Сьогодні відбувся
Кабінет психолога:
«
Здатність до саморегуляції – основа духовного розвитку. Нові інструменти й підходи
»
Взяти участь Всі події

Комбінований урок "Сульфатна кислота. Сульфати"

Увага! Автор матеріалу забороняє відтворення, передрук або розповсюдження іншим способом цього матеріалу з сайту «ВСЕОСВІТА» (тексти, фото, відео тощо). Дозволяється лише гіперпосилання на сам матеріал.

Хімія

Для кого: 10 Клас

08.11.2021

71

1

0

Опис документу:

Серед істориків хімічної науки немає спільної думки, хто відкрив сульфатну кислоту. Одні вважають, що це зробив перський алхімік аль Разі в Х столітті, а інші віддають пріоритет арабському алхіміку Джабару, який жив у ХVІІІ столітті. Але вони єдині в тому, що сульфатну кислоту вперше згадують у алхімічних трактатах. Шукачі філософського каменя називали її купоросною олією або сірчаною олією, вважаючи їх різними речовинами. Купоросну олію одержували нагріванням залізного купоросу, а сірчану – нагріванням сірки із селітрою (калій нітратом). В обох випадках, поруч з іншими продуктами, утворювалась важка, подібна до олії рідина. Це й була сульфатна кислота. Наприкінці ХVІ століття німецький алхімік Андреас Лібавій довів, що купоросна олія і сірчана – це одна і та ж речовина.

Перегляд
матеріалу
Отримати код

Сульфатна кислота. Сульфати

І. Організаційний етап


ІІ. Актуалізація опорних знань

1. Схарактеризуйте сульфур (ІV) оксид. З якою метою він використовується? На яких властивостях ґрунтується його використання?

2. Яка фізіологічна дія сульфур (IV) оксиду?

3. Що вам відомо про сульфітну кислоту? Чому її розчин треба оберігати від доступу повітря?

4. Порівняйте фізичні властивості карбону СО2 діоксиду й карбону монооксиду CO.

5. Схарактеризуйте фізичні властивості силіцію діоксиду SiO2.

6. Прожарюванням вапняку масою 250 кг, масова частка домішок в якому 20 %, можна добути вуглекислий газ об'ємом (н.у.)

а) 44,8 м3;

б) 89,6 м3;

в) 22,4 м3;

г) 112 м3.

7. Під час відновлення вуглецем у дугових печах за 1800 °С 1 кг силіцію (ІV) оксиду, масова частка домішок в якому 10 % можна добути кристалічний силіцій масою

а) 28 г;

в) 840 г;

б) 280 г;

г) 420 г.


ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

Серед істориків хімічної науки немає спільної думки, хто відкрив сульфатну кислоту. Одні вважають, що це зробив перський алхімік аль Разі в Х столітті, а інші віддають пріоритет арабському алхіміку Джабару, який жив у ХVІІІ столітті. Але вони єдині в тому, що сульфатну кислоту вперше згадують у алхімічних трактатах. Шукачі філософського каменя називали її купоросною олією або сірчаною олією, вважаючи їх різними речовинами. Купоросну олію одержували нагріванням залізного купоросу, а сірчану – нагріванням сірки із селітрою (калій нітратом). В обох випадках, поруч з іншими продуктами, утворювалась важка, подібна до олії рідина. Це й була сульфатна кислота. Наприкінці ХVІ століття німецький алхімік Андреас Лібавій довів, що купоросна олія і сірчана – це одна і та ж речовина.


ІV. Вивчення нового матеріалу

Сульфатна кислота Н24 (безводна, 100%-ва) — важка безбарвна оліїста рідина. Густина її концентрованого розчину (w(Н24) = 98%) за звичайних умов 1,84 г/см3. Вона нелетка, запаху не має. Надзвичайно гігроскопічна. Активно вбирає вологу. Змішується з водою у будь-яких співвідношеннях. Розчинення сульфатної кислоти у воді супроводжується виділенням великої кількості теплоти, що може призвести до закипання води і розбризкування кислоти.

