1.13. Применение серы и её соединений

Серу используют для производства серной кислоты, изготовления спичек, черного пороха, бенгальских огней, для борьбы с вредителями сельского хозяйства и лечения болезней, в производстве красителей, взрывчатых веществ, люминофоров.

Сероводород идет на производство серы, сульфитов, тиосульфатов и серной кислоты, в лабораторной практике – для осаждения сульфидов.

Оксид серы (IV) применяется в производстве серной кислоты, сульфитов, тиосульфатов, для отбеливания шелка, шерсти, как средство для дезинфекции, для консервирования фруктов и ягод.

Оксид серы (VI) применяется для получения серной кислоты и олеума, используется в производстве азотной кислоты.

Серная кислота – один из важнейших продуктов основной химической промышленности. Служит электролитом в свинцовых аккумуляторах. Применяется в производстве фосфорной, соляной, борной, плавиковой и др. кислот. Концентрированная серная кислота служит для очистки нефтепродуктов от сернистых и непредельных органических соединений. Разбавленная серная кислота применяется для удаления окалины с проволоки и листов перед лужением и оцинкованием, для травления металлических поверхностей перед покрытием хромом, никелем, медью и др. Серная кислота – необходимый компонент нитрующих смесей и сульфирующее средство при получении многих красителей и лекарственных веществ. Благодаря высокой гигроскопичности применяется для осушки газов, для концентрирования азотной кислоты.

Примеры решения задач

Задача 1. Запишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: S Na₂SO₃ SO₂ Na₂S₂O₃ Na₂SO₄.

Решение:

При взаимодействии серы со щелочью образуется сульфид и сульфит:

3S + 6NaOH = Na₂SO₃ + 2Na₂S + 3H₂O

Сернистый газ выделяется при взаимодействии сульфита с сильной кислотой:

Na₂SO₃ + 2HCl = SO₂ + 2NaCl + H₂O

При одновременном пропускании сернистого газа и сероводорода через раствор щелочи образуется тиосульфат:

4SO₂ + 2H₂S + 6NaOH = 3Na₂S₂O₃ + 5H₂O

При взаимодействии раствора тиосульфата натрия с хлором образуется сульфат натрия:

Na₂S₂O₃ + 4Cl₂ + 5H₂O = Na₂SO₄ + 8HCl + H₂SO₄

Задача 2. Вычислите объем сернистого газа (н. у.), который образовался при обжиге 300 г цинковой обманки, содержащей 48,5 % (мас.) сульфида цинка.

Дано:

m (цинковой обманки) = 300 г

ω (ZnS) = 48,8 %

Найти:

V (SO₂)

Решение:

Сернистый газ образуется в результате взаимодействия сульфида цинка с кислородом воздуха:

2ZnS + 3O₂ = 2SO₂ + 2ZnO

Вычислим массу сульфида цинка, содержащегося в 300 г цинковой обманки:

, следовательно,

(г)

По уравнению реакции для образования 2 моль сернистого газа необходимо 2 моль сульфида цинка, то есть соотношение n (ZnS) : n (SO₂) равно 1 : 1. Вычислим количество вещества сульфида цинка:

(моль).

Из 1,5 моль сульфида цинка образуется 1,5 моль сернистого газа. Определим его объем:

V = n · V_m = 1,5 · 22,4 = 33,6 (л).

Ответ: V (SO₂) = 33,6 л.

Задачи для самостоятельного решения

1. Запишите уравнения реакций между серой и следующими веществами:

а) кислородом;

б) азотной кислотой;

в) гидроксидом калия;

г) фосфором.

2. Запишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения:

H₂S SSO₂ SO₃ SO₂ SH₂S.

Укажите условия протекания реакций.

3. Запишите уравнения реакций взаимодействия следующих веществ с концентрированной серной кислотой:

а) углерод;

б) медь;

в) цинк;

г) йодоводород.

4. При взаимодействии сероводорода и оксида серы (IV) образовалось 32,0 г серы. Вычислите объемы газов (н.у.), вступивших в реакцию.

Ответ: V(H₂S) = 14,9 л; V(SO₂) = 7,5 л.

5. Вычислите объем серной кислоты с массовой долей H₂SO₄ в растворе 96 % (плотность раствора 1,84 г/мл), который можно получить из 1 тонны пирита, содержащего 10 % примесей.

Ответ: V(р-ра) = 815,2 л.