В какой степени окисления сера проявляет только окислительные свойства

Главная&nbsp>&nbsp
Wiki-учебник&nbsp>&nbsp
Химия&nbsp>&nbsp9 класс&nbsp>&nbspХимические свойства соединений серы: оксид серы(IV) и три типа реакций

Оксид серы(IV) обладает кислотными свойствами, которые проявляются в реакциях с веществами, проявляющими основные свойства. Кислотные свойства проявляются при взаимодействии с водой. При этом образуется раствор сернистой кислоты:

SO2 + H2O=H2SO3

Степень окисления серы в сернистом газе (+4) обусловливает восстановительные и окислительные свойства сернистого газа:

вос-тель: S+4 – 2e => S+6

ок-тель: S+4 + 4e => S0

Восстановительные свойства проявляются в реакциях с сильными окислителями: кислородом, галогенами, азотной кислотой, перманганатом калия и другими. Например:

2SO2 + O2 = 2SO3

S+4 – 2e => S+6 2

O20 + 4e => 2O-2 1

С сильными восстановителями газ проявляет окислительные свойств. Например, если смешать сернистый газ и сероводород, то они взаимодействуют при обычных условиях:

2H2S + SO2 = 3S + 2H2O

S-2 – 2e => S0 2

S+4 + 4e => S0 1

Сернистая кислота существует только в растворе. Она неустойчива и разлагается на сернистый газ и воду. Сернистая кислота не относится к сильным кислотам. Она является кислотой средней силы и диссоциирует ступенчато. При добавлении к сернистой кислоте щёлочи образуются соли. Сернистая кислота даёт два ряда солей: средние – сульфиты и кислые – гидросульфиты.

Оксид серы(VI)

Триоксид серы проявляется кислотные свойства. Он бурно реагирует с водой, при этом выделяется большое количество теплоты. Эту реакцию используют для получения важнейшего продукта химической промышленности – серной кислоты.

SO3 + H2O = H2SO4

Поскольку сера в триоксиде серы имеет высшую степень окисления, то оксид серы(VI) проявляет окислительные свойства. Например, он окисляет галогениды, неметаллы с низкой электроотрицательностью:

2SO3 + C = 2SO2 + CO2

S+6 + 2e => S+4 2

C0 – 4e => C+4 2

Серная кислота вступает в реакции трёх типов: кислотно-основные, ионообменные, окислительно-восстановительные. Так же активно она взаимодействует с органическими веществами.

Кислотно-основные реакции

Серная кислота проявляет кислотные свойства в реакциях с основаниями и основными оксидами. Эти реакции лучше проводить с разбавленной серной кислотой. Поскольку серная кислота является двухосновной, то она может образовывать как средние соли (сульфаты), так и кислые (гидросульфаты).

Ионообменные реакции

Для серной кислоты характерны ионообменные реакции. При этом она взаимодействует с растворами солей, образуя осадок, слабую кислоту либо выделяя газ. Эти реакции осуществляются с большей скоростью, если брать 45%-ную или ещё более разбавленную серную кислоту. Выделение газа происходит в реакциях с солями неустойчивых кислот, распадающихся с образованием газов (угольной, сернистой, сероводородной) либо с образованием летучих кислот, таких как соляная.

Окислительно-восстановительные реакции

Наиболее ярко серная кислота проявляет свои свойства в окислительно-восстановительных реакциях, так как в её составе сера имеет высшую степень окисления +6. Окислительные свойства серной кислоты можно обнаружить в реакции, например, с медью.

В молекуле серной кислоты два элемента-окислителя: атом серы с С.О. +6 и ионы водорода H+. Медь не может быть окислена водородом в степени окисления +1, но сера может. Это является причиной окисления серной кислотой такого неактивного металла, как медь.

В разбавленных растворах серной кислоты окислителем является преимущественно ион водорода H+. В концентрированных растворах, особенно в горячих, преобладают окислительные свойства серы в степени окисления +6.

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Химические свойства кислорода и серы: реакции с металлами и неметаллами
Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspСвойства сложных веществ с содержанием азота: оксиды азота

Все неприличные комментарии будут удаляться.

Источник

2. Химические свойства соединений серы с точки зрения изменения степеней окисления

В данном разделе реакции выходят за рамки ЕГЭ, но также являются полезными.

