Оксид серы (VI). Серный ангидрид.

При обычных условиях – бесцветная ядовитая жидкость.

Оксид серы (VI) получают окислением оксида серы (IV) кислородом воздуха при нагревании в присутствии катализатора, термическим разложением сульфатов, взаимодействием SO₂ с озоном, с NO₂:

2SO₂ + O₂ 2SO₃

Fe₂(SO₄)₃ Fe₂O₃ + 3SO₃ (в смеси с SO₂ и O₂)

SO₂ + O₃ = SO₃ + O₂

SO₂ + NO₂ = SO₃ + NO

Серный ангидрид – очень сильный окислитель, так как сера в нем имеет максимальную степень окисления (+6). Он энергично взаимодействует с такими восстановителями, как иодид калия, сероводород или фосфор:

SO₃ + 2KI = I₂ + K2SO₃

3SO₃ + H₂S = 4SO₂ + H₂O

5SO₃ + 2P = P₂O₅ + 5SO₂

Оксид серы (VI) является типичным кислотным оксидом:

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

SO₃ + MgO = MgSO₄

SO₃ + 2NaOH_{(избыток)} = Na₂SO₄ + H₂O

SO₃ + NaOH_{(избыток)} = NaHSO₄

3) Кислоты.

H₂SO₄ серная кислота.

Разбавленная серная кислота обладает всеми свойствами сильных нелетучих кислот (взаимодействует с основными и амфотерными оксидами, с основаниями, амфотерными гидроксидами с образованием соответствующих солей, с металлами стоящими в ряду напряжений до водорода (кроме Pb) вытесняет летучие и более слабые кислоты из их солей.

H₂SO₄ + CuO = CuSO₄ + H₂O

H₂SO₄ + ZnO = ZnSO₄ + H₂O

H₂SO₄ + 2NaOH_{(избыток)} = Na₂SO₄ + 2H₂O

H₂SO_{4(избыток)} + NaOH = NaHSO₄ + H₂O

H₂SO₄ + Mg(OH)₂ = MgSO₄ + 2H₂O

3H₂SO₄ + 2Al(OH)₃ = Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O

H₂SO_4(разб.) + Fe = FeSO₄ + H₂↑

H₂SO₄ + Na₂CO₃ = Na₂SO₄ + CO₂↑ + H₂O

H₂SO₄ + Na₂SiO₃ = Na₂SO₄ + H₂SiO₃↓

Качественной реакцией на сульфат-ион является взаимодействие с растворимыми соединениями бария. Белый осадок BaSO₄ нерастворим в воде и кислотах.

SO₄²⁻ + Ba²⁺ = BaSO₄↓

Концентрированная серная кислота является сильным окислителем. При этом она обычно восстанавливается до SO₂. С активными металлами может восстанавливаться до S, Н₂ S.

Fe, Al, Cr пассивируются концентрированной серной кислотой на холоду. При нагревании реакция возможна.

6H₂SO_4(конц.) + 2Fe Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

6H₂SO_4(конц.) + 2 Al Al₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

2H₂SO_4(конц.) + Cu = CuSO₄ + SO₂ ↑ + 2H₂O

2H₂SO_4(конц.) + Hg = HgSO₄ + SO₂ ↑ + 2H₂O

2H₂SO_4(конц.) + 2Ag = Ag₂SO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

5H₂SO_4(конц.) + 4Zn = 4ZnSO₄ + H₂S↑ + 4H₂O

5H₂SO_4(конц.) + 4Mg = 4MgSO₄ + H₂S↑ + 4H₂O

Окислителем концентрированная серная кислота выступает и по отношению к неметаллам:

5H₂SO_4(конц.) + 2P = 2H₃PO₄ + 5SO₂↑ + 2H₂O

2H₂SO_4(конц.) + С = СО₂↑ + 2SO₂↑ + 2H₂O

2H₂SO_4(конц.) + S = 3SO₂ ↑ + 2H₂O

Уже при комнатной температуре концентрированная серная кислота окисляет галогеноводороды и сероводород:

3H₂SO_4(конц.) + 2KBr = Br₂↓ + SO₂↑ + 2KHSO₄ + 2H₂O

5H₂SO_4(конц.) + 8KI = 4I₂↓ + H₂S↑ + K₂SO₄ + 4H₂O

H₂SO_4(конц.) + 3H₂S = 4S↓ + 4H₂O

Концентрированная серная кислота способна вытеснять летучие кислоты из их солей:

H₂SO_4(конц.) + NaCl_(тв.) = NaHSO₄ + HCl↑

H₂SO_4(конц.) + NaNO_3(тв.) = NaHSO₄ + HNO₃

H₂SO_4(конц.) + NaClO₄ = NaHSO₄ + HClO₄↑

4) Соли.

Сульфиды.

