Сернистый и серная кислоты
план-конспект урока по химии (9 класс)

Тема урока: Кислородные соединения серы

Цель урока: продолжить формирование знаний учащихся о сере и её соединениях

Задачи урока: 

Образовательные

- Повторение, углубление и закрепление знаний учащихся о свойствах оксидов серы

- Изучение свойств соединения серы – сернистой и серной кислоты, их солей

Развивающие

- Практическое применение умения составлять уравнения реакций в молекулярном и ионном виде

Воспитательные

- Нравственное и эстетическое воспитание учащихся к окружающей среде.

Оборудование: ПСХЭ

Ход урока:

1. Организационный момент.

2. Проверка знаний и умений

3. Изучение нового материала

Оксид SO2 - газ с удушливым запахом; весьма ядовит. При растворении SO2 в воде образуется сернистая ки¬слота H2SO3. Это кислота средней силы. Сернистая кислота нестойка, существует только в водных растворах, при нагрева¬нии ее раствора равновесие смещается влево и выделяется оксид серы (IV).

Для оксида SO2, кислоты H2SO3 и ее солей характерна окис¬лительно-восстановительная двойственность, так как сера имеет в этих соединениях промежуточную степень окисления +4.

В окислительно-восстановительных реакциях сернистая ки¬слота обычно играет роль восстановителя и окисляется до сер¬ной кислоты:

H2S+4O3 + Сl°2 + Н2O = H2S+6O4 + 2НСl-1  

S+4 -2e=S+6                  восстановитель

Сl°2 + 2e=2Cl-1         окислитель

H2SO3 постепенно окисляется до серной кислоты даже ки¬слородом воздуха. Но, взаимодействуя с более сильным восста¬новителем, например с сероводородом, сернистая кислота ведет себя как окислитель и восстанавливается до свободной серы: H2S+4O3 + 2H2S -2= 3S°↓ + 3H2O

S-2 -2e=S0   2   восстановитель

         S+4 +4e=S0  1   окислитель

 Сернистая кислота, будучи двухосновной, образует соли двух типов: средние и кислые. В воде растворимы лишь соли щелочных металлов и гидросульфиты. Средние соли сернистой кислоты называют сульфитами (например, Na2SO3 - сульфит натрия), а кислые - гидросульфитами (NaHSO3 - гидросульфит натрия). Сульфиты - тоже активные восстановители. Сернистая кислота находит применение при консервировании фруктов овощей (сульфитация) и кормов.

Из истории:

       Первое упоминание об этом веществе встречается у арабских и европейских алхимиков Х века. Из-за масляного вида ее называли купоросным маслом и серным маслом. В 1595году алхимик Андрей Либавий установил тождественность обоих веществ. С того времени это «масло» стали называть серной кислотой, формула которой H2SO4 . Давайте дадим характеристику этой кислоты

Серная кислота

Серная кислота (H2SO4) – одно из важнейших соединений серы. Это очень прочное соединение, не разлагающееся даже при сильном нагревании.

Безводная H2SO4 представляет собой бесцветную маслянистую жидкость без запаха, при температуре ≈ 10°С переходящую в твердое состояние. Ткип. = 280°С. Плотность серной кислоты почти в два раза превышает плотность воды.

Серная кислота смешивается с водой в любых соотношениях. При растворении серной кислоты в воде выделяется большое количество тепла, поэтому ее надо постепенно и осторожно приливать в воду (а не наоборот!) и перемешивать раствор. Серная кислота разъедает кожу, бумагу, ткань. Серная кислота очень гигроскопична (хорошо поглощает влагу из окружающего воздуха).

Раствор серной кислоты менее 70% - называют разбавленной серной кислотой, а более 70% - концентрированной серной кислотой.

Структурная формула серной кислоты:

Серная кислота — сильная двухосновная кислота. В воде она диссоциирует ступенчато, образуя гидросульфат- и сульфат-ионы:

H2SO4 → Н+ + HSO4-

HSO4 - → Н+ + SO42-.

Серная кислота принимает участие во всех реакциях, характерных для кислот.