Правило 2.1. Соединения S+4 преимущественно проявляют восстановительные свойства при взаимодействии с большинством окислителей, т.е. довольно легко окисляются до S+6 :

С такими окислителями как кислород, пероксид водорода и оксиды азота:

2SO2 + O2 → 2SO3 (t, kt = V2O5)

SO2 + H2O2 → H2SO4

С солями Fe+3 и Cu+2:

SO2 + 2FeCl3 + 2H2O → 2FeCl2 + H2SO4 + 2HCl

SO2 + 2CuCl2 + 2H2O → 2CuCl + H2SO4+ 2HCl

С растворами галогенов (кроме F2):

SO2 + Cl2 + H2O → H2SO4 + 2HCl

SO2 + Br2 + H2O → H2SO4 + 2HBr

SO2 + I2 + H2O → H2SO4 + 2HI

С раствором перманганата калия в различных средах:

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

SO2 + 2KMnO4 + 4KOH → 2K2MnO4 +K2SO4 + 2H2O

Примеры реакций окисления сульфита натрия до сульфата различными окислителями:

Na2SO3 + Cl2 + H2O → Na2SO4 + 2HCl

Na2SO3 + H2O2 → Na2SO4 + H2O

Na2SO3 + H2SO4(к) → Na2SO4 + SO2 + H2O

5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 5Na2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O

3Na2SO3 + 2KMnO4 + H2O → 2Na2SO4 + 2MnO2 + 2KOH

Na2SO3 + 2KMnO4 + 2KOH → Na2SO4 + 2K2MnO4 + H2O

3Na2SO3 + K2Cr2O7 + 4H2SO4 → 3Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 4H2O

3Na2SO3 + K2Cr2O7 + 4H2O → 3Na2SO4 + 2Cr(OH)3 + 2KOH

Только очень сильными восстановителями S+4 восстанавливается до S0:

SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O

SO2 + 2C → S + 2CO2

SO2 + 4HI → S + 2I2 + 2H2O

SO2 + 2CO → S + 2CO2 (Al2O3, 500°C)

Серная кислота (конц.)

Правило 2.2.

При взаимодействии H2SO4(к) со слабыми восстановителями (неметаллами: S, P, C, средне- и малоактивными металлами: Fe, Cu, Ag, сложными веществами: H2S, сульфидами металлов, солями Fe2+ и т.д.) образуются SO2 и H2O.
При взаимодействии H2SO4(к) с сильными восстановителями (активными металлами: Li-Zn, некоторыми сложными веществами: HI, KI) образуются H2S или S.

4Zn + 5H2SO4(конц.) → 4ZnSO4 + H2S В какой степени окисления сера проявляет только окислительные свойства + 4H2O (возможно образование SO2 и S, так как Zn — хороший восстановитель)

2Fe + 6H2SO4(конц.) → Fe2(SO4)3 + 3SO2 В какой степени окисления сера проявляет только окислительные свойства + 6H2O (только при нагревании)

Al, Cr, Fe пассивируются холодной концентрированной серной кислотой (т.е. покрываются оксидной пленкой, препятствующей дальнейшей реакции). Реакции идут только при нагревании.

C + H2SO4(конц.) → CO2 + 2SO2 В какой степени окисления сера проявляет только окислительные свойства + 2H2O (t)

S + H2SO4(конц.) → 3SO2 В какой степени окисления сера проявляет только окислительные свойства + 2H2O (t)

2P + 5H2SO4(конц.) → 2H3PO4 + 5SO2 В какой степени окисления сера проявляет только окислительные свойства + 2H2O (t)

Из галогеноводородов концентрированная серная кислота может окислить только ионы Br– и I– :

HF + H2SO4(конц.) → реакция не идет

HCl + H2SO4(конц.) → реакция не идет

2HBr + H2SO4(конц.) → Br2 + SO2 В какой степени окисления сера проявляет только окислительные свойства + 2H2O

8HI + H2SO4(конц.) → 4I2 + H2S В какой степени окисления сера проявляет только окислительные свойства + 4H2O

2CuI + 4H2SO4(конц.) → 2CuSO4 + I2 + 2SO2 В какой степени окисления сера проявляет только окислительные свойства + 4H2O

2CrCl2 + 4H2SO4(конц.) → Cr2(SO4)3 + SO2 В какой степени окисления сера проявляет только окислительные свойства + 4HCl + 2H2O

Соли меди восстанавливают кислоту до SO2, тогда как соли активных металлов до H2S:

2CuI + 4H2SO4(конц.) → 2CuSO4 + I2 + 2SO2 В какой степени окисления сера проявляет только окислительные свойства + 4H2O

8KI + 5H2SO4(конц.) → 4K2SO4 + 4I2 + H2S В какой степени окисления сера проявляет только окислительные свойства + 4H2O

Примеры реакций с солями (окисляем анион):

4H2SO4(конц., гор.) + CuS → CuSO4 + 4SO2 В какой степени окисления сера проявляет только окислительные свойства + 4H2O

Примеры реакций с солями (окисляем катион):

2H2SO4(к) + 2FeSO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 В какой степени окисления сера проявляет только окислительные свойства + 2H2O

4H2SO4 + 2CrCl2 → Cr2(SO4)3 + SO2 В какой степени окисления сера проявляет только окислительные свойства + 4HCl + 2H2O

Правило 2.3. Окисление соединений S–2 до S+6 происходит под действием следующих окислителей: H2O2, Cl2(водн.), HNO3(конц.):

H2S + Cl2 + 4H2O → H2SO4 + 8HCl

PbS + 4H2O2 → PbSO4 + 4H2O (черный сульфид свинца превращается в белый сульфат)

H2S + 8HNO3(конц.) → H2SO4 + 8NO2 В какой степени окисления сера проявляет только окислительные свойства + 4H2O (образование S будет считаться ошибкой!)

