Урок химии по теме "Серная кислота"

• рассмотреть строение молекулы серной кислоты;
• рассмотреть физические свойства серной кислоты;
• изучить стадии получения кислоты на производстве;
• изучить химические свойства разбавленной и концентрированной серной кислоты.

• Таблица Менделеева,
• пробирки, штатив для пробирок, таблица "Применение серной кислоты", резиновая пробка с газоотводной трубкой.

Молекула серной кислоты содержит серу, степень окисления которой + 6, наивысшая, поэтому серная кислота проявляет окислительные свойства.

Серная кислота - бесцветная маслянистая жидкость, почти в 2 раза тяжелее воды (p = 1.84 г/см³), при растворении в воде выделяется много теплоты, поэтому всегда нужно помнить о правиле разбавления серной кислоты: нужно лить кислоту в воду, а не наоборот!!! Концентрированная кислота вызывает ожоги, разъедает ткани. В России в XVII веке серную кислоту называли "купоросным маслом" или "купоросным спиртом"

Серная кислота как все кислоты способна реагировать :

А) раствор серной кислоты изменяет окраску индикатора, лакмус становится красным.

Б) с основными оксидами:

CuO + H₂SO₄ -> CuSO₄ + H₂O

В) с основаниями:

2KOH + H₂SO₄ -> K₂SO₄ + H₂O (если щелочь в избытке)

KOH + H₂SO₄ -> KHSO₄ + H₂O (если кислота в избытке)

Г) с солями:

CaCO₃ + H₂SO₄ -> CaSO₄ + CO₂^ + H₂O

Все эти реакции проходят без изменения степени окисления элементов, к реакциям , протекающим с изменением степеней окисления относятся реакции взаимодействия серной кислоты с металлами.

Д) взаимодействие разбавленной серной кислоты с металлами:

Zn + H₂SO₄ -> ZnSO₄ + H₂^

Металлы, стоящие в ряду напряжений правее водорода, не способны восстанавливать ионы водорода, с кислотой не реагируют.

Е) взаимодействие концентрированной серной кислоты с металлами:

Концентрированная серная кислота является окислителем за счет высокоокисленных атомных частиц серы. В результате реакции образуется, как правило, смесь продуктов. Однако уравнение реакции записывают с указанием преобладающего продукта, образование которого зависит от реакционной способности металла. Продуктами восстановления кислоты обычно являются: оксид серы (IV), сероводород, сера. Сероводород и сера обычно образуются при реакциях с активными металлами - это магний, кальций, натрий, калий и др. оксид серы (IV) образуется при взаимодействии неактивными металламия6 медь, серебро и др. Золото и платина не реагируют с концентрированной серной кислотой, а алюминий, железо и хром при действии ее покрываются оксидными пленками, защищающими металл от дальнейшего взаимодействия (металлы пассивируются).

Cu⁰ + 2H⁺¹₂S⁺⁶O^-2₄ -> Cu⁺²S⁺⁶O^-2₄ + S⁺⁴O^-2₂ +

2H⁺¹₂O^-2

Cu⁰ - 2 e^- -> Cu⁺² 1- восстановитель

S⁺⁶ + 2 e^- -> S⁺⁴ 1- окислитель

4Mg⁰ + 5H⁺¹₂S⁺⁶O^-2₄ -> 4Mg⁺²S⁺⁶O^-2₄ + H⁺²₂S^-2 +

4H⁺¹₂O^-2

Mg⁰ - 2 e^- -> Mg⁺² 4 - восстановитель

S⁺⁶ + 8 e^- -> S^-2 1 - окислитель

Ж) взаимодействие с неметаллами

C + 2H₂SO₄ -> CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O

S + 2H₂SO₄ -> 3SO₂ + 2H₂O

В печи для обжига пирит
В потоке воздуха кипит,
Получится сернистый газ.
Его очистят много раз,
Потом добавят кислород,
И газовая смесь пойдет
В контактный аппарат.
Контакт? Готово, есть контакт!"
Продукт конечный поглощают
И наконец-то получают
Прекрасный чистый олеум, -
О нем твердили в школе нам.

Процесс получения кислоты на производстве отражает схема:

FeS₂ -> SO₂ -> SO₃ -> H₂SO₄

В качестве исходного сырья может использоваться не только пирит, но и самородная сера, или сероводород.

1 стадия - получение диоксида серы: пирит подвергают обжигу, обжиг проводят в специальной печи, в печь снизу подается воздух с такой скоростью, чтобы слой раздробленного пирита разрыхлялся, но частицы твердого вещества не уносились потоком воздуха и обжиговых газов, такой способ обжига называется обжигом в кипящем слое

4FeS₂ +11O₂ -> 2Fe₂O₃ + 8SO₂

2 стадия - получение триоксида серы: окисление диоксида серы до триоксида серы осуществляется контактным способом: окисление проводят при температуре 600⁰С в присутствии катализаторов (платины, оксида ванадия (V) или оксида железа (III).

3 стадия - поглощение триоксида серы:

Полученный триоксид серы поступает в поглотительную башню, стенки котрой орошаются концентрированной серной кислотой (98%), поглощение водой неэффективно: образуется "туман" из мелких капелек серной кислоты, который долго конденсируется.

Конечный продукт производства раствор SO₃ в серной кислоте, который называется олеумом. Он может быть разбавлен водой до серной кислоты нужной концентрации.

Серная кислота - важнейший продукт химической промышленности, ее используют при производстве минеральных удобрений, волокон, пластмасс, красителей, взрывчатых веществ, в металлургии при получении меди, никеля, урана, используется как осушитель газов.

III. Первичное закрепление изученного материала.

Расставить коэффициенты в уравнениях, используя метод электронного баланса:

Ag + H₂SO₄ -> Ag₂SO₄ + SO₂ + H₂O

P + H₂SO₄ -> H₃PO₄ + SO₂ + H₂O

Zn + H₂SO₄ -> ZnSO₄ + H₂S + H₂O

IV. Итоги урока.

V. ДЗ. п. 23, упр. 5, 7 (по учебнику О.С. Габриеляна)

Учитель объясняет новый материал, обучающиеся делают записи в тетради, каждая реакция сопровождается демонстрационным экспериментом.

Обучающиеся дают названия всем исходным и образовавшимся веществам.

Учитель расставляет коэффициенты методом электронного баланса, объясняя этот метод.

Обучающиеся работают у доски и в тетрадях.