1. Разбавленная серная кислота окисляет только металлы, стоящие в ряду активности до водорода, за счет ионов Н+ например:

Zn + H2SO4 (разб.) → ZnSO4 + Н2↑,

в реакциях с основаниями, щелочами и оксидами образует сульфаты либо гидросульфаты:

2.  Реагирует с основными и амфотерными оксидами:

H2SO4 + MgO → MgSO4 + H2O

3. Взаимодействует с основаниями (реакция нейтрализации):

H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O

Если кислота взята в избытке – образуется кислая соль:

H2SO4 (изб.) + KOH → KНSO4 + H2O

4. Реагирует с солями:

3H2SO4 + Сa3(PO4)2 → 3CaSO4 + 2H3PO4

 Концентрированная серная кислота - сильный окислитель.

-  Она окисляет HI и Вг до свободных галогенов;        

  -   При нагревании окисляет все металлы, кроме Au и платиновых металлов (за исключением Pd). 

- На холоде концентрированная С. к. пассивирует многие металлы, в том числе РЬ, Cr, Ni, 

сталь, чугун.

 Разбавленная серная кислота: реагирует со всеми металлами (кроме РЬ), предшествующими водороду в ряду напряжении, например: Zn + H2SO4= ZnSO4 + Н2.

         Как сильная кислота она вытесняет более слабые кислоты из их солей, например борную кислоту:

         Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O = Na2SO4 + 4H2BO3,

 а при нагревании вытесняет более летучие кислоты, например:

         NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3.

    Серная кислота отнимает химически связанную воду от органических соединений, содержащих гидроксильные группы — ОН.

Из всех сульфатов наименьшей растворимостью обладает сульфат бария — именно поэтому его образование в виде белого осадка используют как качественную реакцию на сульфат-ион:

Ва2+ + SO42- = BaSO4 (белый осадк)

Сульфаты наиболее тяжелых металлов разлагаются до металла:

Ag2SO4 = 2Ag + SO2↑ + О2↑,

HgSO4 = Hg + SO2↑ + O2↑.

При взаимодействии концентрированной серной кислоты с различными металлами, как правило, происходит ее восстановление до SO2, например:

Zn + 2Н2S04(конц) = ZnSO4 + S02↑ + 2Н2О.

Концентрированная серная кислота окисляет медь, серебро, углерод, фосфор:

2Ag + 2H2SO4 = Ag2SO4 + SO2T + 2Н2О,

2Р + 5H2SO4 = 2Н3РО4 + 5SO2t + 2H2O.

Соли серной кислоты

Серная кислота образует два ряда солей. Кислые соли (гидросульфаты) и средние соли (сульфаты). Наибольшее практическое значение имеют средние соли. Большинство сульфатов растворимо в воде. Мало растворим сульфат кальция CaSO4, еще менее – сульфат свинца (II) PbSO4 и практически нерастворим сульфат бария BaSO4.

Применение H2SO4. 

Это интересно: природное озеро серной кислоты находится на п-ове Камчатка.

«Считается, что кратер вулкана Малый Семячик, образовался около 400 лет назад в результате мощного взрыва с последующим обрушениями. Существуют предположения, что кислотное озеро возникло сравнительно недавно в результате извержения. Сегодня Малый Семячик - одно из чудес камчатской природы, и тот, кто сумел достичь его подножия, просто обязан подняться на кромку кратера. Зрелище, которое открывается глазам, незабываемо: двухсотметровый провал кратера, дымящееся зеленое озеро, буйство красок на внутренних стенках, а в ясную ветреную погоду можно спуститься в кратер. Можно постоять на аспидно-черном пляже, любуясь изумрудным, ядовитым прибоем и смерчеподобными "джиннами", поднимающимися над поверхностью озера».

Вот такую характеристику дают экскурсоводы озеру из серной кислоты, которое является чудом Камчатки.

4. Закрепление знаний и умений:

№1. Осуществите превращения по схеме:

1) Zn -> ZnSO4 -> Zn(OH)2 -> ZnSO4 -> BaSO4

2) S -> SO2 -> SO3 -> H2SO4 -> K2SO4

№2. Закончите уравнения практически осуществимых реакций в полном и кратком ионном виде:

Na2CO3 + H2SO4 ->

Cu + H2SO4 (раствор) ->

Al(OH)3 + H2SO4 ->

MgCl2 + H2SO4 ->

№3. Запишите уравнения реакций взаимодействия разбавленной серной кислоты с магнием, гидроксидом железа (III), оксидом алюминия, нитратом бария и сульфитом калия в молекулярном, полном и кратком ионном виде.

5. Домашнее задание:

6. Подведение итогов урока и выставление оценок.