CuS + 8HNO3(конц., гор.) → CuSO4 + 8NO2 + 4H2O

Na2S + 8HNO3(конц, гор.) → Na2SO4 + 8NO2 + 4H2O

С H2SO4(к) при нагревании сероводород и сульфиды реагируют с образованием SO2, аналогично реакции кислоты с серой:

S + H2SO4(конц.) → 3SO2 В какой степени окисления сера проявляет только окислительные свойства + 2H2O (t)

H2S + 3H2SO4(конц.) → 4SO2 В какой степени окисления сера проявляет только окислительные свойства + 4H2O (t)

CuS + 4H2SO4(конц., гор.) → CuSO4 + 4SO2 В какой степени окисления сера проявляет только окислительные свойства + 4H2O

K2S + 4H2SO4(конц.) → K2SO4 + 4SO2 В какой степени окисления сера проявляет только окислительные свойства + 4H2O
В этой реакции сульфид-ион окисляется до SO2: S–2 -6e → S+4.
Часть сульфат-ионов восстанавливается также до SO2 и часть остается для образования соли K2SO4.

Без нагревания возможна реакция:

K2S + 2H2SO4 → S В какой степени окисления сера проявляет только окислительные свойства + SO2 + K2SO4 + 2H2O

Источник: лекция на youtube.com от разработчиков экзамена «Методические рекомендации по подготовке ЕГЭ по химии», время 49:52.

Правило 2.4. Сера в степени окисления -2 может быть окислена до простого вещества галогенами (Cl2, Br2, I2) или солями Fe+3, Mn+7 и Cr+6 :

1. Реакции с Cl2, Br2 и I2:

H2S + Cl2 (газ) → S + 2HCl

H2S + Br2 → S + 2HBr

H2S + I2 → S + 2HI

2. Реакции с солями Fe+3, Mn+7 и Cr+6:

3H2S + 2FeCl3 → S + 2FeCl2 + 2HCl

5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 5S + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

3H2S + 2KMnO4 → 3S + 2MnO2 + 2KOH + 2H2O

3H2S + 2KMnO4 + 2CO2 → 3S + 2MnO2 + 2KHCO3 + 2H2O

3H2S + K2Cr2O7 + 4H2SO4 → 3S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3H2S + 2K2CrO4 + 2H2O → 3S + 2Cr(OH)3 + 4KOH

3H2S + 2HMnO → 3S + 2MnO2+ 4H2O

3K2S + 2KMnO4 + 4H2O → 3S + 2MnO2 + 8KOH

3H2S + Na2Cr2O7 + 4H2SO4 → 3S + Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + 7H2O

3Na2S + K2Cr2O7 + 7H2SO4 → 3S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 3Na2SO4 + 7H2O

3(NH4)2S + K2Cr2O7 + 7H2SO4 → 3S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 3(NH4)2SO4 + 7H2O.

Согласно разработчикам экзамена (Вебинар «Методические рекомендации по подготовке к ЕГЭ по химии от разработчиков«, время 33:41, ссылка естьв разделе «О проекте»), окисление сульфид-ионов протекает с образованием S0, но образование сульфат-иона (в реакциях с такими сильными окислителями, как KMnO4, K2Cr2O7) также будет засчитано как правильный ответ.

Источник

Сера

Элемент сера 16S, как и кислород 8О, находится в главной подгруппе VI группы периодической системы элементов. Однако химия серы существенно отличается от химии кислорода. Это обусловлено следующими причинами:

1. В отличие от кислорода сера проявляет и окислительные, и восстановительные свойства.

2. В отличие от кислорода, имеющего постоянную валентность II и степень окисления в соединениях -2, сера — элемент с переменной валентностью и с переменной степенью окисления.

Характеристика элемента

16S1s22s22p63s23p4

Аr = 32,066

ЭО — 2,5

Изотопы: 32S (95,084 %); 34S (4,16 %); 33S и 36S (

Кларк в земной коре 0,05 % по массе. Формы нахождения:

1) самородная сера (свободная S);

2) S2- (H2S и сульфиды металлов);

3) S+6 (сульфаты Ва и Са);

4) в составе белков, витаминов.

Сера — типичный неметалл, р-элемент. Устойчивые С.О. в соединениях -2, +4, +6.

Отличительное свойство — способность образовывать прочные гомоатомные связи-S-S-S- что приводит к существованию линейных и циклических цепей.

