Конспект для учителя

Конспект для учителя по теме: «Сера. Сероводород и сульфиты»

-Сегодня мы с вами поговорим про серу и некоторые ее соединения. Давайте вспомним, что вы знаете про серу?

Атомы серы, как и атомы кислорода и всех остальных элементов главной подгруппы VI группы Периодической системы Д. И. Менделеева, содержат на внешнем энергетическом уровне шесть электронов, из которых два электрона неспаренные. Однако по сравнению с атомами кислорода атомы серы имеют больший радиус, меньшее значение электроотрицательности, поэтому проявляют более выраженные восстановительные свойства, образуя соединения со степенями окисления +2, +4, +6.

По отношению к менее электроотрицательным элементам (водороду, металлам) сера проявляет окислительные свойства и приобретает степень окисления -2.

Сера — простое вещество. Сера не растворяется в воде. Кристаллы серы в воде тонут, а вот порошок плавает на поверхности воды, так как мелкие кристаллики серы водой не смачиваются и поддерживаются на плаву мелкими пузырьками воздуха.

При обычных условиях сера реагирует со всеми щелочными и щёлочноземельными металлами, медью, ртутью, серебром, например:

При нагревании сера реагирует и с другими металлами (Zn, Al, Fe). Только золото не взаимодействует с ней ни при каких условиях.

Окислительные свойства сера проявляет и с водородом, с которым реагирует при нагревании:

Н₂ + S = H₂S.

Сера горит синеватым пламенем, при этом образуется оксид серы (IV):

S + O₂ = SO₂.

Это соединение широко известно под названием сернистый газ.

Какие соединения знает с серой?

Сероводород H₂S — бесцветный газ с резким запахом. Очень ядовит, вызывает отравление даже при незначительном содержании в воздухе. Сероводород тем более опасен, что он может накапливаться в организме. Он соединяется с железом гемоглобина крови, что может привести к обморочному состоянию и смерти от кислородного голодания.

Вместе с тем сероводород является составной частью некоторых минеральных вод (Пятигорск, Серноводск, Мацеста), применяемых с лечебной целью.

Сероводород образуется при гниении белка, поэтому, например, тухлые яйца пахнут сероводородом.

При растворении сероводорода в воде образуется слабая сероводородная кислота, соли которой называют сульфидами. Сульфиды щелочных и щёлочноземельных металлов, а также сульфид аммония хорошо растворяются в воде, сульфиды остальных металлов нерастворимы и окрашены в различные цвета, например: ZnS — белый, PbS — чёрный, MnS — розовый.

Сероводород горит. При охлаждении пламени (внесении в него холодных предметов) образуется свободная сера:

2H₂S + O₂ = 2Н₂O + 2S↓.

Если же пламя не охлаждать и обеспечить избыток кислорода, то получается оксид серы (IV):

2H₂S + 3O₂ = 2Н₂O + 2SO₂.

Сероводород — сильнейший восстановитель.

При горении серы, полном сгорании сероводорода и обжиге сульфидов образуется оксид серы (IV) SO₂, который, часто называют также сернистым газом. Это бесцветный газ с характерным резким запахом. Он проявляет типичные свойства кислотных оксидов и хорошо растворяется в воде, образуя слабую сернистую кислоту. Она неустойчива и разлагается на исходные вещества:

Соли сернистой кислоты, как двухосновной, могут быть средними — сульфитами, например сульфит натрия Na₂SO₄, и кислыми — гидросульфитами, например гидросульфит натрия NaHSO₃.

Серная кислота и её соли. При окислении оксида серы (IV) образуется оксид серы (VI):

Реакция начинается только при относительно высоких температурах (420—650 °С) и протекает в присутствии катализатора (платины, оксидов ванадия, железа и т. д.).

Оксид серы (VI) SO₃ в обычных условиях — летучая бесцветная жидкость с удушающим запахом. Этот типичный кислотный оксид, растворяясь в воде, образует серную кислоту:

Н₂O + SO₃ = H₂SO₄.

Химически чистая серная кислота — бесцветная маслянистая тяжёлая жидкость. Она обладает сильным гигроскопическим (водоотнимающим) свойством, поэтому применяется для осушения веществ.

Уравнение реакции взаимодействия концентрированной серной кислоты с сахарной пудрой (сахарозой С₁₂Н₂₂O₁₁)

объясняет опыт: образующиеся в результате реакции газы вспучивают образующийся уголь, выталкивая его из стакана вместе с палочкой.

Знаете ли вы, что нельзя приливать воду к кислоте (почему?), следует осторожно, тоненькой струйкой вливать кислоту в воду, непрерывно перемешивая раствор.

Разбавленная серная кислота проявляет все характерные свойства кислот: взаимодействует с металлами, стоящими в ряду напряжений до водорода, с выделением Н₂, с оксидами металлов (основными и амфотерными), с основаниями, с амфотерными гидроксидами и солями.

Поскольку серная кислота двухосновна, она образует два ряда солей: средние — сульфаты, например Na₂SO₄, и кислые — гидросульфаты, например NaHSO₄.

Реактивом на серную кислоту и её соли является хлорид бария ВаСl₂; сульфат-ионы

с ионами Ва²⁺ образуют белый нерастворимый сульфат бария, выпадающий в осадок:

Концентрированная серная кислота по свойствам сильно отличается от разбавленной кислоты. Так, при взаимодействии H₂SO_4(конц) с металлами водород не выделяется. С металлами, стоящими правее водорода в ряду напряжений (медью, ртутью и др.), реакция протекает так:

Будучи нелетучей сильной кислотой, концентрированная серная кислота способна вытеснять другие кислоты из их солей:

Из солей серной кислоты наибольшее значение имеют уже известные вам сульфат натрия, или глауберова соль, Na₂SO₄ • 10Н₂O, гипс CaSO₄ • 2Н₂O и сульфат бария BaSO4 (где их применяют?).

Медный купорос CuSO₄ • 5Н₂O используют в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями и болезнями растений.

Получают серную кислоту в три стадии.

Химические процессы производства серной кислоты можно представить в виде следующей схемы:

1.Получение SO₂. В качестве сырья применяют серу, колчедан или сероводород:

2.Получение SO₃. Этот процесс вам уже известен — окисление кислородом проводят с использованием катализатора (запишите уранение реакции и дайте её полную характеристику).