Вправа 307 Схарактеризуйте фізичні властивості сульфатної кислоти.
Безбарвна сиропоподібна гігроскопічна рідина без запаху, необмежено змішується з водою, tпл.=10,5°С, tкип.=83°С, густина 1,84 г/см3
Вправа 308 Якого правила слід дотримуватися під час розбавлення сульфатної кислоти водою? Обов’язково слід наливати кислоту в склянку з водою, а не навпаки
Поясніть свою відповідь. Оскільки густина концентрованих кислот більша за густину води, то у разі наливання води в склянку з концентрованою кислотою, вода збирається на поверхні і під впливом теплоти, що виділяється під час розчинення кислоти, розчин може закипіти так, що почне розбризкуватися разом з кислотою
Вправа 309 Чому чиста сульфатна кислота не проводить електричний струм, а її водні розчини проводять? Бо у водних розчинах молекули сульфатної кислоти дисоціюють на йони, тобто водний розчин сульфатної кислоти є сильним електролітом
Вправа 310 Який елемент є окисником у реакціях сульфатної кислоти:
а) розбавленої; Гідроген
б) концентрованої? Сульфур
Вправа 311 Як буде змінюватися з часом маса відкритої посудини:
а) із дуже розбавленим розчином сульфатної кислоти;
Зменшуватися за рахунок випаровування води
б) із концентрованою сульфатною кислотою?
Збільшуватися за рахунок поглинання водяної пари з повітря
Вправа 312 Схарактеризуйте застосування сульфатної кислоти. Виготовлення добрив, очищення нафтопродуктів, виготовлення пластмас і хімічних волокон, барвників, мийних засобів, вибухових речовин, ліків, видалення іржі з металевих поверхонь. Як електроліт в свинцевих акумуляторах використовують 33% розчин сульфатної кислоти
Вправа 313 Запишіть рівняння реакцій розбавленої сульфатної кислоти з основою, оснóвним оксидом, сіллю.
H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O
H2SO4 + CuO = CuSO4 + H2O
H2SO4 + Ba(NO3)2 = BaSO4 + 2HNO3
Вправа 314 З якими речовинами з наведеного переліку Fe, Fe(OH)3, SO2, C, CaO, Cu, Na2CO3 взаємодіє сульфатна кислота:
а) розбавлена;
H2SO4 + Fe = FeSO4 + H2↑
3H2SO4 + 2Fe(OH)3 = Fe2(SO4)3 + 6H2O
H2SO4 + CaO = CaSO4 + H2O
H2SO4 + Na2CO3 = Na2SO4 + H2O + CO2↑
б) концентрована?
З Fe(OH)3, CaO i Na2CO3 - концентрована H2SO4 взаємодіє як сильна кислота, рівняння реакції дивись в пункті а)
2H2SO4(конц.) + C = CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O
H2SO4 (конц.) + CaO = CaSO4 + H2O
2H2SO4 (конц.) + Сu = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
Вправа 315 З якими наведеними речовинами — мідь, купрум (ІІ) оксид, купрум (ІІ) гідроксид — концентрована сульфатна кислота реагує:
а) як окисник;
2H2SO4 (конц.) + Сu = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
H2S+6O4 (конц.) + Сu0 -> Cu+2SO4 + S+4O2↑ + H2O
Відновник Cu0 - 2e- -> Cu+2 2│2│1
Окисник S+6 + 2e- -> S+4 2│ │1
б) як сильна кислота?
H2SO4 + CuO = CuSO4 + H2O
H2SO4 + Fe(OH)2 = FeSO4 + 2H2O
Вправа 316 З якими наведеними металами — мідь, магній, срібло, залізо, цинк, ртуть — реагує сульфатна кислота:
а) розбавлена;
H2SO4 (розб.) + Mg = MgSO4 + H2↑
H2SO4 (розб.) + Fe = FeSO4 + H2↑
H2SO4 (розб.) + Zn = ZnSO4 + H2↑
б) концентрована?
2H2SO4 (конц.) + Сu = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
4H2SO4 (конц.) + 3Mg = 3MgSO4 + S↓ + 4H2O
4H2SO4 (конц.) + 3Zn = 3ZnSO4 + S↓ + 4H2O
2H2SO4 (конц.) + Hg = HgSO4 + SO2↑ + 2H2O
Вправа 317 Запишіть рівняння реакції між твердим калій хлоридом і концентрованою сульфатною кислотою.
