РусскийEnglish

Серная кислота, ее химические свойства

Билет № 21

1. Серная кислота, ее химические свойства в свете представлений об электролитической диссоциации и окислительно-восстановительных реакциях (взаимодействие с металлами, оксидами металлов, основаниями и солями)

Серная кислота — важнейший продукт химической промышленности. Формула серной кислоты H2SO4. Бесцветная маслянистая жидкость, тяжелее воды. При смешивании с водой образуются гидраты, происходит сильное разогревание, поэтому категорически запрещено вливать воду в концентрированную серную кислоту. Следует вливать серную кислоту в воду тонкой струйкой при постоянном перемешивании.

Серная кислота отнимает воду от органических веществ, обугливая их. В промышленности способность концентрированной серной кислоты связывать воду используется для осушения газов.

Серная кислота — сильный электролит, в водном растворе диссоциирует полностью. Окрашивает индикаторы лакмус и метилоранж в красный цвет.

Строго говоря, отщепляется один ион водорода (диссоциация по второй ступени очень мала):

H2SO4 = H+ + HSO4

Металлы, расположенные в ряду напряжений левее водорода, вытесняют из растворов серной кислоты водород:

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ (образуется соль — сульфат цинка)

Окислителем в данной реакции является водород кислоты:

Zn0 + H2+1SO4 = Zn+2SO4 + H20

Концентрированная серная кислота взаимодействует при нагревании и с металлами правее водорода, кроме золота и платины. Окислителем будет сера. В реакции с медью восстанавливается до оксида серы (IV):

Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O (выделяется бесцветный газ)

с указанием степеней окисления:

Cu0 + 2H2S+6O4 = Cu+2SO4 + S+4O2↑ + 2H2O

При концентрации близкой к 100% серная кислота пассивирует железо*, реакция не идет.

С оксидами металлов реакция протекает с образованием соли и воды:

MgO + H2SO4 = MgSO4 + H2O

в ионном виде (оксиды на ионы не раскладываем!):

MgO + 2H+ + SO42− = Mg2+ + SO42− + H2O

MgO + 2H+ = Mg2+ + H2O

Серная кислота реагирует с основаниями, с образованием соли и воды:

2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

в ионном виде:

2Na+ + 2OH + 2H+ + SO42−= 2Na+ + SO42−+ 2H2O

OH + H+ = H2O

Качественной реакцией на сульфат-ион является взаимодействие с солями бария — выпадает белый кристаллический осадок сульфата бария, нерастворимый в азотной кислоте:

H2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + 2HCl

2H+ + SO42− + Ba2+ + 2Cl = BaSO4↓ + 2H+ + 2Cl

SO42− + Ba2+ = BaSO4

Серная кислота используется для получения многих кислот, так как вытесняет их из солей. В лаборатории так можно получать соляную кислоту (при нагревании, с последующим растворением в воде выделяющегося хлороводорода) и др.:

2NaCl + H2SO4 = Na2SO4 + 2HCl↑

сокращенное ионное уравнение:

Cl + H+ = HCl↑

Серная кислота применяется в промышленности для очистки нефтепродуктов, поверхности металлов перед нанесением покрытий, очистки (рафинирования) меди, в производстве удобрений, глюкозы и пр.

2. Получение и собирание углекислого газа. Доказательство наличия этого газа в сосуде

Углекислый газ в лаборатории получают, приливая

  1. соляную кислоту к мелу:
    CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2
  2. соляной или серной кислоты к соде:
    Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2

Закрываем пробирку, где идет реакция, пробкой с газоотводной трубкой. Трубку опускаем в колбу (углекислый газ тяжелее воздуха), горлышко желательно прикрыть куском ваты.

Доказываем наличие углекислого газа, приливая в колбу прозрачный раствор известковой воды, взбалтываем. Известковая вода мутнеет вследствие образования нерастворимого карбоната кальция:

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O

автор: Владимир Соколов


       

Главная    Карта сайта    Контакты    Прокомментировать          © 2009–2016 S-konda.ru