Сульфиды, как и оксиды в зависимости от характера и степени окисления второго элемента могут быть основными (Na₂S, K₂S), амфотерными (Al₂S₃, Cr₂S₃), кислотными (SiS₂, P₂S₃) что наглядно проявляется при гидролизе этих соединений.

Na₂S + H₂O ↔ NaHS + NaOH

S²⁻ + H₂O ↔ HS⁻ + OH⁻

Al₂S₃ + 12H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂S

SiS₂ + 2H₂O = SiO₂ + 2H₂S

При взаимодействии с окислителями сульфиды проявляют свойства восстановителей:

CuS + 4H₂SO_{4(конц. гор.)} = CuSO₄ + 4SO₂ + 4H₂O

CuS + 8HNO_{3(конц. гор.)} = CuSO₄ + 8NO₂ + 4H₂O

СuS + Cl₂ = CuCl₂ + S

2CuS + 3O₂ = 2CuO + 2SO₂

Cr₂S₃ + 6H₂SO_4(конц.) = Cr₂(SO₄)₃ + 3S + 3SO₂ + 6H₂O

Cr₂S₃ + 30HNO_{3(конц. гор.)} = 2Cr(NO₃)₃ + 3H₂SO₄ + 24NO₂ + 12H₂O

Cr₂S₃ + 12NaOH _(конц.) = 2Na₃[Cr(OH)₆] + 3Na₂S + 6H₂O

2Cr₂S₃ + 9O₂ = 2Cr₂O₃ + 6SO₂

HgS + 10HNO_3(конц.) = Hg(NO₃)₂ + H₂SO₄ + 8NO₂ + 4H₂O

ZnS + 4H₂SO_{4(конц. гор.)} = ZnSO₄ + 4SO₂ + 4H₂O

ZnS + 8HNO_3(конц.) = ZnSO₄ + 8NO₂ + 4H₂O

2ZnS + 3O₂ = 2SO₂ + ZnO

Реакции сульфидов с растворимыми солями свинца, серебра, меди используют как качественные на ион S²⁻ :

Na₂S + Pb(NO₃)₂ = PbS↓ + 2NaNO₃

черный

Na₂S + 2AgNO₃ = Ag₂S↓ + 2NaNO₃

черный

Na₂S + Cu(NO₃)₂ = CuS↓ + 2NaNO₃

черный

Сульфиты.

Na₂SO₃ + 2H₂SO_4конц.) = 2NaHSO₄ + SO₂ + H₂O

Na₂SO₃ + SO₂ + H₂O = 2NaHSO₃

5Na₂SO₃ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 5Na₂SO₄ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O

3Na₂SO₃ + 2KMnO₄ + H₂O = 3Na₂SO₄ + 2MnO₂ + 2KOH

Na₂SO₃ + 2KMnO₄ + 2KOH = Na₂SO₄ + 2K₂MnO₄ + H₂O

Na₂SO₃ + S = Na₂S₂O₃

3Na₂SO₃ + 4H₂SO₄ + K₂Cr₂O₇ = 3Na₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 4H₂O

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + SO₂ + S + H₂O

Na₂SO₃ + S = Na₂S₂O₃

Сульфаты.

Многие средние сульфаты образуют устойчивые кристаллогидраты:

Na₂SO₄ ∙ 10H₂O − глауберова соль

CaSO₄ ∙ 2H₂O − гипс

CuSO₄ ∙ 5H₂O − медный купорос

FeSO₄ ∙ 7H₂O − железный купорос

ZnSO₄ ∙ 7H₂O − цинковый купорос

Na₂CO₃ ∙ 10H₂O − кристаллическая сода

Сульфаты щелочных металлов не разлагаются даже при нагревании до 1000°С.

Сульфаты таких металлов, как Cu, Al, Zn, Cr, Fe (II) подвергаются термическому разложению на оксид металла и SO₂ и O₂; в FeSO₄ Fe (II) окисляется до Fe (III), а сульфаты самых тяжелых металлов разлагаются до металла:

2CuSO₄ 2CuO + SO₂ + O₂ (SO₃)

2Al₂(SO₄)₃ 2Al₂O₃ + 6SO₂ + 3O₂

2ZnSO₄ 2ZnO + SO₂ + O₂

2Cr₂(SO₄)₃ 2Cr₂O₃ + 6SO₂ + 3O₂

4FeSO₄ 2Fe₂O₃ + 4SO₂ + O₂

Сера. Соединения серы.

1. В нагретую концентрированную серную кислоту внесли медную проволоку и выделяющийся газ пропустили через избыток раствора едкого натра. Раствор осторожно выпарили, твердый остаток растворили в воде и нагрели с порошкообразной серой. Непрореагировавшую серу отделили фильтрованием и к раствору прибавили серную кислоту, при этом наблюдали образование осадка и выделяется газ с резким запахом. Напишите уравнения описанных реакций.

2. Сернистый газ пропустили через раствор перекиси водорода. Из образовавшегося раствора выпарили воду и к остатку добавили магниевую стружку. Выделившийся газ пропустили через раствор медного купороса. Выпавший осадок черного цвета отделили и подвергли обжигу. Напишите уравнения описанных реакций.

3. При обжиге некоторого минерала А, состоящего из двух элементов, образуется газ, имеющий характерный резкий запах и обесцвечивающий бромную воду с образованием в растворе двух сильных кислот. При взаимодействии вещества Б, состоящего из тех же элементов, что и минерал А, но в другом соотношении, с концентрированной хлороводородной кислотой выделился ядовитый газ с запахом тухлых яиц. При взаимодействии выделившихся газов друг с другом образуется простое вещество желтого цвета и вода. Напишите уравнения описанных реакций.

4. Твердое вещество, образующееся при взаимодействии сернистого газа и сероводорода, при нагревании взаимодействует с алюминием. Продукт реакции растворили в разбавленной серной кислоте и в образовавшийся раствор добавили поташ. Напишите уравнения описанных реакций.

5. Раствор средней соли, образующейся при пропускании сернистого газа через раствор щелочи, на длительное время оставили на воздухе. Твердое вещество, образующееся после выпаривания раствора, смешали с коксом и нагрели до высокой температуры. При добавлении к твердому продукту реакции соляной кислоты выделился газ с запахом тухлых яиц. Напишите уравнения описанных реакций.

6. Сернистый газ растворили в воде и раствор нейтрализовали, добавляя едкий натр. В образовавшийся раствор добавили перекись водорода и после окончания реакции ─ серную кислоту. Напишите уравнения описанных реакций.

7. Несколько гранул цинка внесли в сосуд с концентрированной серной кислотой. Выделяющийся газ пропустили через раствор ацетата свинца (II), осадок отделили, подвергли обжигу и образовавшийся газ ввели во взаимодействие с водным раствором перманганата калия. Напишите уравнения описанных реакций.

8. К нагретой концентрированной серной кислоте добавили медную стружку и выделившийся газ пропустили через раствор едкого натра (избыток). Продукт реакции выделили, растворили в воде и нагрели с серой, которая в результате проведения реакции растворилась. В полученный раствор добавили разбавленную серную кислоту. Напишите уравнения описанных реакций.

9. На сульфид двухвалентного железа подействовали раствором соляной кислоты, выделившийся газ собрали и сожгли в воздухе. Продукты реакции пропустили через избыток раствора едкого кали, после чего в образовавшийся раствор добавили раствор перманганата калия. Напишите уравнения описанных реакций.

10) Пирит подвергли обжигу, полученный газ с резким запахом пропустили через сероводородную кислоту. Образовавшийся желтоватый осадок отфильтровали, просушили, смешали с концентрированной азотной кислотой и нагрели. Полученный раствор дает осадок с нитратом серебра. Напишите уравнения описанных реакций.

11) Газ, полученный при обжиге пирита, вступил в реакцию с сероводородом. полученное в результате реакции вещество желтого цвета обработали концентрированной азотной кислотой при нагревании. К образовавшемуся раствору прилили раствор хлорида бария. Напишите уравнения описанных реакций.

12) Сульфид цинка подвергли обжигу. Образовавшийся газ с резким запахом пропустили через раствор сероводорода до выпадения желтого осадка. Осадок отфильтровали, просушили и с алюминием. Полученное соединение поместили в воду до прекращения реакции.

Напишите уравнения описанных реакций.

13) Сульфид цинка обработали раствором соляной кислоты, полученный газ пропустили через избыток раствора гидроксида натрия, затем добавили раствор хлорида железа (II). Полученный осадок подвергли обжигу. Напишите уравнения описанных реакций.

14) Некоторое количество сульфида железа (II) разделили на две части. Одну часть обработали соляной кислотой, а другую часть подвергли обжигу на воздухе. При взаимодействии выделившихся газов получилось желтое вещество, которое нагрели с концентрированной азотной кислотой. Напишите уравнения описанных реакций.

15) Серу нагрели в атмосфере хлора. Полученный продукт обработали концентрированной серной кислотой при нагревании. Выделившийся при этом сернистый газ растворили в избытке раствора гидроксида калия. Получившаяся соль прореагировала с порошком серы при кипячении раствора. Напишите уравнения описанных реакций.

16) Порошок сульфида хрома (III) растворили в серной кислоте. При этом выделился газ и образовался окрашенный раствор. К полученному раствору добавили избыток раствора аммиака, а газ пропустили через раствор нитрата свинца. Полученный при этом черный осадок побелел после обработки его пероксидом натрия. Напишите уравнения описанных реакций.

17) Калий сплавили с серой. Полученную соль обработали соляной кислотой. Выделившийся при этом газ пропустили через раствор бихромата калия в кислой среде. Выпавшее вещество желтого цвета отфильтровали и сплавили с алюминием. Напишите уравнения описанных реакций.

18) Железо сплавили с серой, полученную соль обработали разбавленной серной кислотой. Выделившийся газ сожгли в избытке кислорода, а образовавшееся соединение поглотили раствором гидроксида калия. Напишите уравнения описанных реакций.

19) Серу сплавили с алюминием, полученную соль растворили в воде. Выпавший осадок растворили в избытке гидроксида калия, а газ сожгли в избытке кислорода. Напишите уравнения описанных реакций.

20) Серу растворили в кипящем растворе гидроксида натрия. к полученному раствору добавили хлорид цинка, выпавший осадок отфильтровали и сожгли а кислороде. Образовавшийся при этом газ прореагировал с сероводородом. Напишите уравнения описанных реакций.

21) Оксид серы (IV) окислили кислородом в присутствии катализатора. Образовавшееся вещество поглотили избытком гидроксида натрия, а к полученному раствору добавили раствор хлорида бария. Выпавший осадок отфильтровали и прокалили с коксом. Напишите уравнения описанных реакций.

Сера. Соединения серы.

1) 2H₂SO_4(конц.) + Cu = CuSO₄ + SO₂ ↑ + 2H₂O

SO₂ + 2NaOH_{(избыток)} = Na₂SO₃ + H₂O

Na₂SO₃ + S = Na₂S₂O₃

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + SO₂↑ + S↓ + H₂O

2) SO₂ + H₂O₂ = H₂SO₄

5H₂SO_4(конц.) + 4Mg = 4MgSO₄ + H₂S↑ + 4H₂O

H₂S + CuSO₄ = CuS↓ + H₂SO₄

2CuS + 3O₂ = 2CuO + 2SO₂↑

3) 4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂↑

SO₂ + Br₂ + 2H₂O = H₂SO₄ + 2HBr

FeS + 2HCl = FeCl₂ + H₂S↑

2H₂S + SO₂ = 3S↓ + 2H₂O

4) SO₂ + 2H₂S = 3S↓ + 2H₂O

3S + 2Al = Al₂S₃

Al₂S₃ + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂S↑

Al₂(SO₄)₃ + 3K₂CO₃ + 3H₂O = 2Al(OH)₃↓ + 3CO₂↑ + 3K₂SO₄

5) SO₂ + 2NaOH = Na₂SO₃ + H₂O

Na₂SO₃ + O₂ = 2Na₂SO₄

Na₂SO₄ + 4C Na₂S + 4CO↑

Na₂S + 2HCl = 2NaCl + H₂S↑

6) SO₂ + H₂O = H₂SO₃

H₂SO₃ + 2NaOH = Na₂SO₃ + 2H₂O

Na₂SO₃ + H₂O₂ = Na₂SO₄ + H₂O

Na₂SO₄ + H₂SO₄ = 2NaHSO₄

7) 5H₂SO_4(конц.) + 4Zn = 4ZnSO₄ + H₂S↑ + 4H₂O

H₂S + (CH₃COO)₂Pb = PbS↓ + 2CH₃COOH

2PbS + 3O₂ = 2PbO + 2SO₂↑

5SO₂ + 2H₂O + 2KMnO₄ = 2H₂SO₄ + 2MnSO₄ + K₂SO₄

8) 2H₂SO_4(конц.) + Cu = CuSO₄ + SO₂ ↑ + 2H₂O

SO₂ + 2NaOH = Na₂SO₃ + H₂O

Na₂SO₃ + S = Na₂S₂O₃

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + SO₂↑ + S↓ + H₂O

9) FeS + 2HCl = FeCl₂ + H₂S↑

2H₂S + 3O₂ = 2SO₂ + 2H₂O

SO₂ + 2KOH = K₂SO₃ + H₂O

K₂SO₃ + 2KOH + 2KMnO₄ = K₂SO₄ + 2K₂MnO₄ + H₂O

10) 4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂↑

SO₂ + 2H₂S = 3S↓ + 2H₂O

S + 6HNO_{3 (конц.)} = H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

H₂SO₄ + 2NaNO₃ = BaSO₄↓ + 2HNO₃

11) 4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂↑

SO₂ + 2H₂S = 3S↓ + 2H₂O

S + 6HNO_3(конц.) = H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

H₂SO₄ + NaCl₂ = BaSO₄↓ + 2HCl

12) 2ZnS + 3O₂ = 2ZnO + 2SO₂↑

