Химия. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ

Уравнения важнейших реакций:

2Н ₂O ₂= 2Н ₂O + O ₂ (выше 150 °C или на кат. MnO ₂)

Н ₂O ₂(разб.) + NaOH (разб.) = NaHO ₂+ Н ₂O

Н ₂O ₂(конц.) + 2NaOH _(т)= Na ₂O ₂V + 2H ₂O (0 °C)

Н ₂O ₂(3 %) + 2H ⁺+ 2I ^-= I ₂V + 2Н ₂O

5Н ₂O ₂(30 %) + I _2(т)= 2НIO ₃+ 4Н ₂O

Н ₂O ₂(10 %) + SO ₃ ^2-= SO ₃ ^2-+ H ₂O

4Н ₂O ₂(30 %) + PbS (черн.) = 4H ₂O + PbSO ₄(бел.)V

3H ₂O ₂+ 2[Cr(OH) ₆] ^3-= 2CrO ₄ ^2-+ 8H ₂O + 2OH ^-

2Н ₂O ₂(конц.) + Са(ClO) ₂= СаCl ₂+ 2Н ₂O + 2O ₂^

5H ₂O ₂+ 6H ⁺+ 2MnO ₄ ^-= 2Mn ²⁺+ 5O ₂^ + 8Н ₂O

Получение: в лабораториивначале синтезируют пероксид бария ВаO ₂:

2ВаО + O ₂(изб.) = 2ВаO ₂ (до 500 °C),

а затем его обрабатывают серной кислотой:

ВаO ₂+ H ₂SO ₄= BaSO ₄V + Н ₂O ₂ (на холоду)

В промышленности(старый метод) – электролиз водного раствора H ₂SO ₄или (NH ₄) ₂SO ₄в специальных условиях; при этом кислота или соль не расходуются, а протекает электролиз воды с образованием на аноде Н ₂O ₂:

Современный промышленный способ (8O% мирового производства) – окисление сложного органического соединения 2-этилантрагидрохинон кислородом воздуха на холоду.

7.3.2. Сера. Сероводород. Сульфиды

Сера– элемент 3-го периода и VIA-группы Периодической системы, порядковый номер 16, относится к халькогенам.Электронная формула атома [ ₁₀Ne]3s ²3p ⁴, характерные степени окисления 0, -II, +IV и +VI, состояние S ^VIсчитается устойчивым.

Шкала степеней окисления серы:

Электроотрицательность серы равна 2,60, для нее характерны неметаллические свойства. В водородных и кислородных соединениях находится в составе различных анионов, образует кислородсодержащие кислоты и их соли, бинарные соединения.

В природе – пятнадцатыйпо химической распространенности элемент (седьмой среди неметаллов). Встречается в свободном (самородном) и связанном виде. Жизненно важный элемент для высших организмов.

СераS.Простое вещество. Желтая кристаллическая (-ромбическая и -моноклинная, 

при 95,5 °C) или аморфная (пластическая). В узлах кристаллической решетки находятся молекулы S ₈(неплоские циклы типа «корона»), аморфная сера состоит из цепей S _n. Низкоплавкое вещество, вязкость жидкости проходит через максимум при 200 °C (разрыв молекул S ₈, переплетение цепей S _n). В паре – молекулы S ₈, S ₆, S ₄, S ₂. При 1500 °C появляется одноатомная сера (в химических уравнениях для простоты любая сера изображается как S).

Сера не растворяется в воде и при обычных условиях не реагирует с ней, хорошо растворима в сероуглероде CS ₂.

Сера, особенно порошкообразная, обладает высокой активностью при нагревании. Реагирует как окислитель с металлами и неметаллами:

а как восстановитель– с фтором, кислородом и кислотами (при кипячении):

Сера подвергается дисмутации в растворах щелочей:

3S ⁰+ 6КОН (конц.) = 2K ₂S ^-II+ K ₂S ^IVO ₃+ 3H ₂O

При высокой температуре (400 °C) сера вытесняет иод из иодоводорода:

S + 2НI _(г)= I ₂+ H ₂S,

но в растворе реакция идет в обратную сторону:

I ₂+ H ₂S _(p)= 2 HI + SV

Получение: в промышленностивыплавляется из природных залежей самородной серы (с помощью водяного пара), выделяется при десульфурации продуктов газификации угля.

Сера применяется для синтеза сероуглерода, серной кислоты, сернистых (кубовых) красителей, при вулканизации каучука, как средство защиты растений от мучнистой росы, для лечения кожных заболеваний.

СероводородH ₂S.Бескислородная кислота. Бесцветный газ с удушающим запахом, тяжелее воздуха. Молекула имеет строение дважды незавершенного тетраэдра [::S(H) ₂]

(sp ³-гибридизация, валетный угол Н – S—Н далек от тетраэдрического). Неустойчив при нагревании выше 400 °C. Малорастворим в воде (2,6 л/1 л Н ₂O при 20 °C), насыщенный раствор децимолярный (0,1М, «сероводородная вода»). Очень слабая кислота в растворе, практически не диссоциирует по второй стадии до ионов S ^2-(максимальная концентрация S ^2-равна 1 10 ^-13моль/л). При стоянии на воздухе раствор мутнеет (ингибитор – сахароза). Нейтрализуется щелочами, не полностью – гидратом аммиака. Сильный восстановитель. Вступает в реакции ионного обмена. Сульфидирующий агент, осаждает из раствора разноокрашенные сульфиды с очень малой растворимостью.

Качественные реакции– осаждение сульфидов, а также неполное сгорание H ₂S с образованием желтого налета серы на внесенном в пламя холодном предмете (фарфоровый шпатель). Побочный продукт очистки нефти, природного и коксового газа.

Применяется в производстве серы, неорганических и органических серосодержащих соединений как аналитический реагент. Чрезвычайно ядовит. Уравнения важнейших реакций:

Получение: в промышленности– прямым синтезом:

Н ₂+ S = H ₂S (150–200 °C)

или при нагревании серы с парафином;

в лаборатории– вытеснением из сульфидов сильными кислотами

FeS + 2НCl (конц.) = FeCl ₂+ H ₂S^

или полным гидролизом бинарных соединений:

Al ₂S ₃+ 6Н ₂O = 2Al(ОН) ₃V + 3 H ₂S^