Важнейшие S-содержащие вещества

S-2	S0	S+4	S+6
восстановители	окислительно — восстановительная двойственность		окислители
H2S сероводород CS2 — сероуглерод	S, свободная сера, большое число аллотропов	SO2 сернистый ангидрид H2SO3 сернистая кислота Mex(SO3)y сульфиты	SO3 серный ангидрид H2SO4 серная кислота Mex(SO4)y сульфаты

Свободная сера

Аллотропные модификации серы: ромбическая — S8. Твердое кристаллическое вещество ли монно-желтого цвета; нерастворимо в воде, хорошо растворимо в сероуглероде, ацетоне, бензоле.

Моноклинная — S8. Существует при температуре около 950С. Отличается от ромбической взаимной ориентацией октаэдров в кристаллической решетке.

Пластическая. Длинные зигзагообразные цепи.

Получение серы

1. Извлечение самородной серы из ее месторождений

2. Переработка природных газов, содержащих H2S (окисление при недостатке О2).

3. В лаборатории серу получают взаимодействием SО2 и H2S в водном растворе:

SО2 + 2H2S = 3S↓ + 2H2О

Химические свойства серы

При обычной температуре твердофазная сера малореакционноспособна. Однако при нагревании, и особенно в расплавленном состоянии, сера ведет себя как очень химически активное вещество

Сера — окислитель:

S + 2e- = S2-

Для завершения октета на внешнем слое атомы серы принимают недостающие 2 электрона и в состоянии S2- образуют ионные и ковалентные связи с водородом, металлами и некоторыми неметаллами.

1) Сера непосредственно соединяется с большинством Me (кроме Pt, Au), образуя сульфиды. С некоторыми Me реакция протекает при обычной температуре, например:

S + Сu = CuS

S + 2Ag = Ag2S

S + Hg = HgS

С железом и многими другими Me сера реагирует при нагревании:

S + Fe = FeS

S + Н2 = H2S сероводород

2S + С = CS2 сероуглерод

3S + 2Р = P2S3 сульфид фосфора (III)

Сера — восстановитель:

S — 4e- = S+4; S — 6e- = S+6

В соединениях с более ЭО элементами атомы серы находятся в положительно заряженном состоянии.

Непосредственно сера не взаимодействует с азотом и йодом.

Практически важными являются реакции соединения серы с кислородом. При обычных условиях сера горит на воздухе, окисляясь кислородом до диоксида серы:

S + O2 = SO2

Высший оксид SO3 образуется при окислении серы или SO2 кислородом в присутствии катализаторов:

2S + 3O2 = 2SO3 триоксид серы (оксид серы (VI)).

Сера непосредственно соединяется с фтором (при обычной температуре) и с хлором (расплавленная сера):

S + 3F2 = SF6 гексафторид серы

2S + Cl2 = S2CI2 дитиодихлорид серы

S2Cl2 + Cl2 = 2SCI2 дихлорид серы

Сильные окислители (HNO3, H2SO4 конц., К2Сr2O7 и др.) окисляют свободную серу до SO2 или H2SO4:

S + 2HNO3(разб.) = H2SO4 + 2NO↑

S + 6HNO3(конц.) = H2SO4 + 6NO2↑ + 2Н2O

S + 2H2SO4(конц.) = 3SO2↑ + 2Н2O

S + К2Сr2O7 = Сr2O3 + K2SO4

Диспропорционирование серы в растворах щелочей

3S+ 6NaOH = 2Na2S + Na2SO3 + 3Н2O

Источник

В какой степени окисления сера проявляет только окислительные свойства

Строение атома и свойства серы

Сера — элемент шестой группы третьего периода периодической системы Менделеева. Поэтому строение атома серы изображается так:

Строение атома серы указывает на то, что это неметалл, т. е. атом серы способен и к приёму электронов и к отдаче электронов:

Задание 15.1. Составить формулы соединений серы, содержащие атомы серы с данными степенями окисления.

Простое вещество «сера» — твёрдый хрупкий минерал жёлтого цвета, нерастворимый в воде. В природе встречается как самородная сера, так и её соединения: сульфиды, сульфаты. Сера как активный неметалл легко реагирует с водородом, кислородом, почти со всеми металлами и неметаллами:

Задание 15.2. Назовите полученные соединения. Определите, какие свойства (окислителя или восстановителя) проявляет сера в этих реакциях.

Как типичный неметалл простое вещество сера может быть и окислителем, и восстановителем:

Иногда эти свойства проявляются в одной реакции:

Поскольку атом-окислитель и атом-восстановитель одинаковые, их можно «сложить», т. е. на оба процесса нужно три атома серы.

Задание 15.3. Расставьте остальные коэффициенты в этом уравнении.

Сера может реагировать с кислотами — сильными окислителями:

Таким образом, являясь активным неметаллом, сера образует множество соединений. Рассмотрим свойства сероводорода, оксидов серы и их производных.

Сероводород

H2S — сероводород, сильно ядовитый газ с противным запахом тухлых яиц. Правильнее сказать, белки яиц при гниении разлагаются, выделяя сероводород.

