Конспект урока по теме "Особенности свойств концентрированной серной кислоты"
методическая разработка по химии (11 класс) на тему

Урок

Тема: Особенности свойств концентрированной серной кислоты

Цель: сформировать  знания о специфических свойствах концентрированной серной кислоты, совершенствовать навыки написания окислительно-восстановительных реакций на примере данной кислоты.

Ход и содержание урока.

1. Оргмомент. Цели и задачи урока.
2. Контроль ранее полученных знаний.

Самостоятельная работа по теме «Неорганические кислоты»

3. Изучение нового материала.

Физические свойства серной кислоты

Чистая серная кислота или моногидрат - это бесцветная маслянистая жидкость, которая застывает в кристаллическую массу при температуре +10°С. Серная кислота, предназначенная для реакций, содержит 95 % H2SO4 и имеет плотность 1,84г/см3. 1 литр такой кислоты весит 2кг. Затвердевает кислота при температуре -20°С. Теплоте плавления 10,5кДж/моль при температуре 10,37°С.

Свойства концентрированной серной кислоты разнообразны. Например, при растворении этой кислоты в воде будет выделено большое количество теплоты (19ккал/моль) вследствие образования гидратов. Эти гидраты можно выделить из раствора при низких температурах в твердом виде.

Серная кислота - это один из самых основных продуктов в химической промышленности. Она предназначена для производства минеральных удобрений (сульфат аммония, суперфосфат), разнообразных солей и кислот, моющих и лекарственных средств, искусственных волокон, красителей, взрывчатых веществ. Также серная кислота имеет применение в металлургии (например, разложение урановых руд), для очистки нефтепродуктов, для осушки газов и так далее.

Химические свойства концентрированной серной кислоты.

Атом серы в составе кислоты имеет высшую степень окисления +6, поэтому серная кислота проявляет  сильные окислительные свойства. Эти свойства проявляются при взаимодействии с металлами, неметаллами, бинарными соединениями, органическими веществами.

Рассмотрим каждое из  свойств.

Взаимодействие концентрированной серной кислоты с металлами

 1) Алюминий, железо и хром с H2SO4 (конц) в нормальных условиях не реагируют, из-за пассивации. В горячей кислоте металлы растворяются.
 
2) С платиной и золотом H2SO4 (конц)  не реагирует вообще.

Со всеми другими металлами кислота взаимодействует, образуя различные продукты, в зависимости от активности металла.

Рассмотрим примеры реакций взаимодействия концентрированной кислоты с металлами на примере магния, цинка, железа и меди. Реакции рассмотреть с позиций ОВР.

Учащиеся поочередно решают уравнения у доски.

         0             +6                             +2                                             -2

4Mg + 5H2SO4(конц.) → 4MgSO4 + 4H2O + H2S↑

 Mg0 – 2e- → Mg+2    |  4   вост-ль, окис-тся

 S+6  + 8e- → S-2         |  1   окис-ль, восстан-тся

       0             +6                             +2                                  0

3Zn + 4H2SO4(конц.) → 3ZnSO4 + 4H2O + S↓

 Zn0 – 2e- → Zn+2       |  3   вост-ль, окис-тся

 S+6  + 6e- → S0         |  1   окис-ль, восстан-тся

       0             +6                          +3                                       +4

2Fe + 6H2SO4(конц.) → Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2↑

 2Fe0 – 6e- → 2Fe+3    |  1   вост-ль, окис-тся

 S+6  + 2e- → S+4         |  3   окис-ль, восстан-тся

    0              +6                           +2                              +4

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

 Cu0 – 2e- → Cu+2       |  1   вост-ль, окис-тся

 S+6  + 2e- → S+4         |  1   окис-ль, восстан-тся

Глубина восстановления кислоты будет зависеть от многих факторов: концентрации кислоты (90%, 80%, 60%), температуры и т.д.

Взаимодействие концентрированной серной кислоты с неметаллами

Серная кислота (конц) окисляет некоторые неметаллы (которые проявляют восстановительные свойства), как правило, до максимальной — высшей степени окисления (образуется оксид этого неметалла). Сера при этом тоже восстанавливается до SO2:

  0              +6                        +4                                         +4

C + 2H2SO4(конц.) → CO2↑ + 2H2O + 2SO2↑

 C0 – 4e- → C+4         |  1   вост-ль, окис-тся

 S+6  + 2e- → S+4     |  2   окис-ль, восстан-тся

    0              +6                                +5                                 +4

2P + 5H2SO4(конц) → 2H3PO4 + 2H2O + 5SO2↑

 P0 – 5e- → P+5          |  2   вост-ль, окис-тся

 S+6  + 2e- → S+4     |  5   окис-ль, восстан-тся

         +6                      0            +4

2H2SO4(конц.) + S → 3SO2↑ + 2H2O

 S0 – 4e- → S+4           |  1   вост-ль, окис-тся

 S+6  + 2e- → S+4     |  2   окис-ль, восстан-тся