Химические свойства

Серная кислота – это сильная двухосновная кислота.

1. Серная кислота практически полностью диссоциирует в разбавленном в растворе по первой ступени:

H2SO4 H+ + HSO4–

По второй ступени серная кислота диссоциирует частично, ведет себя, как кислота средней силы:

HSO4– H+ + SO42–

2. Серная кислота реагирует с основными оксидами, основаниями, амфотерными оксидами и амфотерными гидроксидами.

Например, серная кислота взаимодействует с оксидом магния:

H2SO4 + MgO → MgSO4 + H2O

Еще пример: при взаимодействии серной кислоты с гидроксидом калия образуются сульфаты или гидросульфаты:

H2SO4 + КОН → KHSО4 + H2O

H2SO4 + 2КОН → К2SО4 + 2H2O

Серная кислота взаимодействует с амфотерным гидроксидом алюминия:

3H2SO4 + 2Al(OH)3 → Al2(SO4)3 + 6H2O

Серная кислота вытесняет более слабые из солей в растворе (карбонаты, сульфиды Также серная кислота вытесняет летучие кислоты из их солей (кроме солей HBr и HI).

Например, серная кислота взаимодействует с гидрокарбонатом

натрия:

Н2SO4 + 2NaHCO3 → Na2SO4 + CO2 + H2O

Или с силикатом натрия:

H2SO4 + Na2SiO3 → Na2SO4 + H2SiO3

Концентрированная серная кислота реагирует с твердым нитратом натрия. При этом менее летучая серная кислота вытесняет азотную кислоту:

NaNO3 (тв.) + H2SO4 → NaHSO4 + HNO3

Аналогично – концентрированная серная кислота вытесняет хлороводород из твердых хлоридов, например, хлорида натрия:

NaCl(тв.) + H2SO4 → NaHSO4 + HCl

4. Также серная кислота вступает в обменные реакции с солями. Например, серная кислота взаимодействует с хлоридом бария:

H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 + 2HCl

. Разбавленная серная кислота взаимодействует с металлами, которые расположены в ряду активности металлов до водорода. При этом образуются соль и водород. Например, серная кислота реагирует с железом. При этом образуется сульфат железа (II):

H2SO4(разб.) + Fe → FeSO4 + H2

Серная кислота взаимодействует с аммиаком с образованием солей аммония:

H2SO4 + NH3 → NH4HSO4

Концентрированная серная кислота является сильным окислителем. При этом она обычно восстанавливается до сернистого газа SO2. С активными металлами может

восстанавливаться до серы S, или сероводорода Н2S.

Железо Fe, алюминий Al, хром Cr пассивируются концентрированной серной кислотой на холоде. При нагревании реакция возможна.

6H2SO4(конц.) + 2Fe → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

6H2SO4(конц.) + 2Al → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

При взаимодействии с неактивными металлами концентрированная серная кислота восстанавливается до сернистого газа:

При взаимодействии с щелочноземельными металлами и магнием концентрированная серная кислота восстанавливается до серы:

3Mg + 4H2SO4 → 3MgSO4 + S + 4H2O

При взаимодействии с щелочными металлами и цинком

концентрированная серная кислота восстанавливается до сероводорода:

5H2SO4(конц.) + 4Zn → 4ZnSO4 + H2S↑ + 4H2O

При этом образуется белый кристаллический осадок сульфата бария:

BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4↓ + 2NaCl

7. Окислительные свойства концентрированной серной кислоты проявляются и при взаимодействии с неметаллами.

Например, концентрированная серная кислота окисляет фосфор, углерод, серу. При этом серная кислота восстанавливается до оксида серы (IV):

Уже при комнатной температуре концентрированная серная кислота окисляет галогеноводороды и сероводород:

3H2SO4(конц.) + 2KBr → Br2↓ + SO2↑ + 2KHSO4 + 2H2O 5H2SO4(конц.) + 8KI → 4I2↓ + H2S↑ + K2SO4 + 4H2O H2SO4(конц.) + 3H2S → 4S↓ + 4H2O

Сульфаты таких металлов, как медь Cu, алюминий Al, цинк Zn, хром Cr, железо (II) Fe подвергаются термическому разложению на оксид металла, диоксид серы SO2 и кислород O2;

2CuSO4 → 2CuO + SO2 + O2 (SO3)

2Al2(SO4)3 → 2Al2O3 + 6SO2 + 3O2 2ZnSO4 → 2ZnO + SO2 + O2

2Cr2(SO4)3 → 2Cr2O3 + 6SO2 + 3O2

При разложении сульфата железа (II) в FeSO4 Fe (II) окисляется до Fe (III)

4FeSO4 → 2Fe2O3 + 4SO2 + O2

Сульфаты самых тяжелых металлов разлагаются до металла.

3. За счет серы со степенью окисления +6 сульфаты проявляют окислительные свойства и могут взаимодействовать с восстановителями.

Например, сульфат кальция при сплавлении реагирует с углеродом с образованием сульфида кальция и угарного газа:

CaSO4 + 4C → CaS + 4CO

В нагретую концентрированную серную кислоту внесли медную проволоку и выделяющийся газ пропустили через избыток раствора едкого натра. Раствор осторожно выпарили, твердый остаток растворили в воде и нагрели с порошкообразной серой. Непрореагировавшую серу отделили фильтрованием и к раствору прибавили серную кислоту, при этом наблюдали образование осадка и выделяется газ с резким запахом. Напишите уравнения описанных реакций.

Сернистый газ пропустили через раствор перекиси водорода. Из образовавшегося раствора выпарили воду и к остатку добавили магниевую стружку. Выделившийся газ пропустили через раствор медного купороса. Выпавший осадок черного цвета отделили и подвергли обжигу. Напишите уравнения описанных реакций.

При обжиге некоторого минерала А, состоящего из двух элементов, имеющий характерный резкий запах и обеспечивающий бромную воду с образованием двух кислот. При взаимодействии вещества Б. состоящего из тех же элементов, что минерал А, но в другом соотношении, с концентрированной хлородородной кислотой выделился ядовитый газ с запахом тухлых яиц. При взаимодействии выделившихся газов друг с другом образуется простое вещество желтого цвета. Напишите уравнения реакций

Твердое вещество, образующееся при взаимодействии сернистого газа и сероводорода, при нагревании взаимодействуют с алюминием. Продукт растворили в разбавленной серной кислоте и в образовавшийся раствор добавили поташ. Напишите уравнения реакций