Задание 15.4. Исходя из степени окисления атома серы в сероводороде, предcкажите, какие свойства будет проявлять этот атом в окислительно-восстановительных реакциях.

Поскольку сероводород — восстановитель (атом серы имеет низшую степень окисления), он легко окисляется. Кислород воздуха окисляет сероводород даже при комнатной температуре:

Сероводород горит:

Сероводород немного растворим в воде, причём его раствор проявляет свойства очень слабой кислоты (сероводородной H2S). Она образует соли сульфиды:

Вопрос. Как, имея сульфид, получить сероводород?

Сероводород в лабораториях получают, действуя на сульфиды более сильными (чем H2S) кислотами, например:

Сернистый газ и сернистая кислота

SO2— сернистый газ с резким удушливым запахом. Ядовит. Растворяется в воде, образуя сернистую кислоту:

Эта кислота средней силы, но очень неустойчива, существует только в растворах. Поэтому при действии на её соли — сульфиты — другими кислотами можно получить сернистый газ:

При кипячении полученного раствора эта кислота разлагается полностью.

Задание 15.5. Определите степень окисления серы в сернистом газе, сернистой кислоте, сульфите натрия.

Поскольку степень окисления +4 для серы является промежуточной, все перечисленные соединения могут быть и окислителями и восстановителями:

Например:

Задание 15.6. Расставьте коэффициенты в этих схемах методом электронного баланса. Укажите, какие свойства проявляет атом серы со степенью окисления +4 в каждой из реакций.

Восстановительные свойства сернистого газа применяются на практике. Так, при восстановлении теряют цвет некоторые органические соединения, поэтому оксид серы IV и сульфиты применяют при отбеливании. Сульфит натрия, растворённый в воде, замедляет коррозию труб, так как легко поглощает кислород из воды, а именно кислород является «виновником» коррозии:

Окисляясь в присутствии катализатора, сернистый газ превращается в серный ангидрид SO3:

Серный ангидрид и серная кислота

Серный ангидрид SO3 — бесцветная жидкость, бурно реагирующая с водой:

Серная кислота H2SO4 — сильная кислота, которая в концентрированном виде активно поглощает влагу из воздуха (это свойство применяется при осушении различных газов) и из некоторых сложных веществ:

Кроме того, концентрированная серная кислота, являясь сильным окислителем, окисляет углерод:

Поэтому, попадая на кожу, концентрированная серная кислота вызывает тяжёлые ожоги, а попадая на ткани, бумагу и другие вещества, обугливает их.

Являясь окислителем (+6 — высшая степень окисления для серы!), концентрированная серная кислота реагирует почти со всеми металлами (кроме железа и благородных металлов) без выделения водорода:

Задание 15.7. Уравняйте эти схемы методом электронного баланса. Укажите, какой атом является окислителем в каждом случае.

Но разбавленная серная кислота и её соли — сульфаты — окислительных свойств (за счёт атома серы) практически не проявляют:

Задание 15.8. Определите, какой атом является окислителем в данной реакции.

Растворы серной кислоты проявляют все свойства сильных кислот.

Задание 15.9. Составьте уравнения реакций, отражающие эти свойства. (При затруднении см. урок 2.2.)

Качественной реакцией на SO42– является образование белого осадка BaSO4, нерастворимого в кислотах:

Серная кислота имеет разнообразное применение: её используют при получении стиральных порошков, лекарств, красителей, удобрений и других необходимых веществ.

Выводы

Изложенное выше можно отразить в шутливом стишке: «Сера, сера, буква S, 32 атомный вес, сера в воздухе горит, образует ангидрид (какой кислоты?), ангидрид плюс вода — получилась кислота (какая?)».

Источник

Обобщение и систематизация знаний об окислительно-восстановительных свойствах соединений серы.

(9 класс)

Хабибуллина А.Б. учитель химии МАОУ «Лицей №131» г.Казани

Цель урока: 1) Обобщить знания учащихся об окислительно-восстановительных соединений серы.

2) Развить умение практически применять знания об окислительно-восстановительных реакциях при написании незнакомых уравнений, при решении задач, при анализе результатов эксперимента.

3) Развитие аналитического мышления учащихся.

Тип урока: Обобщение и систематизация знаний, контроль

Вид урока: Урок-беседа

Метод: репродуктивный, частично-поисковый.

Оборудование: сульфид натрия, серная кислота (концентрированная), иодид калия, сульфит натрия, штативы с пробирками для 4-х групп.

Ход урока

Вначале урока для актуализации знаний учащихся загадываю учащимся загадку:

Два антипода парою ходят.

Первый теряет – второй находит,

Ролью меняясь при этом порой.

Кто из них первый? И кто второй?

— О чем речь в этой загадке? Об окислителе и восстановителе

Правильно. Теперь давайте запишем тему нашего урока.

