Конспект урока химии в 9 классе "Оксид серы (VI). Серная кислота"

Оксид серы (VI) - SO3 (серный ангидрид)

Физические свойства
Бесцветная летучая маслянистая жидкость, t°пл. = 17°C; t°кип. = 44,7°С; на воздухе "дымит", сильно поглощает влагу (хранят в запаянных сосудах).
SO3  +  H2O  →  H2SO4
SO3  хорошо растворяется в 100%-ной серной кислоте, этот раствор называется олеумом. 

Получение
1) 2SO2 + O2 → 2SO3 (катализатор – V2O5, при 450˚С)

2) Fe2(SO4)3 → Fe2O3 + 3SO3 (разложение при нагревании)

Химические свойства
1) Серный ангидрид - кислотный оксид.
Взаимодействие с водой
При растворении в воде дает сильную двухосновную серную кислоту:
SO3 +H2O →H2SO4
Диссоциация протекает ступенчато:
H2SO4→ H+ + HSO4- (первая ступень, образуется гидросульфат – ион)
HSO4- → H+ + SO42- (вторая ступень, образуется сульфат – ион)
H2SO4 образует два ряда солей
средние (сульфаты) и кислые (гидросульфаты)

Взаимодействие со щелочами
2NaOH + SO3 → Na2SO4 + H2O
NaOH + SO3 (избыток) → NaHSO4

Взаимодействие с основными оксидами
Na2O + SO3 → Na2SO4
2) SO3 - сильный окислитель.

СЕРНАЯ КИСЛОТА - H2SO4

Физические свойства

Тяжелая маслянистая жидкость ("купоросное масло"); p = 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).

Помните!
Кислоту вливать малыми порциями в воду, а не наоборот!
Видео "Разбавление серной кислоты водой"

Производство серной кислоты
1-я стадия. Печь для обжига колчедана
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 + Q

2-я стадия. Контактный аппарат
После очистки, осушки и теплообмена сернистый газ поступает в контактный аппарат, где окисляется в серный ангидрид (450°С – 500°С; катализатор V2O5):
2SO2 + O2 → 2SO3

3-я стадия. Поглотительная башня
nSO3 + H2SO4(конц) → (H2SO4 • nSO3) (олеум)
Воду использовать нельзя из-за образования тумана. Применяют керамические насадки и принцип противотока.

Химические свойства разбавленной серной кислоты
H2SO4 - сильная двухосновная кислота, водный раствор изменяет окраску индикаторов (лакмус и универсальный индикатор краснеют)
1) Диссоциация протекает ступенчато:
H2SO4→ H+ + HSO4- (первая ступень, образуется гидросульфат – ион)
HSO4- → H+ + SO42- (вторая ступень, образуется сульфат – ион)
H2SO4 образует два ряда солей - средние (сульфаты) и кислые (гидросульфаты)

2) Взаимодействие с металлами:
Разбавленная серная кислота растворяет только металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода:

Zn + H2SO4(разб) → ZnSO4 + H2↑

3) Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами:
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O

4) Взаимодействие с основаниями:
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O (реакция нейтрализации)

Если кислота в избытке, то образуется кислая соль:
H2SO4 + NaOH → NaНSO4 + H2O

5) Обменные реакции с солями:
образование осадка
BaCl2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HCl

Качественная реакция на сульфат-ион:
Образование белого осадка BaSO4 (нерастворимого в кислотах) используется для идентификации серной кислоты и растворимых сульфатов.

1. С водой образуются гидраты:
H2SO4 + nH2O = H2SO4 · nH2O + Q
Органические вещества обугливаются!!!
H2SO4(конц.)
C12H22O11 (сахароза) → 12С (уголь)
+11H2O

Взаимодействие серной кислоты с металлами:
ОПЫТ
H2SO4 (конц.) + Me = соль + H2O + Х

Серную кислоту применяют
в производстве минеральных удобрений;
как электролит в свинцовых аккумуляторах;
для получения различных минеральных кислот и солей;
в производстве химических волокон, красителей, дымообразующих веществ и взрывчатых веществ;
в нефтяной, металлообрабатывающей, текстильной, кожевенной и др. отраслях промышленности;
в пищевой промышленности — зарегистрирована в качестве пищевой добавкиE513(эмульгатор);
в промышленном органическом синтезе в реакциях:
дегидратации (получение диэтилового эфира, сложных эфиров);
гидратации (получение этанола);
сульфирования (получение СМС и промежуточные продукты в производстве красителей);и др.
Самый крупный потребитель серной кислоты — производство минеральных удобрений. На 1 т P₂O₅ фосфорных удобрений расходуется 2,2-3,4 т серной кислоты, а на 1 т (NH₄)₂SO₄ — 0,75 т серной кислоты. Поэтому сернокислотные заводы стремятся строить в комплексе с заводами по производству минеральных удобрений.

Применение солей серной кислоты
Железный купорос FеSО4•7Н2O применяли раньше для лечения чесотки, гельминтоза и опухолей желез, в настоящее время используют для борьбы с сельскохозяйственными вредителями.

Медный купорос CuSO4•5Н2O широко используют в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями растений.

«Глауберова соль» (мирабилит) Nа2SO4•10Н2O была получена немецким химиком И. Р. Глаубером при действии серной кислоты на хлорид натрия, в медицине ее используют как слабительное средство.

«Бариевая каша» BaSO4 обладает способностью задерживать рентгеновские лучи в значительно большей степени, чем ткани организма. Это позволяет рентгенологам при заполнении «бариевой кашей» полых органов определить в них наличие анатомических изменений.
Гипс СаSO4•2Н2O находит широкое применение в строительном деле, в медицинской практике для накладывания гипсовых повязок, для изготовления гипсовых скульптур.

Задания для закрепления
Осуществите превращения по схеме:

1) Zn →ZnSO4→Zn(OH)2 →ZnSO4 → BaSO4

2) S →SO2 →SO3→H2SO4 →K2SO4

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!