So2 химические свойства уравнения реакций

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.

SO₂ — кислотный оксид

При растворении SO₂ в воде происходит его частичное соединение с молекулами воды — об разуется слабая сернистая кислота.

Взаимодействие с основными оксидами и щелочами

SO₂ — активный восстановитель

SO₂ + СаО = CaSO₃ сульфит кальция

SO₂ + NaOH = NaHSO₃ гидросульфит натрия

Диоксид серы окисляется в газовой фазе до SO₃:

На свету легко окисляется хлором:

В водных растворах при окислении SO₂ образуется серная кислота H₂SO₄:

Обесцвечивание окрашенных окислителей (КМпO₄ и Вr₂) — качественная реакция для распознавания SO₂ (например, отличие его от СO₂, СО, СН₄ и многих других газов):

SO₂ — окислитель

Продуктом восстановления SO₂ чаще всего является свободная сера.

H₂SO₃ — сернистая кислота

В свободном состоянии не выделена. Очень непрочное соединение. Образуется при растворении SO₂ в воде. Обладает свойствами слабой кислоты.

Сульфиты и гидросульфиты

2-х основная сернистая кислота образует при взаимодействии со щелочами 2 ряда солей: нормальные (средние) — сульфиты Me_x(SO₃)_y и кислые — гидросульфиты Me(HSO₃)_x.

Сульфиты щелочных Me и аммония растворимы в воде. Сульфиты остальных Me нерастворимы в воде (или не существуют).

Гидросульфиты Me хорошо растворимы в Н₂O, некоторые из них существуют только в растворе, например, Ca(HSO₃)₂.

Гидролиз сульфитов

Водные растворы сульфитов вследствие гидролиза имеют щелочную среду (окрашивают лакмус в синий цвет).

Химические свойства сульфитов

I. Не окислительно-восстановительные реакции

1. Взаимодействие с сильными кислотами:

Оба типа солей разлагаются сильными кислотами, при этом слабая сернистая кислота вытесняется в виде SO₂ и Н₂O.

2. Термическое разложение сульфитов:

3. Нормальные сульфиты в водных растворах, содержащих избыток SO₂, превращаются в гидросульфиты

Благодаря этой реакции нерастворимые в воде сульфиты превращаются в растворимые гидросульфиты

4. Ионно-обменные реакции с другими солями, приводящие к образованию нерастворимых сульфитов:

II. Окислительно-восстановительные реакции

I. Сульфиты как восстановители.

Сульфиты, подобно SO₂, могут быть и восстановителями, и окислителями, поскольку атомы серы в анионах SO₃ находятся в промежуточной С.О. +4

В водных растворах и сульфиты, и гидросульфиты легко окисляются до сульфатов. Примеры реакций:

Даже твердые сульфиты при хранении на воздухе медленно окисляются до сульфатов:

II. Сульфиты как окислители.

Эти реакции не столь многочисленны. При нагревании сухих сульфитов с такими активными восстановителями, как С, Mg, Al, Zn, они переходят в сульфиды:

III. Диспропорционирование сухих сульфитов.

При нагревании до высоких температур сульфиты медленно превращаются в смесь сульфатов и сульфидов: