Билет № 16
1. Сера: положение этого химического элемента в периодической
системе, строение его атома. Физические и химические свойства серы.
Оксиды серы, их химические свойства.
Положение в периодической системе: сера находится в 3 периоде,
VI группе, главной (А) подгруппе.
Атомный номер серы 16, следовательно, заряд атома серы равен +
16, число электронов 16. Три электронных уровня (равно
периоду), на
внешнем уровне 6 электронов (равно номеру группы
для главных подгрупп).
Схема расположения электронов по уровням: 16
S ) ) )
2 8 6
Ядро атома серы 32S содержит 16 протонов (равно заряду
ядра) и 16
нейтронов (атомная масса минус число протонов: 32 – 16 = 16).
Сера как простое вещество образует две аллотропные
модификации: кристаллическая сера и пластическая.
Кристаллическая сера – твердое
вещество желтого цвета, хрупкое, легкоплавкое (температура
плавления 112°
С), нерастворима в воде. Сера и многие руды, содержащие серу, не
смачиваются водой. Поэтому порошок серы может плавать на поверхности,
хотя сера тяжелее воды (плотность 2 г/см3).
На этом основан метод обогащения руд под названием флотация:
измельченная руда погружается в емкость с водой, через которую
продувается воздух. Частички полезной руды подхватываются
пузырьками воздуха и выносятся наверх, а пустая порода (например,
песок) оседает на дно.
Пластическая сера темного цвета и
способна растягиваться, как резина.
Это отличие в свойствах связано со строением молекул:
кристаллическая сера состоит из кольцевых молекул, содержащих 8 атомов
серы, а в пластической сере атомы соединены в длинные цепи.
Пластическую серу можно получить, если нагреть серу до кипения и вылить
в холодную воду.
В уравнениях для простоты записывают серу без указания числа
атомов в молекуле: S.
Химические свойства:
- В реакциях с восстановителями: металлами, водородом,
– сера проявляет себя как окислитель (степень окисления -2,
валентность II). При нагревании порошков серы и железа образуется
сульфид железа:
Fe + S = FeS
Со ртутью, натрием порошок серы реагирует при
комнатной температуре:
Hg + S = HgS - При пропускании водорода через расплавленную серу
образуется сероводород:
H2 + S = H2S - В реакциях с сильными окислителями сера окисляется. Так,
сера горит, образуется оксид серы (IV) – сернúстый
газ:
S + O2 = SO2
Оксид серы (IV) – кислотный оксид. Реагирует с водой
с образованием сернúстой кислоты:
SO2 + H2O = H2SO3
Эта реакция происходит в атмосфере при сжигании каменного
угля, который обычно содержит примеси серы. В результате выпадают
кислотные дожди, поэтому очень важно подвергать очистке дымовые газы
котельных.
В присутствии катализаторов оксид серы (IV) окисляется до
оксида серы (VI):
2SO2 + O2 2SO3
(реакция обратима)
Оксид серы (VI) реагирует с водой с образованием серной
кислоты:
SO3 + H2O = H2SO4
SO3 – бесцветная жидкость,
кристаллизуется при 17° С, переходит в
газообразное состояние при 45° С
2. Опыт. Проведение реакций,
подтверждающих свойства гидроксида кальция.
- Гидроксид кальция (гашеная известь) –
малорастворимое вещество. Взбалтываем немного извести в 2 мл воды
(около 2 см по высоте пробирки), даем постоять несколько минут. Большая
часть извести не растворится, осядет на дно.
- Сливаем раствор, фильтруем (если нет фильтра, ждем пока
отстоится). Прозрачный раствор гидроксида кальция называется известковой
водой. Делим на 2 пробирки. В одну капаем индикатор
фенолфталеин (ф-ф), он окрашивается в малиновый цвет, что доказывает
оснóвные свойства извести:
Ca(OH)2 Ca2+
+ 2OH- - Во вторую пробирку пропускаем углекислый газ, известковая
вода мутнеет в результате образования нерастворимого карбоната кальция
(это качественная реакция для обнаружения углекислого газа):
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓
+ H2O
Если придется делать эти реакции на практике, углекислый газ
можно получить в пробирке с газоотводной трубкой, добавив соляную или
азотную кислоту в мел или соду.
Можно несколько раз пропустить выдыхаемый воздух через
трубочку от коктейля или сока, принесенную с собой. Не стоит шокировать
комиссию – дуть в трубку из лабораторного оборудования
– в кабинете химии ничего нельзя пробовать на вкус! |