Вопрос№45. Сернистый ангидрид, его получение, свойства, применение. Восстановительные свойства сернистого ангидрида. Сернистая кислота и сульфиты.

Оксид серы (IV) – (диоксид серы, сернистый ангидрид, сернистый газ) SO₂. В нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом (запах загорающейся спички). Растворяется в воде с образованием нестойкой сернистой кислоты.

Получение.

1. Промышленный способ получения — сжигание серы или обжиг сульфидов, в основном — пирита:

4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂↑

2. В лабораторных условиях SO2 получают воздействием сильных кислот на сульфиты и гидросульфиты:

Na₂SO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + SO₂.

3. Также можно получить действием концентрированной серной кислоты на малоактивные металлы при нагревании:

2H₂SO₄ (конц.) + Cu → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O.

Химические свойства.

1. Относится к кислотным оксидам. Растворяется в воде с образованием сернистой кислоты (при обычных условиях реакция обратима):

SO₂ + H₂O ↔ H₂SO₃.

2. Со щелочами образует сульфиты:

SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O.

3. Химическая активность SO₂ весьма велика. Наиболее ярко выражены восстановительные свойства SO₂, степень окисления серы в таких реакциях повышается:

SO₂ + Br₂ + 2H₂O → H₂SO₄ + 2HBr,

2SO₂ + O₂ → 2SO₃ (требуется катализатор V2O5 и температура 450°),

5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O → 2H₂SO₄ + 2MnSO₄ + K₂SO₄.

4. В присутствии сильных восстановителей SO₂ способен проявлять окислительные свойства. Например, для извлечения серы из отходящих газов металлургической промышленности используют восстановление SO₂ оксидом углерода(II):

SO₂ + 2CO → 2CO₂ + S↓.

Применение.

В пищевой промышленности диоксид серы используется как консервант и обозначается на упаковке под кодом Е220. Применяется он также и в качестве растворителя в лабораториях.

Серни́стая кислота — неустойчивая двухосновная неорганическая кислота средней силы. Химическая формула H₂SO₃.

Как двухосновная кислота она образует два ряда солей – сульфиты и гидросульфиты. Сульфиты образуются при полной нейтрализации кислоты щелочью:

H₂SO₃ + 2NaOH = Na₂SO₃ + H₂O

Гидросульфиты получаются при недостатке щелочи:

H₂SO₃ + NaOH = NaHSO₃ + H₂O

Окисляется кислородом:

2H₂SO₃ + O₂ = 2H₂SO₄

Вопрос№46.

Серный ангидрид и серная кислота. Свойства серной кислоты, действие на металлы и неметаллы. Соли серной кислоты, их значение для народного хозяйства. Качественная реакция на соли серной кислоты.

Окси́д се́ры(VI) (се́рный ангидри́д, трео́кись се́ры, се́рный га́з) SO₃ — высший оксид серы, тип химической связи: ковалентная полярная химическая связь. В обычных условиях легколетучая бесцветная жидкость с удушающим запахом. При взаимодействие с водой образует серную кислоту – H₂SO₄.

Се́рная кислота́ H₂SO₄ — сильная двухосновная кислота, отвечающая высшей степени окисления серы (+6). При обычных условиях концентрированная серная кислота — тяжёлая маслянистая жидкость без цвета и запаха.

Химические свойства.

1. Взаимодействует со щелочами:

2KOH + H₂SO₄(разб.) = K₂SO₄ + 2H₂O

2. С кислотами:

H₂SO₄ + H₂S = S + SO₂ + 2H₂O

3. С оксидами:

BeO + H₂SO₄(конц.) = BeSO₄↓ + H₂O

Разбавленная серная кислота растворяет металлы, расположенные в РСЭП до водорода. Металлы, стоящие в РСЭП после водорода, с разбавленной серной кислотой не реагируют.

Концентрированная серная кислота при обычной температуре со многими металлами не реагирует. Однако при нагревании конц. серная кислота реагирует почти со всеми металлами (кроме платины, золота и некоторых других). Реагирует с некоторыми неметаллами, например:

2H₂SO₄ + S = 3SO₂ + 2H₂O

Серная кислота, будучи двухосновной, образует два ряда со­лей: средние, называемые сульфатами, и кислые, называемые гидросульфатами. Сульфаты образуются при полной нейтрализации кислоты щелочью (та один моль кислоты приходится два моля щелочи), а гадросульфаты — яри недостатке щелочи (на один моль кислоты — один моль щелочи):

H₂SO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + 2H₂O

H₂SO₄ + NaOH = NaHSO₄ + H₂O

Многие соли серной кислоты имеют большое практическое значение.

Качественная реакция на сульфат-ион. Большинство солей сер­ной кислоты растворимо в воде. Соли Са₃SO₄ и РЬSО₄ мало рас­творимы в воде, а ВаSО₄ практически нерастворима как в воде, так и в кислотах. Это свойство позволяет использовать любую растворимую соль бария, например ВаСl₂:

H₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄ + 2HCl

или в ионной форме:

SO₄^2- + Ba²⁺ = BaSO₄