Оксид серы сернистая кислота уравнения

Оксид серы (IV)

Оксид серы (IV) – это кислотный оксид . Бесцветный газ с резким запахом, хорошо растворимый в воде.

Cпособы получения оксида серы (IV)

1. Сжигание серы на воздухе :

2. Горение сульфидов и сероводорода:

2CuS + 3O₂ → 2SO₂ + 2CuO

3. Взаимодействие сульфитов с более сильными кислотами:

Например , сульфит натрия взаимодействует с серной кислотой:

4. Обработка концентрированной серной кислотой неактивных металлов.

Например , взаимодействие меди с концентрированной серной кислотой:

Химические свойства оксида серы (IV)

Оксид серы (IV) – это типичный кислотный оксид. За счет серы в степени окисления +4 проявляет свойства окислителя и восстановителя .

1. Как кислотный оксид, сернистый газ реагирует с щелочами и оксидами щелочных и щелочноземельных металлов .

Например , оксид серы (IV) реагирует с гидроксидом натрия. При этом образуется либо кислая соль (при избытке сернистого газа), либо средняя соль (при избытке щелочи):

SO_2(изб) + NaOH → NaHSO₃

Еще пример : оксид серы (IV) реагирует с основным оксидом натрия:

2. При взаимодействии с водой S O₂ образует сернистую кислоту. Реакция обратимая, т.к. сернистая кислота в водном растворе в значительной степени распадается на оксид и воду.

3. Наиболее ярко выражены восстановительные свойства SO₂. При взаимодействии с окислителями степень окисления серы повышается.

Например , оксид серы окисляется кислородом на катализаторе в жестких условиях. Реакция также сильно обратимая:

Сернистый ангидрид обесцвечивает бромную воду:

Азотная кислота очень легко окисляет сернистый газ:

Озон также окисляет оксид серы (IV):

Качественная реакция на сернистый газ и на сульфит-ион – обесцвечивание раствора перманганата калия:

Оксид свинца (IV) также окисляет сернистый газ:

4. В присутствии сильных восстановителей SO₂ способен проявлять окислительные свойства.

Например , при взаимодействии с сероводородом сернистый газ восстанавливается до молекулярной серы:

Оксид серы (IV) окисляет угарный газ и углерод:

SO₂ + 2CO → 2СО₂ + S

Урок №24. Оксид серы (IV). Сернистая кислота и её соли

Сернистый ангидрид; сернистый газ – SO 2

Физические свойства

Бесцветный газ с резким запахом; хорошо растворим в воде (в 1V H 2 O растворяется 40V SO 2 при н.у.); более чем в два раза тяжелее воздуха, ядовит; t°пл. = -75,5°C; t°кип. = -10°С.

Обесцвечивает многие красители, убивает микроорганизмы.

Получение

1) При сжигании серы в кислороде:

S + O 2 = t = SO 2

2) Окислением сероводорода и сульфидов:

2H 2 S + 3O 2 = t = 2SO 2 + 2H 2 O

2CuS + 3O 2 = t = 2SO 2 + 2CuO

4FeS 2 + 11O 2 = t = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

3) Обработкой солей сернистой кислоты – сульфитов минеральными кислотами:

Na 2 SO 3 + 2HCl = 2NaCl + SO 2 ↑ + H 2 O

4) При окислении неактивных металлов концентрированной серной кислотой:

Cu + 2H 2 SO 4 (конц) → CuSO 4 + SO 2 ↑ + 2H 2 O

Химические свойства

1. SO 2 – проявляет окислительно-восстановительные свойства

SO 2 — восстановитель (S +4 – 2ē → S +6 )

2SO 2 + O 2 ← кат-V2O5 → 2SO 3

Обесцвечивает бромную воду:

SO 2 + Br 2 + 2H 2 O = H 2 SO 4 + 2HBr

Окисляется азотной кислотой, озоном и оксидом свинца (IV):