Сульфатна кислота — їдка рідина, тому треба остерігатись, щоб вона не потрапила на шкіру й одяг. А якщо це сталося, треба швидко змити її великою кількістю води, після чого нейтралізувати розчином соди і знову змити водою. Пам'ятайте таке правило:

не можна воду доливати до концентрованої сульфатної кислоти! Для розбавляння кислоту треба доливати до води невеликими порціями.

Хімічні властивості сульфатної кислоти багато в чому залежать від її концентрації. В лабораторіях та промисловості використовують розбавлену і концентровану сульфатну кислоту, хоча такий поділ дещо умовний.

Розбавлена сульфатна кислота виявляє всі хімічні властивості, характерні для кислот.

1. Дисоціація кислоти. Сульфатна кислота двохосновна, належить до сильних кислот. У водних розчинах вона дисоціює на йони за двома ступенями (за першим — практично повністю):

I ступінь Н24 ⇔ Н+ + НSО4- — гідросульфат-іон

II ступінь НSО4- ⇔ Н+ + SО42- — сульфат-іон

Ось чому в процесі нейтралізації розчинів сульфатної кислоти Н24 утворюються два ряди солей: середні солі — сульфати і кислі солі — гідросульфати.


2. Взаємодія з основами. Якщо у пробірку з розбавленою сульфатною кислотою добавити дві-три краплі фіолетового лакмусу, розчин набуває червоного забарвлення (кисле середовище). Потім у цю пробірку доливатимемо краплями розчин гідроксиду натрію доти, доки вміст пробірки набуде фіолетового забарвлення (нейтральне середовище):

2NaОН + Н24= Nа24 + 2Н2О

Якщо ж розчину лугу NaОН не вистачає для нейтралізації усієї кислоти, то сіль, що утворюється, буде кислою:

NaОH + Н24 = NаНSО4 + Н2О

гідросульфат натрію

Отже, гідросульфати утворюються тоді, коли кислота береться у надлишку.


Більшість сульфатів добре розчиняються у воді. Малорозчинним є сульфат кальцію CaSО4, ще менше розчиняється сульфат плюмбуму PbSО4 і практично нерозчинній є сульфат барію BaSО4 (див. таблицю розчинності).


3. Взаємодія з оксидами металів. Сульфатна кислота реагує з основними та амфотерними оксидами, утворюючі солі, наприклад:

MgO + Н24= MgSО4 + Н2О

ZnO + Н24 = ZnSО4 + H2О


4. Взаємодія з солями. Сульфатна кислота сильна і нелетка, одна з найстійкіших із відомих мінеральних кислот. Вона може вступати в реакцію обміну з солями, утвореними слабкішими або леткими кислотами і навіть сильними кислотами, якщо вони менш стійкі:

Na2СО3 + Н24 = Na24 + СО2↑ + H2О

2KNО3 + Н24 = K24 + 2HNО3

BaCl2 + Н24 = BaSО4↓+ 2НСl↑

Останнє рівняння відображує якісну реакцію на кислоту та її солі, бо утворюється нерозчинний у воді сульфат барію BaSО4.

Отже, про наявність у розчині сульфатної кислоти та її солей можна робити висновок на підставі утворення білого осаду BaSО4, який практично не розчиняється ні у воді, ні в нітратній кислоті.

Таким чином, реактивом на сульфат-іони SО42- є йони барію Ва2+:

Ва2+ + SO42+ = BaSО4

Усі рівняння реакцій є реакціями йонного обміну. Напишіть їх у повній і скороченій йонних формах.


5. Взаємодія з металами. Розбавлена сульфатна кислота реагує, наприклад, з магнієм, цинком, залізом з виділенням водню:

Mg + Н24 = MgSО4 + Н2

Zn + Н24 = ZnSO4 + H2

Fe + Н24 = FeSО4 + H2

Малоактивні метали (мідь, срібло, золото) з розбавленою сульфатною кислотою не реагують.


Концентрована сульфатна кислота — сильний окисник. Вона може взаємодіяти з малоактивними металами, наприклад з міддю:

0 +6 +2 +4

Cu + 2 Н24 = CuSО4 + SО2↑ + 2Н2О Cu – відновник S - окисник

Зверніть увагу: під час взаємодії концентрованої сульфатної кислоти з малоактивними металами відновлюється не Гідроген кислоти, а Сульфур, тому газоподібний водень Н2 не виділяється!


