Дата_____________ Класс_______________
Тема: Оксид серы (VI). Серная кислота и её соли
Цели урока: познакомить учащихся со свойствами серной кислоты и оксида серы; рассмотреть химические и физические свойства серной кислоты.
Ход урока
1. Организационный момент
2. Изучение нового материала
Оксид серы (VI) — SO3 (серный ангидрид)
Физические свойства
Бесцветная летучая маслянистая жидкость, t°пл. = 17°C; t°кип. = 66°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:
Физические свойства
Тяжелая маслянистая жидкость («купоросное масло»); r = 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!
Производство серной кислоты
1-я стадия. Печь для обжига колчедана
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 + Q
Процесс гетерогенный:
1) измельчение железного колчедана (пирита)
2) метод «кипящего слоя»
3) 800°С; отвод лишнего тепла
4) увеличение концентрации кислорода в воздухе
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:
Zn0 + H2+1SO4(разб) → Zn+2SO4 + H20↑
Zn0 + 2H+ → Zn2+ + H20↑
3) Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами:
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
CuO + 2H+ → Cu2+ + H2O
4) Взаимодействие с основаниями:
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O (реакция нейтрализации)
H+ + OH— → H2O
Если кислота в избытке, то образуется кислая соль:
H2SO4 + NaOH → NaНSO4 + H2O
H2SO4 + Cu(OH)2 → CuSO4 + 2H2O
2H+ + Cu(OH)2 → Cu2+ + 2H2O
5) Обменные реакции с солями:
образование осадка
BaCl2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HCl
Ba2+ + SO42- → BaSO4↓
Качественная реакция на сульфат-ион:
Образование белого осадка BaSO4 (нерастворимого в кислотах) используется для идентификации серной кислоты и растворимых сульфатов.
3. Закрепление изученного материала
№1. Осуществите превращения по схеме:
1) Zn -> ZnSO4 -> Zn(OH)2 -> ZnSO4 -> BaSO4
2) S -> SO2 -> SO3 -> H2SO4 -> K2SO4
№2. Закончите уравнения практически осуществимых реакций в полном и кратком ионном виде:
Na2CO3 + H2SO4 ->
Cu + H2SO4 (раствор) ->
Al(OH)3 + H2SO4 ->
MgCl2 + H2SO4 ->
4. Домашнее задание
П. 13,
Задание.
Запишите уравнения реакций взаимодействия разбавленной серной кислоты с магнием, гидроксидом железа (III), оксидом алюминия, нитратом бария и сульфитом калия в молекулярном, полном и кратком ионном виде.