H2SO4 (конц.) + KCl (тв.) = NaHSO4 + HCl↑
Вправа 318 Складіть рівняння реакцій, що відповідають скороченим йонно-молекулярним рівнянням:
а) Cu2+ + S2– → CuS↓
CuSO4 + Na2S = CuS↓ + Na2SO4
б) SO2 + 2OH– → SO32− + H2O
SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O
в) Pb2+ + SO42− → PbSO4↓
Pb(NO3)2 + Na2SO4 = PbSO4↓+ 2NaNO3
Вправа 319 Доберіть коефіцієнти методом електронного балансу:
а) Hg + 2H2SО4 = HgSO4 + SO2↑ + 2H2O
Hg0 + H2S+6O4 -> Hg+2SO4 + S+4O2↑ + H2O
Відновник Hg0 - 2e- -> Hg+2 2│2│1
Окисник S+6 + 2e- -> S+4 2│ │1
б) 3Zn + 4H2SO4 = 3ZnSO4 + S↓ + 4H2O
Zn0 + H2S+6O4 -> Zn+2SO4 + S0 + H2O
Відновник Zn0 - 2e- -> Zn+2 2│6│3
Окисник S+6 + 6e- -> S0 6│ │1
в) S + 2H2SO4 = 3SO2↑ + 2H2O
S0 + H2S+6O4 -> S+4O2 + H2O
Відновник S0 - 4e- -> S+4 4│4│1
Окисник S+6 + 2e- -> S+4 2│ │2
г) 8KI + 5H2SO4 = 4I2 + H2S↑ + 4K2SO4 + 4H2O
KI-1 + H2S+6O4 -> I20 + H2S-2 + K2SO4 + H2O
Відновник 2I-1 - 2e- -> I20 2│8│4
Окисник S+6 + 8e- -> S-2 8│ │1
Вправа 320 Складіть рівняння реакцій для здійснення перетворень:
а) H2S → S → CuS → SO2 → SO3 → H2SO4 → ZnSO4 → BaSO4
2H2S + O2 -> 2S + 2H2O
S + Cu = CuS
2CuS + 3O2 = 2CuO + 2SO2↑
2SO2 + O2 = 2SO3
SO3 + H2O = H2SO4
H2SO4 + Zn = ZnSO4 + H2↑
ZnSO4 + Ba(NO3)2 = BaSO4↓ + Zn(NO3)2
б) H2S → SO2 → Na2SO3 → BaSO3 → SO2 → SO3 → H2SO4 → SO2
2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O
SO2 + Na2O = Na2SO3
Na2SO3 + Ba(NO3)2 = BaSO3 + 2NaNO3
BaSO3 = BaO + SO2↑
2SO2 + O2 = 2SO3
SO3 + H2O = H2SO4
2H2SO4 + Cu = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
в) SО2 → SO32− → SО2 → SО3 → SO42−→ BaSО4
SO2 + Na2O = Na2SO3
Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + SO2↑
2SO2 + O2 = 2SO3
SO3 + H2O = H2SO4
H2SO4 + Ba(NO3)2 = BaSO4↓ + 2NaNO3
Вправа 321 Обчисліть об’єм газу (н.у.), що виділиться під час розчинення міді масою 1,28 г у концентрованій сульфатній кислоті.
Відомо: m(Cu)=1,28 г
Знайти: V(SO2)-?
Розв'язування
M(Cu)=64 г/моль
n(Cu)=m(Cu):M(Cu)=1,28 г : 64 г/моль=0,02 моль
Записуємо рівняння реакції:
Сu + 2H2SO4 (конц.) = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
За рівнянням реакції n(Cu):n(SO2)=1:1, тому
n(SO2)=n(Cu)=0,02 моль
V(SO2)=n(SO2)•VM=0,02 моль • 22,4 л/моль=0,448 л
Відповідь: 0,448 л
Вправа 322 У розчин масою 500 г із масовою часткою сульфатної кислоти 4,8% насипали порошок заліза масою 22,4 г. Обчисліть об’єм газу (н.у), що виділився.
Відомо: m(р-ну)=500 г, w(H2SO4)=4,8%, або 0,048, m(Fe)=22,4 г
Знайти: V(розчину)-?
Розв'язування
m(H2SO4)=m(р-ну)•w(H2SO4)=500 г•0,048=24 г
M(H2SO4)=98 кг/кмоль, M(Fe)=56 г/моль
n(H2SO4)=m(H2SO4):M(H2SO4)=24 г:98 г/моль=0,25 моль
n(Fe)=m(Fe):M(Fe)=22,4 г : 56 г/моль=0,4 моль
Запишемо рівняння реакції:
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
За рівнянням реакції n(Fe)/1=n(H2SO4)/1. Підставимо значення у рівність,
отримуємо нерівність 0,4/1>0,2/1, отже, залізо взято в надлишку, він реагує не повністю, тому розрахунки будемо проводити за даними H2SO4.
За рівнянням реакції n(H2SO4):n(H2)=1:1, тому
n(H2)=n(H2SO4)=0,25 моль
V(H2)=n(H2)•VM=0,25 моль•22,4 л/моль=5,6 л
Відповідь: 5,6 л
Вправа 323 Обчисліть масу сульфур (VI) оксиду, яку можна добути окисненням сульфур (IV) оксиду об’ємом 560 л (н.у.), якщо відносний вихід продукту реакції становить 85%.
Відомо: V(SO2)=560 л, η=85%
Знайти: mпракт.(SO3)-?
Розв'язування
v(SO2)=V(SO2):VM=560 л : 22,4 л/моль=25 моль
Записуємо рівняння реакції:
2SO2 + O2 -> 2SO3
За рівнянням реакції v(SO2):v(SO3)=2:2=1:1, тому
v(SO3)=v(SO2)=25 моль
M(SO3)=80 г/моль
mтеор.(SO3)=v(SO3)•M(SO3)=25 моль•80 г/моль=2000 г
mпракт.=mтеор.(SO3)•η:100%=2000 кг • 85%:100%=1700 г=1,7 кг
Відповідь: 1,7 кг