Получение. 1) Серный ангидрид - кислотный оксид

1) 2SO₂ + O₂ ^{кат; 450°C}® 2SO₃

2) Fe₂(SO₄)₃ –^t°® Fe₂O₃ + 3SO₃­

Химические свойства

Производство серной кислоты

1-я стадия. Печь для обжига колчедана.

4FeS₂ + 11O₂ ® 2Fe₂O₃ + 8SO₂ + Q

2-я стадия. 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

H₂SO₄ - сильная двухосновная кислота

1) Взаимодействие с металлами:

a) разбавленная серная кислота растворяет только металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода: Zn⁰ + H₂⁺¹SO₄(разб) ® Zn⁺²SO₄ + H₂O­

b) концентрированная H₂⁺⁶SO₄ – сильный окислитель; при взаимодействии с металлами (кроме Au, Pt) может восстанавливаться до S⁺⁴O₂, S⁰ или H₂S^-2 (без нагревания не реагируют также Fe, Al, Cr - пассивируются): 2Ag⁰ + 2H₂⁺⁶SO₄ ® Ag₂⁺¹SO₄ + S⁺⁴O₂­ + 2H₂O

8Na⁰ + 5H₂⁺⁶SO₄ ® 4Na₂⁺¹SO₄ + H₂S^-2­ + 4H₂O

2) концентрированная H₂S⁺⁶O₄ реагирует при нагревании с некоторыми неметаллами за счет своих сильных окислительных свойств, превращаясь в соединения серы более низкой степени окисления, (например, S⁺⁴O₂): S⁰ + 2H₂SO₄(конц) ® 3S⁺⁴O₂­ + 2H₂O

2P⁰ + 5H₂SO₄(конц) ® 5S⁺⁴O₂­ + 2H₃P⁺⁵O₄ + 2H₂O

3) с основными оксидами:

CuO + H₂SO₄ ® CuSO₄ + H₂O

4) с гидроксидами:

H₂SO₄ + 2NaOH ® Na₂SO₄ + 2H₂O

5) обменные реакции с солями:

BaCl₂ + H₂SO₄ ® BaSO₄¯ + 2HCl

Задачи:

1. В растворе серной кислоты объемом 2 л с массовой долей 90% и плотностью 1, 8 растворили цинк. Какой образовался га и какой объем он занимает?

2. Определите массовую долю серы в ее природных соединениях: FeS_{2 и ZnS}

3. Какая соль образуется при взаимодействии раствора серной кислоты массой 24, 5г, массовая доля

серной кислоты в котором 20%, и гидроксидом натрия массой 2г.

4. Составьте электронные схемы и расставьте коэффициенты в ОВР

SO₂ + Br₂ + 2H₂O ® H₂SO₄ + 2HBr

S + HNO₃(конц) ® H₂SO₄ + NO₂ + H₂O

5. Осуществите превращения

H₂S ® SO₂ ® H₂SO₃® NaНSO₄® Na₂SO₃

H₂S ®SO₂®SO₃®H₂SO ₄ ® Na₂SO₄

1.14 ПОДГРУППА УГЛЕРОДА

УГЛЕРОД

Аллотропия

Алмаз

Кристаллическое вещество, прозрачное, сильно преломляет лучи света, очень твёрдое, не проводит электрический ток, плохо проводит тепло, r = 3, 5 г/см³; t°пл. = 3730°C; t°кип. = 4830°C.

Атомы углерода находятся в sp³- гибридизации и образуют атомную кристаллическую решётку с прочными ковалентными s- связями.

Можно получить из графита при p > 50 тыс. атм; t° = 1200°C.

Применение: Шлифовальный порошок, буры, стеклорезы, после огранки - бриллианты.

Графит

Кристаллическое вещество, слоистое, непрозрачное, тёмно-серое, обладает металлическим блеском, мягкое, проводит электрический ток; r = 2, 5 г/см³.

В кристаллической решётке атомы углерода находятся в sp²- гибридном состоянии и образуют слои из шестичленных колец; между слоями действуют межмолекулярные силы.

Применение: Электроды, карандашные грифели, замедлитель нейтронов в ядерных реакторах, входит в состав некоторых смазочных материалов.

Карбин

Чёрный порошок; r = 2 г/см³; полупроводник.

Состоит из линейных цепочек –Cº C–Cº C– и =С=С=С=С=; атомы углерода находятся в sp- гибридном состоянии.

При нагревании переходит в графит.