Далее следует фронтальный опрос по теме по вопросам:

Какие реакции называются окислительно-восстановительными?
Какие вещества являются окислителями, восстановителями?
Как меняется степень окисление окислителя, восстановителя?

Теперь поговорим о соединениях серы:

1. Какие степени окисления проявляет сера? -2, 0 , +4, +6

На доске и в тетрадях составляем схему и заполняем ее по мере ответов учащихся на следующие вопросы учителя:

-2 0 +4 +6

H2S S SO2, H2SO3 SO3, H2SO4

Сульфиды сульфиты сульфаты

2. В каких соединениях сера проявляет степень окисления –2?

Сероводород, сульфиды и гидросульфиды металлов.

3. В каких соединениях сера проявляет степень окисления 0?

Сера элементарная: ромбическая и пластическая.

4. В каких соединениях сера проявляет степень окисления +4?

Сернистый газ, сернистая кислота, сульфиты и гидросульфиты.

5. В каких соединениях сера проявляет степень окисления +6?

Оксид серы (6), серная кислота, сульфаты и гидросульфаты.

6. Какую роль в окислительно-восстановительных реакциях играют перечисленные соединения серы? По мере того как вы отвечаете на этот вопрос, мы покажем ваши ответы на нашей схеме стрелками. ( — окислители,

— восстановители).

Соединения серы со степенью окисления –2 в реакциях могут выступать

только в качестве восстановителей, так как сера в этом случае может только

повышать свою степень окисления. Элементарная сера может в реакциях быть и окислителем, и восстановителем в зависимости от того, с каким веществом она вступает в реакцию. Соединения серы со степенью +4 также могут выступать и как окислители, и как восстановители. Соединения серы в степени +6 в реакциях могут быть только окислителями, так как это высшая степень окисления соединения серы.

Уточните, пожалуйста, какое именно соединение серы +6 проявляет высокую окислительную способность?

Концентрированная серная кислота.

Следующий этап урока – экспериментальная задача. Давайте вспомним основные правила техники безопасности, которые мы должны выполнять при работе с соединениями серы.

Ничего не пробовать на вкус
Изучать запах газа только направляя поток газа ладонью к носу
Очень осторожно работать с серной кислотой
Не приливать воду в концентрированную серную кислоту

Всего у нас 4 экспериментальных задачи, для выполнения которых вы разделитесь на 4 группы:

Группа 1

Поместите в пробирку несколько кристалликов сульфида натрия и прилейте 1-2 мл концентрированной серной кислоты.
Исследуйте содержимое пробирки на запах (осторожно!) и закройте пробирку пробкой.
Напишите возможные уравнения реакций, составьте для них электронный баланс, если это необходимо.
Ответьте письменно на вопросы: — какие вещества образовались в пробирке?

какие газы выделились в результате реакции?

Через некоторое время (2-3 минуты) откройте пробку и еще раз исследуйте на запах. Изменился ли запах? Почему? Напишите возможное уравнение реакции.

Поместите в пробирку немного порошка серы и прилейте 1-2 мл концентрированной серной кислоты.
Исследуйте содержимое пробирки (осторожно!). Закройте пробирку пробкой.
Опишите наблюдаемые явления.
Напишите уравнение реакции. Составьте электронный баланс.

3. Группа 3

Поместите в пробирку немного сульфита натрия и добавьте концентрированную серную кислоту.
Исследуйте содержимое пробирки (осторожно!). и закройте пробирку пробкой.
Опишите наблюдаемые явления.
Напишите уравнение реакции.

Группа 4

Налейте в пробирку 1-2 мл концентрированной серной кислоты и поместите туда алюминиевую стружку.
Опишите наблюдаемые явления.
В эту же пробирку, не вынимая алюминиевой стружки, поместите небольшую навеску порошка магния. (Осторожно!).
Проанализируйте выделяющийся газ на запах, на горение. Закройте пробирку пробкой, но не плотно, чтобы газ имел возможность выходить из пробирки.
Запишите возможные уравнения реакций. Составьте электронный баланс.
После того как закончится реакция с магнием, еще раз внимательно посмотрите на

алюминиевую стружку. Что произошло? Почему? Напишите уравнение реакции.

После того как закончится реакция с магнием, еще раз внимательно посмотрите на

алюминиевую стружку. Что произошло? Почему? Напишите уравнение реакции.

После выполнения задания один представитель от группы должен на доске написать уравнение реакции, если необходимо составить электронный баланс

И объяснить реакцию либо с точки зрения генетической схемы, либо с точки зрения окисления-восстановления. Все члены группы должны принимать участие при ответе на поставленные вопросы и желательно проанализировать, какие побочные реакции могли пройти в вашей пробирке.