SO 2 + 2HNO 3 = H 2 SO 4 + 2NO 2

Обесцвечивает раствор перманганата калия – качественная реакция на сернистый га з:

5SO 2 + 2KMnO 4 + 2H 2 O = K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 2H 2 SO 4

SO 2 — окислитель (S +4 + 4ē → S 0 )

SO 2 + С = t = S + СO 2

SO 2 + 2CO = t = 2СО 2 + S

SO 2 + 2H 2 S = t = 3S + 2H 2 O

2. Сернистый ангидрид — кислотный оксид

При растворении SO 2 в воде образуется слабая и неустойчивая сернистая кислота H 2 SO 3 (существует только в водном растворе)

Свойства сернистой кислоты

Сернистая кислота диссоциирует ступенчато:

(первая ступень, образуется гидросульфит – анион)

HSO 3 — ↔ H + + SO 3 2-

(вторая ступень, образуется анион сульфит)

H 2 SO 3 образует два ряда солей — средние (сульфиты) и кислые (гидросульфиты).

Как и все кислоты, сернистая кислота меняет цвет растворов индикаторов. Метиловый оранжевый в растворе кислоты становится красным. В старину дамские соломенные шляпки отбеливали сернистой кислотой. Раствор сернистой кислоты отбеливает ткани из растительного материала, шерсти, шелка.

Качественной реакцией на соли сернистой кислоты является взаимодействие соли с сильной кислотой, при этом выделяется газ SO 2 с резким запахом:

Na 2 SO 3 + 2HCl = 2NaCl + SO 2 ↑+ H 2 O

2H + + SO 3 2- = SO 2 ↑+ H 2 O

Сернистая кислота H 2 SO 3. проявляет восстановительные свойства:

Сернистая кислота взаимодействует с раствором йода, обесцвечивая его. При этом образуются йодоводородная и серная кислоты.

H 2 SO 3 + I 2 + H 2 O = H 2 SO 4 + 2НI

Водные растворы сульфитов щелочных металлов окисляются на воздухе:

2SO 3 2- + O 2 = 2SO 4 2-

3. Взаимодействие со щелочами

Ba(OH) 2 + SO 2 → BaSO 3 ↓ (сульфит бария) + H 2 O

Ba(OH) 2 + 2SO 2 (избыток) = Ba(HSO 3 ) 2 (гидросульфит бария)

4. Взаимодействие с основными оксидами

SO 2 + CaO = CaSO 3

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ

Задание №1. Закончите уравнения химических реакций, составьте электронный баланс, укажите процессы окисления и восстановления, окислитель и восстановитель:

Задание №2. Осуществите превращения по схемам:

1) S → H 2 S → SO 2 → Na 2 SO 3 → BaSO 3 → SO 2

2) SO 2 + Br 2 , H 2 O →А → Na 2 SO 4 → BaSO 4

3) FeS 2 → SO 2 ­→Na 2 SO 3 +HCl → A + O 2 → B → H 2 SO 4

4) SO 2 +KMnO 4 , H 2 O → A + BaCl 2 → B

5) SO 2 → S → K 2 S → H 2 S → PbS → SO 2

6) H 2 SO 3 +I 2 → A +Cu → B +NaOH → C

7) K 2 SO 3 → SO 2 → MgSO 3 → SO 2 → KHSO 3 → SO 2

Уравнения реакций ионного обмена напишите в полном и кратком ионном виде.

Оксид серы (IV) и сернистая кислота

Оксид серы (IV), или сернистый газ, при обычных условиях бесцветный газ с резким удушливым запахом. При охлаждении до -10°С сжижается в бесцветную жидкость.

Получение

1. В лабораторных условиях оксид серы (IV) получают из солей сернистой кислоты действием на них сильными кислотами:

2. Также сернистый газ образуется при взаимодействии концент­рированной серной кислоты при нагревании с малоактивными металлами:

3. Оксид серы (IV) образуется также при сжигании серы в воздухе или кислороде:

4. В промышленных условиях SO₂ получают при обжиге пирита FeS₂ или сернистых руд цветных металлов (цинковой обманки ZnS, свинцового блеска PbS и др.):

Структурная формула молекулы SO₂:

В образовании связей в молекуле SO₂ принимают участие че­тыре электрона серы и четыре электрона от двух атомов кислоро­да. Взаимное отталкивание связывающих электронных пар и не­поделенной электронной пары серы придает молекуле угловую форму.

