8 № 111

Разбавленная серная кислота реагирует лишь с одним из двух веществ

1)  медь и оксид кремния (IV)

2)  оксид алюминия и магний

3)  оксид цинка и оксид меди (II)

4)  гидроксид натрия и оксид углерода (II)

Источник: Яндекс: Тренировочная работа ЕГЭ по химии. Вариант 2.

Задания Д8 № 283

Серная кислота (разб.) реагирует с каждым из двух веществ:

1)  Сu левая круглая скобка ОН правая круглая скобка $_2$ и К$_2$СO$_3$

2)  СO$_2$ и Zn

3)  Fe левая круглая скобка OH правая круглая скобка $_2$ и Сu

4)  Mg и Ag

С разбавленной серной кислотой взаимодействует

1)  медь

2)  цинк

3)  ртуть

4)  кремний

Пентановая кислота образуется в результате взаимодействия

1)  пентана с серной кислотой

2)  пентена-1 с водой

3)  пентанола-1 с гидроксидом натрия

4)  пентаналя с гидроксидом меди (II)

Пропановую кислоту можно получить в результате взаимодействия

1)  пропаналя и водорода

2)  пропанола-1 и серной кислоты

3)  пропена и воды

4)  пропаналя и кислорода

Разбавленная серная кислота реагирует с каждым из двух веществ:

1)  Zn, ВаСl_2

2)  SiO$_2$, Ca левая круглая скобка OH правая круглая скобка $_2$

3)  Cu, NaOH

4)  Cu, CuO

Источник: ЕГЭ по химии 10.06.2013. Основная волна. Дальний Восток. Вариант 1

В двух пробирках находился разбавленный раствор серной кислоты. В первую пробирку добавили твёрдое простое вещество Х, а во вторую – раствор вещества Y. В обеих пробирках выделился газ. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанные реакции.

1)  Cu

2)  S$

3)  Fe

4)  NaCl

5)  K_2$SO_3

Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами

Установите соответствие между реагирующими веществами и органическим продуктом, который преимущественно образуется при взаимодействии этих веществ.

РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА

А)  этаналь и бромная вода

Б)  пропаналь и аммиачный раствор оксида серебра

В)  ацетон и водород

Г)  этанол и концентрированная серная кислота

ОРГАНИЧЕСКИЙ ПРОДУКТ РЕАКЦИИ

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Установите соответствие между реагирующими веществами и органическим продуктом, который преимущественно образуется при взаимодействии этих веществ.

РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА

А)  ацетат калия и серная кислота

Б)  ацетат калия и гидроксид калия

В)  муравьиная кислота и метанол

Г)  хлорэтан и гидроксид калия (водн. р-р)

ОРГАНИЧЕСКИЙ ПРОДУКТ РЕАКЦИИ

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Концентрированный раствор серной кислоты реагирует с каждым веществом пары

1)  Au и BaCl2

2)  NaOH и CO2

3)  Ca(OH)2 и P2O5

4)  S и FeO

При комнатной температуре концентрированная серная кислота реагирует с каждым из двух веществ:

1)  алюминием и хлоридом натрия

2)  оксидом кремния и гидроксидом натрия

3)  магнием и карбонатом калия

4)  железом и оксидом углерода(IV)

Источник: ЕГЭ по химии 10.06.2013. Основная волна. Сибирь. Вариант 1

Серная кислота реагирует с каждым из двух веществ:

1)  C$ и CO_2

2)  Fe и Fe_2$O_3

3)  N$_2 и NO_2

4)  Au и Au_2$O_3

Концентрированная серная кислота при обычных условиях взаимодействует с:

1)  железом

2)  алюминием

3)  цинком

4)  оксидом кремния(IV)

5)  гидроксидом меди(II)

Запишите номера выбранных ответов.

Разбавленная серная кислота при обычных условиях взаимодействует с:

1)  серой

2)  алюминием

3)  медью

4)  оксидом кремния(IV)

5)  гидроксидом цинка

Запишите номера выбранных ответов.

Из предложенного перечня выберите все вещества, с которыми этилацетат вступает в реакцию.

1)  раствор хлорида бария

2)  раствор гидроксида натрия

3)  бензол

4)  метан

5)  раствор серной кислоты

Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.

Источник: РЕШУ ЕГЭ

Бутановая кислота образуется в результате взаимодействия

1)  бутаналя с гидроксидом меди(II)

2)  бутена-1 с гидроксидом меди(II)

3)  бутана с серной кислотой

4)  бутанола-1 с серной кислотой

Источник: ЕГЭ по химии 10.06.2013. Основная волна. Урал. Вариант 1

Всего: 763    1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …

Источник

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Химические свойства простых эфиров егэ
  • Химия баллы егэ 2020 за каждое задание
  • Химические свойства простых веществ егэ химия
  • Химия 9 сынып экзамен
  • Химические свойства пероксида водорода для егэ