Застосування

Застосування сульфатної кислоти дуже широке і різноманітне. Головним споживачем її є виробництво мінеральних добрив — суперфосфату і сульфату амонію, а також нафтова промисловість для очистки газу, мінеральних масел та інших нафтопродуктів. У хімічній промисловості цю кислоту застосовують при виробництві барвників, штучного волокна, залізного купоросу FeSO4•7H2O, мідного купоросу CuSO4 • 5H2O і інших продуктів.

Сульфатна кислота є важливим продуктом хімічної промисловості. Вона у великих кількостях застосовується у виробництві мінеральних добрив, волокон, пластмас, барвників, вибухових речовин, у металургії в процесі добування міді, нікелю, урану та інших металів. Використовується також як осушувач газів. Використовують в акумуляторах.

Серед сульфатів велике практичне значення мають мідний і залізний купороси СuSО4 • 5Н2О і FeSО4 • 7Н2О. Вони використовуються в сільському господарстві для боротьби із шкідниками рослин, у виробництві фарб, для просочення деревини як антисептичний засіб.

Купороси — технічна назва кристалогідратів сульфатів деяких важких металів (міді, заліза, цинку, нікелю), тобто це солі, кристали яких містять кристалізаційну воду.

Гіпс СаSО4 • 2Н2О і сульфат кальцію СаSО4 використовують у будівництві, медицині (гіпсові пов'язки під час перелому кісток) та інших галузях.

Сульфат натрію Na24 застосовують у виробництві скла. Він входить до складу природною мінералу Nа24•10Н2О глауберової солі, яка використовується в медицині як послаблюючий засіб.

Сульфати калію К24 і амонію (NН4)24 використовують як добрива.

Сульфат барію ВаSО4 застосовують у виробництві паперу, гуми та білої мінеральної фарби, а також у медицині для рентгеноскопії шлунку («Барієва каша»). Сіль змішують з водою і дають проковтнути пацієнту. Барій сульфат не пропускає рентгенівські промені, і тому травний тракт, по якому проходить ця сіль, залишається на екрані темним. Таким чином, лікар отримує повну уяву про форму шлунка, кишечнику і визначає місце ураження.


V. Узагальнення й систематизація знань


1. Схарактеризуйте фізичні й хімічні властивості сульфатної кислоти. Напишіть відповідні рівняння реакцій.


2. У чому подібність і відмінність властивостей сульфатної кислоти і властивостей інших відомих вам кислот, наприклад хлоридної?


3. Сульфатну кислоту нейтралізують розчином гідроксиду кальцію. Як піде процес нейтралізації за наявності надлишку: а) гідроксиду кальцію; б) сульфатної кислоти? Напишіть, відповідні рівняння реакцій і назвіть утворені солі.


4. В одній пробірці міститься розчин сульфатної кислоти, в іншій — хлоридної. Як розпізнати, де яка кислота міститься?


5. Як здійснити такі перетворення: S → SО2 → SО3 → Н24→ Fе2(SО4)3;

Напишіть рівняння реакцій.

6. Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення: S → FeS → Н2S → SО2 →Na23 → Na24 → ВаSО4.


7. Визначте масу розчину хлориду барію з масовою часткою ВаСl2 10 %, необхідного для осадження сульфат-іонів, які містяться у 5 г розчину сульфату натрію з масовою часткою Na24 6 %. Яка маса утвореного осаду?


8. До розчину купруму (ІІ) сульфату масою 62 г з масовою часткою СuSО4 5% долили розчин хлориду барію масою 31,2 г з масовою часткою ВаСl2 20 %. Осад відфільтрували. Які речовини і якої маси містяться у фільтраті? Визначте їхню масу.


VІ. Домашнє завдання

Вивчити конспект.


VІI. Підбиття підсумків уроку


Відображення документу є орієнтовним і призначене для ознайомлення із змістом, та може відрізнятися від вигляду завантаженого документу.

Увага! Автор матеріалу забороняє відтворення, передрук або розповсюдження іншим способом цього матеріалу з сайту «ВСЕОСВІТА» (тексти, фото, відео тощо). Дозволяється лише гіперпосилання на сам матеріал.

Нещодавно завантажили