1. Оксид серы (IV) проявляет все свойства кислотных оксидов:

— взаимодействие с водой,

— взаимодействие с щелочами,

— взаимодействие с основными оксидами.

2. Для оксида серы (IV) характерны восстановительные свойства:

S +4 O₂+O 0 ₂«2S +6 O -2 ₃ (в присутствии катализатора, при нагревании)

Но в присутствии сильных восстановителей SO₂ ведет себя как окислитель:

Окислительно-восстановительная двойственность оксида серы (IV) объясняется тем, что сера имеет в нем степень окисления +4, и поэтому она может, отдавая 2 электрона, окисляться до S +6 , а принимая 4 электрона, восстанавливаться до S°. Проявление этих или других свойств зависит от природы реагирующего ком­понента.

Оксид серы (IV) хорошо растворим в воде (в 1 объеме при 20°С растворяется 40 объемов SO₂). При этом образуется существую­щая только в водном растворе сернистая кислота:

Реакция обратимая. В водном растворе оксид серы (IV) и сер­нистая кислота находятся в химическом равновесии, которое можно смещать. При связывании H₂SO₃ (нейтрализация кисло-

ты) реакция протекает в сторону образования сернистой кислоты; при удалении SO₂ (продувание через раствор азота или нагрева­ние) реакция протекает в сторону исходных веществ. В растворе сернистой кислоты всегда имеется оксид серы (IV), который при­дает ему резкий запах.

Сернистая кислота обладает всеми свойствами кислот. В рас­творе диссоциирует ступенчато:

Термически неустойчива, летуча. Сернистая кислота, как двухосновная, образует два типа солей:

— кислые — гидросульфиты (NaHSO₃).

Сульфиты образуются при полной нейтрализации кислоты щелочью:

Гидросульфиты получаются при недостатке щелочи:

Сернистая кислота и ее соли обладают как окислительными, так и восстановительными свойствами, что определяется приро­дой партнера по реакции.

1. Так, под действием кислорода сульфиты окисляются до суль­фатов :

Еще легче протекает окисление сернистой кислоты бромом и перманганатом калия:

2. В присутствии же более энергичных восстановителей сульфиты проявляют окислительные свойства:

Из солей сернистой кислоты растворяются почти все гидро­сульфиты и сульфиты щелочных металлов.

3. Поскольку H₂SO₃ является слабой кислотой, при действии кис­лот на сульфиты и гидросульфиты происходит выделение SO₂. Этот метод обычно используют при получении SO₂в лаборатор­ных условиях:

4. Растворимые в воде сульфиты легко подвергаются гидролизу, вследствие чего в растворе увеличивается концентрация OH — -ионов:

Применение

Оксид серы (IV) и сернистая кислота обесцвечивают многие красители, образуя с ними бесцветные соединения. Последние могут снова разлагаться при нагревании или на свету, в результа­те чего окраска восстанавливается. Следовательно, белящее дей­ствие SO₂ и H₂SO₃ отличается от белящего действия хлора. Обычно рксидом серы (IV) белят шерсть, шелк и солому.

Оксид серы (IV) убивает многие микроорганизмы. Поэтому для уничтожения плесневых грибков им окуривают сырые подва­лы, погреба, винные бочки и др. Используется также при перевоз­ке и хранении фруктов и ягод. В больших количествах оксид серы IV) применяется для получения серной кислоты.

Важное применение находит раствор гидросульфита кальция CaHSO₃ (сульфитный щелок), которым обрабатывают древесину и бумажную массу.

Дата добавления: 2016-01-03 ; просмотров: 6019 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