Урок по химии для 9 класса Оксид серы (VI). Серная кислота и ее соли. Окислительные свойства концентрированной серной кислоты

Технологическая карта урока № 15
Предметная область: химия
Класс: 9
Автор УМК: Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман
Тема: Оксид серы (VI). Серная кислота и ее соли.
Тип урока: комбинированный
Цель урока: сформировать представление о свойствах серного ангидрида и серной кислоты; рассмотреть способ получения серной кислоты контактным способом.
Ход урока:
Актуализация знаний:
Каковы химические свойства сернистого газа? (SO2 – кислотный оксид; при пропускании сернистого газа через фиолетовый раствор лакмуса, раствор становится красным – образовалась кислота H2SO3; сера, входящая в состав оксида серы (IV), имеет промежуточную С.О. +4 (-2, 0, +4, +6), поэтому сернистый газ проявляет свойства и окислителя и восстановителя: Окислительные свойства: SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O. Восстановительные свойства: SO2 + Cl2 + 2H2O → H2SO4 + 2HCl).
Приведите формулу сернистой кислоты. Как называются соли сернистой кислоты? Будут ли они подвергаться гидролизу? (H2SO3; соли сернистой кислоты – сульфиты; сульфиты, как соли образованные кислотным остатком слабой кислоты, будут подвергаться гидролизу).
Почему сернистый газ используют для консервации и для отбеливания? (сернистый газ обладает дезинфицирующими и отбеливающими свойствами, его используют для окуривания овощехранилищ и складов с целью уничтожения микробов, а также для консервирования плодов и фруктов. Сернистый газ широко применяют для отбеливания бумаги, соломы, шерсти, шелка).
Проверить выполнение заданий № 3, 4 (стр. 34 учебника); задачи № 2 (стр. 34 учебника).
Изучение нового материала:
Мы уже познакомились с некоторыми соединениями серы. Это сероводород – H2S; оксид серы (IV) – SO3 (сернистый ангидрид, сернистый газ); сернистая кислота (H2SO3); природными соединениями серы – сульфидами (FeS2 – серный колчедан (пирит), ZnS – цинковая обманка) и др.
Сегодня мы поговорим об оксиде серы (VI) и серной кислоте.
Оксид серы (VI) – SO3 (серный ангидрид) – бесцветная жидкость, которая при температуре ниже 17°С превращается в белую кристаллическую массу. Очень хорошо поглощает влагу (гигроскопичен). Растворяется в воде с выделением большого количества тепла.
Серный ангидрид образуется при окислении сернистого газа:
SO2 + O2 → SO3
SO3 (серный ангидрид) проявляет свойства кислотного оксида. При взаимодействии с водой образует серную кислоту (H2SO4). Реакция взаимодействия SO3 с H2O является необратимой реакцией:
SO2 + H2O → H2SO4
Серный ангидрид SO3 является сильным окислителем, обычно восстанавливается до SO2:
2SO3 + 2P → 5SO2 + P2O5
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.
Серная кислота – сильная двухосновная кислота.
Структурная формула серной кислоты:

Получение серной кислоты:
В промышленности серную кислоту получают из серы или сульфидов металлов контактным способом.
Первая стадия:
S + O2 → SO2 или 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
Вторая стадия:
2SO2 + O2 → 2SO3
Третья стадия:
SO3 + H2O → H2SO4 + Q
Практически образующийся SO3 растворяют не в воде, а в ранее полученной концентрированной серной кислоте. Раствор SO3 в H2SO4 называют олеумом. При разбавлении олеума водой получают серную кислоту той или иной концентрации.
Химические свойства серной кислоты
Сегодня мы рассмотрим свойства серной кислоты, общие для всех кислот. На следующем уроке мы познакомимся со специфическими свойствами серной кислоты.
Меняет окраску индикаторов: лакмус – красный; метилоранж – красный, фенолфталеин – бесцветный).
Индикатор Нейтральная среда
[H+] = [OH-] Кислая среда
[H+] > [OH-] Щелочная среда
[OH-] > [H+]
Лакмус фиолетовый красный синий
Метилоранж желтый красный желтый
Фенолфталеин бесцветный бесцветный малиновый
Разбавленная серная кислота реагирует с металлами (с образованием солей – сульфатов):
H2SO4 (разб.) + Zn → ZnSO4 + H2 ↑
Реагирует с основными и амфотерными оксидами:
H2SO4 + MgO → MgSO4 + H2O
Взаимодействует с основаниями (реакция нейтрализации):
H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O
Если кислота взята в избытке – образуется кислая соль:
H2SO4 (изб.) + KOH → KНSO4 + H2O
Реагирует с солями:
3H2SO4 + Сa3(PO4)2 → 3CaSO4 + 2H3PO4
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.
Качественная реакция на сульфат-ион:
SO42- + Ba2+ → BaSO4 ↓
Для сульфатов характерно образование кристаллогидратов:
СaSO4 • 2H2O – гипс;
2СaSO4 • H2O – алебастр;
MgSO4 • 7H2O – английская соль.
Некоторые кристаллогидраты сульфатов называются купоросами:
СuSO4 • 5H2O – медный купорос;
FeSO4 • 7H2O – железный купорос;
ZnSO4 • 7H2O – цинковый купорос.
При нагревании кристаллогидраты полностью или частично теряют кристаллизационную воду:
СuSO4 • 5H2O → СuSO4 + 5H2O
(голубой) (белый)
2(СaSO4 • 2H2O) → (2СaSO4 • H2O) + 3H2O
(гипс) алебастр (жженый гипс)
Применение – по учебнику.
Домашнее задание: § 13, задача 1 (стр. 38)
Технологическая карта урока № 16
Предметная область: химия
Класс: 9
Автор УМК: Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман
Тема: Окислительные свойства концентрированной серной кислоты
Тип урока: комбинированный
Цель урока: сформировать представление о свойствах концентрированной серной кислоты; проследить генетическую связь между серой и ее важнейшими соединениями.
Ход урока:
Актуализация знаний:
Назовите химические формулы серного ангидрида и серной кислоты (SO3 и H2SO4).
Назовите основные химические свойства серного ангидрида (SO3 проявляет свойства кислотного оксида, обладает сильными окислительными свойствами: 2SO3 + 2P → 5SO2 + P2O5).
Назовите физические свойства серной кислоты (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).
Охарактеризуйте общие химические свойства серной кислоты (взаимодействует с металлами, основными и амфотерными оксидами, солями).
Изучение нового материала:
Окислительно-восстановительные свойства концентрированной серной кислоты сильно отличаются от свойств разбавленной. Концентрированная серная кислота является сильным окислителем, но в качестве окислителя выступают не ионы водорода, а сера S+6, входящая в состав кислоты. Именно поэтому водород никогда не выделяется при взаимодействии металлов с концентрированной серной кислотой. Продукты восстановления зависят как от активности металла, так и от условий протекания реакции (концентрации кислоты, температуры и т.д.). Общая закономерность такова: чем выше активность металла, тем полнее идет восстановление кислоты, тем ниже с.о. полученного продукта (тем больше электронов принимает сера). Неактивные металлы (после водорода в ряду активности) восстанавливают серу до ближайшей с.о. +4.
Электрохимический ряд активности металлов
Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au

активные металлы металлы средней активности малоактивные металлы
Концентрированная серная кислота взаимодействует с металлами по схеме:
-n e
Me0 + HxЭOy → соль + продукт с элементом …Э… + Н2О
+ малоактивный металл S+4 (SO2)
H2SO4 (конц.) + металл средней активности S0 (S)
+ активный металл S-2 (H2S)
Исключение: Cr, Fe, Ni, Al, Co пассивируются концентрированной H2SO4 и реакция идет по схеме:
Me + HxЭOy → MexOy + SO2 ↑ + Н2О
В случае кислот-неокислителей (HCl, HBr и т.д.) реакция с металлом возможна, если металл стоит в ряду напряжений до водорода и полученная соль растворима.
Рассмотрим конкретные примеры:
Малоактивный металл + H2SO4 (конц.)
H2S+6O4 (конц.) + Сu0 → Cu+2SO4 + S+4O2 ↑ + H2O
S+6 + 2e → S+4 1
Cu0 - 2e → Cu+2 1

S+6 + Cu0 → S+4 + Cu+2
2H2SO4 + Cu → CuSO4 + SO2 ↑ + 2H2O
Металл средней активности + H2SO4 (конц.)
H2S+6O4 (конц.) + Sn0 → Sn+2SO4 + S0↓ + H2O
S+6 + 6e → S0 6 3 1
Sn0 - 2e → Sn+2 2 1 3

S+6 + 3Sn0 → S0 + 3Sn+2
4H2SO4 + 3Sn → 3SnSO4 + S↓ + 4H2O
Активный металл + H2SO4 (конц.)
H2S+6O4 (конц.) + Na0 → Na2+1SO4 + H2S-2 ↑ + H2O
S+6 + 8e → S-2 8 4 1
2Na0 - 2e → 2Na+1 2 1 4

S+6 + 8Na0 → S-2 + 8Na+1
5H2SO4 + 8Na → 4Na2SO4 + H2S ↑ + 4H2O
Пассивация:
H2S+6O4 (конц.) + Cr0 → Cr2+3O3 + S+4O2 ↑ + H2O
S+6 + 2e → S+4 6 3 1
2Cr0 - 6e → 2Cr+3 2 1 3

3S+6 + 2Cr0 → 3S+4 + 2Cr+3
3H2SO4 + 2Cr → Cr2O3 + 3SO2 ↑ + 3H2O
Генетическая связь между серой и ее важнейшими соединениями – по учебнику.
Домашнее задание: § 13, упр. 1, 2 (стр. 38).