SO₂ + 2H₂S = 3S↓ + 2H₂O

3S + 2Al = Al₂S₃

Al₂S₃ + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂S↑

13) ZnS + 2HCl = ZnCl₂ + H₂S↑

H₂S + 2NaOH = Na₂S + 2H₂O

Na₂S + FeCl₂ = FeS + 2NaCl

4FeS + 7O₂ = 2Fe₂O₃ + 4SO₂↑

14) FeS + 2HCl = FeCl₂ + H₂S↑

4FeS + 7O₂ = 2Fe₂O₃ + 4SO₂↑

SO₂ + 2H₂S = 3S↓ + 2H₂O

S + 6HNO_{3 (конц.)} = H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

15) S + Cl₂ = S₂Cl₂

S₂Cl₂ + 3H₂SO₄ = 5SO₂ + 2HCl + 2H₂O

SO₂ + 2KOH = K₂SO₃ + H₂O

K₂SO₃ + S = K₂S₂O₃

16) Cr₂S₃ + 3H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + H₂S↑

Cr₂(SO₄)₃ + 6NH₃ + 6H₂O = 2Cr(OH)₃↓ + 3(NH₄)₂SO₄

H₂S + Pb(NO₃)₂ = PbS↓ + 2HNO₃

PbS + 4H₂O₂ = PbSO₄ + 4H₂O

17) 2K + S = K₂S

K₂S + 2HCl = 2KCl + H₂S↑

3H₂S + K₂Cr₂O₇ + 4H2SO₄ = 3S + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 7H₂O

3S + 2Al = Al₂S₃

18) Fe + S = FeS

FeS + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂S↑

2H₂S + 3O₂ = 2SO₂ + 2H₂O

SO₂ + 2KOH = K₂SO₃ + H₂O

19) 2Al + 3S = Al₂S₃

Al₂S₃ + 3H₂O = 2Al(OH)₃↓ + H₂S↑

Al(OH)₃ + 3KOH = K₃[Al(OH)₆]

2H₂S + 3O₂ = 2SO₂ + 2H₂O

20) 3S + 6NaOH = 2Na₂S + Na₂SO₃ + 3H₂O

Na₂S + ZnCl₂ = ZnS↓ + 2NaCl

2ZnS + 3O₂ = 2SO₂ + 2ZnO

2H₂S + 3O₂ = 2SO₂ + 2H₂O

21) 2SO₂ + O₂ = 2SO₃

2NaOH + SO₃ = Na₂SO₄ + H₂O

Na₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄↓ + 2NaCl

BaSO₄ + 4C BaS + 4CO

Галогены.

Хлор. Соединения хлора.

I. Хлор.

В промышленности хлор получают электролизом расплава или раствора хлорида натрия:

NaCl → Na⁺ + Cl⁻

K: Na⁺ + 1e → Naº 2

A: 2Cl⁻ ̶ 2e → Cl₂º 1

2Na⁺ + 2Cl⁻ 2Na º + Cl₂º ↑

2NaCl 2Na + Cl₂↑

K: 2H₂O + 2e → H₂° + 2OH⁻ 1

A: 2Cl⁻ ̶ 2e → Cl₂° 1

2H₂O + 2Cl⁻ H₂°↑ + 2OH⁻ + Cl₂°↑

2NaCl + 2H₂O H₂↑ + 2NaOH + Cl₂↑

В лаборатории хлор получают взаимодействием соляной кислоты с сильными окислителями, например:

MnO₂ + 4HCl = MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O

2KMnO₄ + 16HCl = 2MnCl₂ + 2KCl + 5Cl₂↑ + 8H₂O

KClO₃ + 6HCl = KCl + 3Cl₂↑ + 3H₂O

K₂Cr₂O₇ + 14HCl = 2CrCl₃ + 2KCl + 3Cl₂↑ + 7H₂O

Хлор проявляет сильные окислительные свойства в реакциях как с простыми веществами – неметаллами и металлами, – так и со сложными веществами:

Cl₂ + H₂ = 2HCl

3Cl₂ + 2P = 2PCl₃

5Cl₂ + 2P = 2PCl₅

2Cl₂ + Si = SiCl₄

2Cl₂ + C _(кокс) + 2H₂O _(пар) = CO₂ + 4HCl

Cl₂ + 2Na = 2NaCl

Cl₂ + Mg = MgCl₂

Cl₂ + Cu = CuCl₂

3Cl₂ + 2Fe = 2FeCl₃

Cl₂ + H₂O ↔ HCl + HClO

2Cl₂ + 2H₂O = 4HCl + O₂ (на свету или кип.)

Сl₂ + 2NaOH _(хол.) = NaCl + NaClO + H₂O

3Cl₂ + 6NaOH _(гор.) = 5NaCl + NaClO₃ + 3H₂O

2Сl₂ + 2Са(OH) _(хол.) = СaCl₂ + Сa(ClO)₂ + 2H₂O

Cl₂ + 2NaI = 2NaCl + I₂

Cl₂ + 2NaBr = 2NaCl + Br₂

Cl₂ + 3H₂O₂ = 2HCl + 2H₂O + O₂

Cl₂ + H₂S = S + 2HCl

Cl₂ + H₂O + Na₂SO₃ = 2HCl + Na₂SO₄

II. Соединения хлора.

1) Хлороводород.