1 группа

В самом начале реакции из пробирки очень отчетливо чувствовался запах

тухлых яиц. Это свидетельствует о выделении сероводорода. Значит сначала

прошла реакция обмена:

Na2S + H2SO4= Na2SO4 + H2S

Однако через некоторое время в пробирке начал выделяться ярко желтый осадок и запах газа стал другим – запахом жженой серы. Это говорит о том, что в пробирке начался окислительно-восстановительный процесс с образованием элементарной серы:

3Na2S + 4H2SO4= 3Na2SO4 + 4S + 4H2O

В этом случае сульфид-ион выступил в роли восстановителя, а S+6 в качестве окислителя:

S-2 – 2e = S0 х3

S+6 + 6e = S0

С помощью баланса расставим коэффициенты в уравнении реакции.

Однако процесс восстановления мог пойти дальше до образования сернистого газа и поэтому в пробирке можно ожидать еще такую реакцию:

S + 2H2SO4 = 3SO2 + 2H2O.

Для которой электронный баланс выглядит следующим образом:

S0-4e = S+4

S+6 +2e = S+4 х2

2 группа

Сразу же от начала реакции мы наблюдали темно-коричневое окрашивание в пробирке и отчетливый запах сернистого газа. Это выделился осадок йода. Прошла окислительно-восстановительная реакция, где восстановителем явился иодид-ион, а окислителем – концентрированная серная кислота:

2KI + 2H2SO4 = K2SO4 + SO2 +I2 + 2H2O

I-1 –1e = I0 х2

S+6 +2e = S+4

3группа

Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + H2O

В пробирке выделился газ с запахом жженой серы. Это оксид серы (4).

Прошла реакция обмена, так как образовался газ. В этом случае никаких

других реакций с точки зрения окисления-восстановления пройти не могло.

4 группа

Сначала никаких явлений не наблюдалось. Это связано с тем, что алюминий пассивируется концентрированной холодной серной кислотой и реакция не идет. При добавлении порошка магния реакция прошла очень бурно с выделением газа с запахом жженой серы. Однако при поджигании газ сгорел с характерным хлопком. Это говорит о том, что выделился водород. Мы думаем, что в этой пробирке одновременно прошли две окислительно-восстановительные реакции: с образованием водорода:

Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2,

где окислителем выступили ионы водорода:

2H+ +2e = H02

Mg0- 2e = Mg+2

и с образованием сернистого газа, где окислитель – концентрированная серная кислота:

Mg +2 H2SO4 = MgSO4 +2 H2О + SO2

Mg0- 2e = Mg+2

S+6 +2e = S+4

После того как закончилась реакция с магнием, мы заметили, что алюминиевая стружка начала растворяться в избытке серной кислоты. Это произошло потому, что реакция с магнием – экзотермическая. В результате нее содержимое пробирки нагрелось и алюминий вступил в реакцию с горячей концентрированной серной кислотой:

2Al + 6H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3SO2 +6H2O

S+6 +2e = S+4 х3

Al0-3e = Al+3 х2

Следующий этап нашей работы: написание различных незнакомых для нас уравнений окислительно-восстановительных реакций по тектам количественных и качественных задач. При этом мы не будем решать сами задачи, а лишь попробуем к ним написать уравнения реакций.

При пропускании сероводорода через бромную воду окраска, присущая брому, исчезает. Составьте уравнение этой реакции.

H2S + Br2 = 2HBr + S

При растворении в 50 мл 25%-ного раствора гидроксида натрия (плотность 1,28 г/см3) всего оксида серы (4), образованного при сжигании 8,96 л сероводорода, получают раствор соли. Какого состава образуется соль и какова массовая доля ее в растворе?

2H2S + 3O2 = 2H2O+ 2SO2

SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O

SO2 + NaOH = NaHSO3

Сероводород можно получить действием кислоты на сульфид кальция, который, в свою очередь, получается при прокаливании сульфата кальция с углем. Составьте уравнение этих реакций и найдите, сколько г сульфида требуется для образования 1 моль сероводорода?

CaS + 2HCl = CaCl2 + H2S

CaSO4 + C = CaS + CO2

Вычислите объемные доли газов в смеси, образовавшейся при действии горячей концентрированной серной кислоты на хлорид серы S2Cl2.

S2Cl2 +3 H2SO4 = 5SO2 + 2HCl + 2H2O

Оксид серы (4) растворили в воде. К полученному раствору прилили бромную воду до начала появления окраски брома, а затем избыток раствора хлорида бария. Отфильтрованный и высушенный осадок имеет массу 1,165 г. Какой объем оксида серы (4) был растворен в воде?

H2O + SO2 = H2SO3

H2O + H2SO3 + Br2 = H2SO4 + 2HBr

H2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2HCl

Какой объем оксида серы (4) выделится при нагревании 100 мл 98%-ного раствора серной кислоты (плотность 1,84 г/мл) с избытком железа.

2Fe + 6H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

В результате взаимодействия сероводорода с оксидом серы (4) образовалось 100 г серы. Какой объем сероводорода вступил в реакцию?

