Серная кислота h2so4
Тяжелая маслянистая жидкость ("купоросное масло"); = 1,84 г/см3; нелетучая, хорошо растворима в воде – с сильным нагревом; tпл. = 10,3C, tкип. = 296С, обладает водоотнимающими свойствами (обугливание бумаги, дерева, сахара).
Производство серной кислоты.
1-я стадия. Обжиг пирита ( серного колчедана)
4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 + Q
Процесс гетерогенный: 800 оС
1) измельчение железного колчедана (пирита)
2) метод "кипящего слоя"
2-я стадия. Окисление сернистого газа.
После очистки, осушки и теплообмена сернистый газ поступает в контактный аппарат, где окисляется в серный ангидрид (450С – 500С; катализатор V2O5):
2SO2 + O2 ⇄ 2SO3 + Q
3-я стадия. Поглощение серного ангидрида.
Поглотительная башня:
nSO3 + H2SO4(конц) (H2SO4 • nSO3)(олеум)
Воду использовать нельзя из-за образования тумана.
Химические свойства: h2so4 - сильная двухосновная кислота
1) Диссоциация: по первой ступени полная диссоциация, по второй – серная кислота ведёт себя как кислота средней силы. |
H2SO4→ H+ + HSO4- (α =1) HSO4- ⇄ H+ + SO42- (α<1) |
2) Взаимодействие с металлами:
|
a) разбавленная серная кислота растворяет только металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода: Zn + H2SO4(разб) → ZnSO4 + H2O b) концентрированная H2SO4 – сильный окислитель; при взаимодействии с металлами (кроме Au, Pt) может восстанавливаться до SO2, S или H2S (без нагревания пассивируются Fe, Al, Cr): 2Ag + 2H2SO4→Ag2SO4 + SO2 + 2H2O (неактивные металлы -SO2) 8Na + 5H2SO4 → 4Na2SO4 + H2S + 4H2O ( щелочные металлы - H2S) |
3) С неметаллами: окисляет неметалл до кислоты или до оксида в высшей степени окисления, сама восстанавливается до SO2. |
С + 2H2SO4(конц) → CO2 + 2SO2 + 2H2O S + 2H2SO4(конц) → 3SO2 + 2H2O 2P + 5H2SO4(конц) → 5SO2 + 2H3PO4 + 2H2O |
4) Реагирует с основаниями |
H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O H2SO4 + NaOH H2SO4 + Cu(OH)2 CuSO4 + 2H2O |
5) Реагирует с основными и амфотерными оксидами |
CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O |
6) Вступает в обменные реакции с солями, если образуется осадок, газ или вода. |
BaCl2 + H2SO4 BaSO4 + 2HCl СаСО3 + H2SO4 СаSO4 + CO2 + H2O CaHPO4 + H2SO4 Ca(H2PO4)2 + CaSO4 BaOHCl +H2SO4 BaSO4 + H2O + HCl |
Образование белого осадка BaSo4 (нерастворимого в кислотах) используется как качественная реакция на серную кислоту и растворимые сульфаты.
BaCl2 + H2SO4 BaSO4 + 2HCl
Галогены.
ФТОР F2 - газ светло-желтого цвета.
Получение:
электролиз расплава гидрофторида калия KHF2: 2KHF2 -э/ток 2K + H2 + 2F2
Химические свойства:
F2 - самый сильный окислитель из всех веществ.
1. Реагирует с водородом, образуя фтороводород: |
H 2 + F2 2HF (со взрывом) |
2. Реагирует с другими галогенами: |
Cl2 + F2 2ClF |
3. Оисляет воду, при этом выделяется кислород: |
2F2 + 2H2O 4HF + O2 |
Фтористый водород
Едкий газ, хорошо растворим в воде с образованием плавиковой кислоты.
Получение: из фторида кальция CaF2 + H2SO4(конц.) CaSO4 + 2HF
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА:
1) Раствор HF в воде - слабая кислота (плавиковая) |
HF⇄H+ + F- Соли плавиковой кислоты – фториды. |
|
HF + NaOH = NaF + H2O 2HF + MgO = MgF2 + H2O |
3) Плавиковая кислота растворяет стекло: |
SiO2 + 4HF SiF4+ 2H2O |
ХЛОР Cl2
Газ желто-зеленого цвета c едким запахом. Ядовит. Используется для обеззараживания.
ПОЛУЧЕНИЕ:
1) Электролиз раствора NaCl (промышленный способ): 2NaCl + 2H2O H2 + Cl2 + 2NaOH
2) Окисление ионов Cl- сильными окислителями:
MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O
2KMnO4 + 16HCl 2MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl + 8H2O
K2Cr2O7 + 14HCl 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2 + 7H2O
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА:
1) Реакции с металлами: |
2Na + Cl2 2NaCl 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 |
2) Реакции с неметаллами: |
H2 + Cl2 –h 2HCl 2P + 3Cl2 2PClЗ |
3) Реакция с водой: |
Cl2 + H2O HCl + HClO (диспропорционирование) 3Сl2 + 3H2O –t 5HCl + HClO3 |
4) Реакции со щелочами: |
Cl2 + 2KOH –5CKCl + KClO + H2O 3Cl2 + 6KOH –40C5KCl + KClOЗ + 3H2O Cl2 + Ca(OH)2 CaOCl2(хлорная известь) + H2O |
5) Вытесняет бром и йод из галогеноводородных кислот и их солей. |
Cl2 + 2KI 2KCl + I2 Cl2 + 2HBr 2HCl + Br2 |
6) Окисляет бром и йод: |
Cl2 + I2 +H2O → HCl + HIO3 |
ХЛОРИСТЫЙ ВОДОРОД
Бесцветный газ с резким запахом, ядовитый, тяжелее воздуха, хорошо растворим в воде.
ПОЛУЧЕНИЕ:
1) Синтетический способ (промышленный): H2 + Cl2 2HCl
2) Гидросульфатный способ (лабораторный): NaCl(тв.) + H2SO4(конц.) NaHSO4 + HCl↑