Хлороводород получают действием концентрированной соляной кислоты на твердый хлорид натрия:

H₂SO_4(конц.) + NaCl_{(тверд.)} = NaHSO₄ + HCl↑

Хлороводород получают также прямым взаимодействием простых веществ:

Cl₂ + H₂ 2HCl

2) Кислоты.

Соляная кислота.

В химических реакциях соляная кислота проявляет все свойства сильных кислот: взаимодействует с металлами, стоящими в ряду напряжений левее водорода, с оксидами (основными, амфотерными), основаниями, амфотерными гидроксидами и солями:

2HCl + Fe = FeCl₂ + H₂

2HCl + CaO = CaCl₂ + H₂O

6HCl + Al₂O₃ = 2AlCl₃ + 3H₂O

HCl + NaOH = NaCl + H₂O

2HCl + Cu(OH)₂ = CuCl₂ + 2H₂O

2HCl + Zn(OH)₂ = ZnCl₂ + 2H₂O

HCl + NaHCO₃ = NaCl + CO₂↑ + H₂O

HCl + AgNO₃ = AgCl↓ + HNO₃ (качественная реакция на галогенид-ионы)

6HCl _(конц.) + 2HNO_3(конц.) = 3Cl₂ + 2NO + 4H₂O

Кислородсодержащие кислоты:

HClO – хлорноватистая

HClO₂ – хлористая

HClO₃ – хлорноватая

HClO₄ – хлорная

HClO HClO₂ HClO₃ HClO₄

усиление кислотных свойств

2HClO 2HCl + O₂

HClO + 2HI = HCl + I₂ + H₂O

HClO + H₂O₂ = HCl + H₂O + O₂

3) Соли.

Соли соляной кислоты – хлориды.

NaCl + AgNO₃ = AgCl↓ + NaNO₃ (качественная реакция на галогенид-ионы)

AgCl + 2(NH₃ ∙ H₂O) = [Ag(NH₃)₂]Cl + 2H₂O

2AgCl 2Ag + Cl₂

Соли кислородсодержащих кислот.

NaClO + 2HCl = NaCl + Cl₂ + H₂O

Ca(ClO)₂ + H₂SO₄ = CaSO₄ + 2HCl + O₂

Ca(ClO)₂ + CO₂ + H₂O = CaCO₃ + 2HClO

Ca(ClO)₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃ + 2NaClO

Ca(ClO)₂ CaCl₂ + O₂

4KClO₃ 3KClO₄ + KCl

2KClO₃ 2KCl + 3O₂↑

2KClO₃ + 3S 2KCl + 3SO₂

5KClO₃ + 6P 5KCl + 3P₂O₅

KClO₄ 2O₂ + KCl

3KClO₄ + 8Al = 3KCl + 4Al₂O₃

Бром. Соединения брома.

Br₂ + H₂ = 2HBr

Br₂ + 2Na = 2NaBr

Br₂ + Mg = MgBr₂

Br₂ + Cu = CuBr₂

3Br₂ + 2Fe = 2FeBr₃

Br₂ + 2NaOH _(разб) = NaBr + NaBrO + H₂O

3Br₂ + 6NaOH _(конц.) = 5NaBr + NaBrO₃ + 3H₂O

Br₂ + 2NaI = 2NaBr + I₂

3Br₂ + 3Na₂CO₃ = 5NaBr + NaBrO₃ + 3CO₂

3Br₂ + S + 4H₂O = 6HBr + H₂SO₄

Br₂ + H₂S = S + 2HBr

Br₂ + SO₂ + 2H₂O = 2HBr + H₂SO₄

4Br₂ + Na₂S₂O₃ + 10NaOH = 2Na₂SO₄ + 8NaBr + 5H₂O

14HBr + K₂Cr₂O₇ = 2KBr + 2CrBr₃ + 3Br₂ + 7H₂O

4HBr + MnO₂ = MnBr₂ + Br₂ + 2H₂O

2HBr + H₂O₂ = Br₂ + 2H₂O

2KBr + 2H₂SO_{4 (конц.)} = 4K₂SO₄ + 4Br₂ + SO₂ + 2H₂O

2KBrO₃ 3O₂ + 2KBr

2KBrO₄ O₂ + 2KBrO₃ (до 275°С)

KBrO₄ 2O₂ + KBr (выше 390°С)

Йод. Соединения йода.