2H2S + SO2 = 3S + 2H2O

Сегодня мы с вами очень обстоятельно поговорили об окислительно-восстановительных свойствах серы. Мы так подробно остановились именно на соединениях серы потому, что те основные алгоритмические процедуры, которые мы с вами отрабатывали для написания различных реакций, одинаковы и будут нами использованы и при изучении других групп химических элементов. Теперь в заключение вы выполните небольшую тестовую работу по вариантам с тем, чтобы я смогла оценить, насколько успешно вы овладели этими знаниями.

Вариант 1

В каком из перечисленных соединений степень окисления серы равна +6

а)SO2 б) H2SO3 в) H2SO4 г)Al2S3 д) правильного ответа нет

Какая из представленных схем отражает восстановительные свойства сероводорода?

А) S0 S-2 б) S+4 S0 в)S-2 S+4 г)S+4 S+6 д) правильного ответа нет

Какие из перечисленных соединений серы могут быть в реакциях окислителями?

А)сернистый газ Б)сероводород В)сульфид натрия Г)сера Д)сульфат кальция

Чем является сера в реакции: S + 2HI = H2S + I2

А)окислителем б)восстановителем в)и окислителем, и восстановителем

г)сера не участвует в окислительно-восстановительном процессе

д)реакция вообще не является окислительно-восстановительной

Какой из перечисленных металлов не реагирует с концентрированной серной кислотой?

А)медь б)цинк в)кальций г)железо д)правильного ответа нет

1. В каком из перечисленных соединений степень окисления серы равна +4 ?
а)CaSO4 б ) SCI2 в)Li2SO3 г) CS2 д) правильного ответа нет

2. Какая из перечисленных схем отражает окислительные свойства серной кислоты?

А) S0 ——S-2 б) S+4 ——S0 в)S-2 —- S+4 г)S+6 —S+4 д)правильного ответа нет

3. Какие из перечисленных соединений серы могут быть в реакциях восстановителями?

А)сернистый газ Б)сероводород В)сульфид натрия Г)сера Д)сульфат кальция

4. Чем является соединение серы в реакции: H2SO4 + Zn = ZnSO4 + H2

А)окислителем б)восстановителем в)и окислителем, и восстановителем

г)сера не участвует в окислительно-восстановительном процессе

д)реакция вообще не является окислительно-восстановительной

Какое из перечисленных веществ не реагирует с концентрированной серной кислотой:

А)ртуть б)сульфат натрия в)оксид меди (2) г)оксид цинка д)правильного ответа нет

1. В каком из перечисленных соединений степень окисления серы равна -2 ?
а)CaSO4 б ) SCI2 в)Li2SO3 г) CS2 д) правильного ответа нет

2. Какая из перечисленных схем отражает окислительные свойства серы?

А) S0 —- S-2 б) S+4 —-Sо в)S-2 — S+4 г)S+6 ——S+4 д)правильного ответа нет

3. Какие из перечисленных соединений серы могут быть в реакциях и восстановителями, и окислителями?

А)сернистый газ Б)сероводород В)сульфид натрия Г)сера Д)сульфат кальция

4. Чем является соединение серы в реакции: H2SO4 + Zn = ZnSO4 + H2O + SO2

А)окислителем б)восстановителем в)и окислителем, и восстановителем

г)сера не участвует в окислительно-восстановительном процессе

д)реакция вообще не является окислительно-восстановительной

Какое из перечисленных веществ не реагирует с разбавленной серной кислотой:

А)ртуть б)сульфит натрия в)оксид меди (2) г)оксид цинка д)правильного ответа нет

1. В каком из перечисленных соединений степень окисления серы равна +2 ?
а)CaSO4 б ) SCI2 в)Li2SO3 г) CS2 д) правильного ответа нет

2. Какая из перечисленных схем отражает окислительные свойства сернистого газа?

А) S0 —-S-2 б) S+4 —-S0 в)S-2 — S+4 г)S+6 ——S+4 д)правильного ответа нет

3. Какие из перечисленных соединений серы не проявляют ни при каких условиях восстановительных свойств:

А)сернистый газ Б)сероводород В)сульфид натрия Г)сера Д)сульфат кальция

4. Чем является соединение серы в реакции: SO3 + PH3 = SO2 + H3PO4

А)окислителем б)восстановителем в)и окислителем, и восстановителем

г)сера не участвует в окислительно-восстановительном процессе

д)реакция вообще не является окислительно-восстановительной

5.Какое из перечисленных веществ не реагирует с разбавленной серной кислотой:

А)железо б)сульфид натрия в)оксид меди (2) г)гидроксид цинка д)правильного ответа нет

Задание на дом: Постарайтесь найти книгу Ж. Верна «Таинственный остров капитана Немо». Там в главе 17 «Серная кислота» вы найдете описание тех работ, которые проделали колонисты для того, чтобы из имеющихся природных ресурсов добыть серную кислоту. Прочтите внимательно и постарайтесь написать уравнения тех химических реакций, о которых шла речь в этой главе.

Источник