3I₂ + 3P = 2PI₃

I₂ + H₂ = 2HI

I₂ + 2Na = 2NaI

I₂ + Mg = MgI₂

I₂ + Cu = CuI₂

3I₂ + 2Al = 2AlI₃

3I₂ + 6NaOH _(гор.) = 5NaI + NaIO₃ + 3H₂O

I₂ + 2NaOH _(разб) = NaI + NaIO + H₂O

3I₂ + 10HNO_{3 (разб)} = 6HIO₃ + 10NO + 2H₂O

I₂ + 10HNO₃ (_конц.) = 2HIO₃ + 10NO₂ + 4H₂O

I₂ + 5NaClO + 2NaOH = 5NaCl + 2NaIO₃ + H₂O

I₂ + 5Cl₂ + 6H₂O = 10HCl + 2HIO₃

I₂ + Na₂SO₃ + 2NaOH = 2NaI + Na₂SO₄ + H₂O

2HI + 2FeCl₃ = I₂ + 2FeCl₂ + 2HCl

2HI + Fe₂(SO₄)₃ = 2FeSO₄ + I₂ + H₂SO₄

2HI + NO₂ = I₂ + NO + H₂O

2HI + S = I₂ + H₂S

8KI + 5H₂SO_{4 (конц.)} = 4K₂SO₄ + 4I₂ + H₂S + 4H₂O или

8KI + 9H₂SO_{4 (конц.)} = 4I₂↓ + H₂S↑ + 8KHSO₄ + 4H₂O

KI + 3H₂O + 3Cl₂ = HIO₃ + KCl + 5HCl

10KI + 8H₂SO₄ + 2KMnO₄ = 5I₂ + 2MnSO₄ + 6K₂SO₄ + 8H₂O

6KI + 7H₂SO₄ + K₂Cr₂O₇ = Cr₂(SO₄)₃ + 3I₂ + 4K₂SO₄ + 7H₂O

2KI + H₂SO₄ + H₂O₂ = I₂ + K₂SO₄ + 2H₂O

2KI + Fe₂(SO₄)₃ = I₂ + 2FeSO₄ + K₂SO₄

2KI + 2CuSO₄ + K₂SO₃ + H₂O = 2CuI + 2K₂SO₄ + H₂SO₄

2HIO₃ I₂O₅ + H₂O

2HIO₃ + 10HCl = I₂ + 5Cl₂ + 6H₂O

2HIO₃ + 5Na₂SO₃ = 5Na₂SO₄ + I₂ + H₂O

2HIO₃ + 5H₂SO₄ + 10FeSO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + I₂ + 6H₂O

I₂O₅ + 5CO I₂ + 5CO₂

2KIO₃ 3O₂ + 2KI

2KIO₃ + 12HCl_(конц.) = I₂ + 5Cl₂ + 2KCl + 6H₂O

KIO₃ + 3H₂SO₄ + 5KI = 3I₂ + 3K₂SO₄ + 3H₂O

KIO₃ + 3H₂O₂ = KI + 3O₂ + 3H₂O

2KIO₄ O₂ + 2KIO₃

5KIO₄ + 3H₂O + 2MnSO₄ = 2HMnO₄ + 5KIO₃ + 2H₂SO₄

Галогены.

1. Вещество, полученное на аноде при электролизе расплава иодида натрия с инертными электродами, выделили и ввели во взаимодействие с сероводородом. Газообразный продукт последней реакции растворили в воде и к полученному раствору добавили хлорное железо. Образовавшийся осадок отфильтровали и обработали горячим раствором гидроксида натрия. Напишите уравнения описанных реакций.

2. Вещество, полученное на аноде при электролизе раствора иодида натрия с инертными электродами, ввели в реакцию с калием. Продукт реакции нагрели с концентрированной серной кислотой и выделившийся газ пропустили через горячий раствор хромата калия. Напишите уравнения описанных реакций.

3. Хлорная вода имеет запах хлора. При подщелачивании запах исчезает, а при добавлении соляной кислоты – становится более сильным, чем был ранее. Напишите уравнения описанных реакций.

4. Бесцветные газы выделяются при выдерживании концентрированной кислоты, как с хлоридом натрия, так и с иодидом натрия. При пропускании этих газов через водный раствор аммиака образуются соли. Напишите уравнения описанных реакций.

5. При термическом разложении соли А в присутствии диоксида марганца образовались бинарная соль Б и газ, поддерживающий горение и входящий в состав воздуха, при нагревании этой соли без катализатора образуются соль Б и соль кислородсодержащей кислоты. При взаимодействии соли А с соляной кислотой выделяется жёлто-зелёный газ (простое вещество) и образуется соль Б. соль Б окрашивает пламя в фиолетовый цвет, при её взаимодействии с раствором нитрата серебра выпадает осадок белого цвета. Напишите уравнения описанных реакций.

6) При добавлении раствора кислоты А к диоксиду марганца происходит выделение ядовитого газа жёлто-зелёного газа. Пропустив выделившийся газ через горячий раствор едкого кали, получают вещество, которое используется при изготовлении спичек и некоторых других зажигательных составов. При термическом разложении последнего в присутствии диоксида марганца образуется соль, из которой при взаимодействии с концентрированной серной кислотой можно получить исходную кислоту А, и бесцветный газ, входящий в состав атмосферного воздуха. Напишите уравнения описанных реакций.

7) Йод нагрели с избытком фосфора, и продукт реакции обработали небольшим количеством воды. Газообразный продукт реакции полностью нейтрализовали раствором едкого натра и добавили в полученный раствор нитрат серебра. Напишите уравнения описанных реакций.

8) Газ, выделившийся при нагревании твердой поваренной соли с концентрированной серной кислотой, пропустили через раствор перманганата калия. Газообразный продукт реакции поглотили холодным раствором едкого натра. После добавления в полученный раствор йодоводородной кислоты появляется резкий запах и раствор приобретает тёмную окраску. Напишите уравнения описанных реакций.

9) Через раствор бромида натрия пропустили газ, выделяющийся при взаимодействии соляной кислоты с перманганатом калия. После окончания реакции раствор выпарили, остаток растворили в воде и подвергли электролизу с графитовыми электродами. Газообразные продукты реакции смешали друг с другом и осветили. В результате произошел взрыв. Напишите уравнения описанных реакций.

10) К пиролюзиту осторожно прибавили раствор соляной кислоты, и выделившийся газ пропустили в химический стакан, наполненный холодным раствором едкого кали. После окончания реакции стакан накрыли картонкой и оставили, при этом стакан освещали солнечные лучи; через некоторое время в стакан внесли тлеющую лучинку, которая ярко вспыхнула. Напишите уравнения описанных реакций.

11) Вещество, выделяющееся на катоде и аноде при электролизе раствора йодида натрия с графитовыми электродами, реагируют друг с другом. Продукт реакции взаимодействуют с концентрированной серной кислотой с выделением газа, который пропустили через раствор гидроксида калия. Напишите уравнения описанных реакций.

12) К оксиду свинца (IV) при нагревании добавили концентрированную соляную кислоту. Выделяющийся газ пропустили через нагретый раствор едкого кали. Раствор охладили, соль кислородсодержащей кислоты отфильтровали и высушили. При нагревании полученной соли с соляной кислотой выделяется ядовитый газ, а при нагревании её в присутствии диоксида марганца – газ, входящий в состав атмосферы. Напишите уравнения описанных реакций.

13) Йод обработали концентрированной азотной кислотой при нагревании. Продукт реакции осторожно нагрели. Образовавшийся при оксид вступил в реакцию с угарным газом. Выделившееся простое вещество растворили в теплом растворе гидроксида калия. Напишите уравнения описанных реакций.

14) Раствор иодида калия обработали избытком хлорной воды, при этом сначала наблюдали образование осадка, а затем – его полное растворение. Образовавшуюся при этом йодсодержащую кислоту выделили из раствора, высушили и осторожно нагрели. полученный оксид прореагировал с угарным газом. Напишите уравнения описанных реакций.

15) Йод обработали хлорноватой кислотой. Продукт реакции осторожно нагрели. продукт реакции осторожно нагрели. Образующийся оксид реагирует с угарным газом с образованием двух веществ – простого и сложного. Простое вещество растворяется в теплом щелочном растворе сульфита натрия. Напишите уравнения описанных реакций.

16) Перманганат калия обработали избытком раствора соляной кислоты, образовался раствор и выделился газ. Раствор разделили на две части: к первой добавили гидроксид калия, а ко второй – нитрат серебра. Выделившийся газ прореагировал газ прореагировал с гидроксидом калия при охлаждении. Напишите уравнения описанных реакций.

17) Расплав хлорида натрия подвергли электролизу. Газ, выделившийся на аноде, прореагировал с водородом с образованием нового газообразного вещества с характерным запахом. Его растворили в воде и обработали расчетным количеством перманганата калия, при этом образовался газ желто-зеленого цвета. Это вещество вступает при охлаждении с гидроксидом натрия. Напишите уравнения описанных реакций.

18) Перманганат калия обработали концентрированной соляной кислотой. Выделившийся при этом газ собрали, а к реакционной массе по каплям прибавили раствор гидроксида калия до прекращения выделения осадка. Собранный газ пропустили через горячий раствор гидроксида калия, при этом образовалась смесь двух солей. Раствор выпарили, твердый остаток прокалили в присутствии катализатора, после чего в твердом остатке осталась одна соль. Напишите уравнения описанных реакций.

Галогены.

1) 2NaI 2Na + I₂

на катоде на аноде

I₂ + H₂S = 2HI↑ + S↓

2HI + 2FeCl₃ = I₂ + 2FeCl₂ + 2HCl

I₂ + 6NaOH _(гор.) = NaIO₃ + 5NaI + 3H₂O

2) 2NaI + 2H₂O 2H₂ + 2NaOH + I₂

на катоде на аноде

I₂ + 2K = 2KI

8KI + 8H₂SO_4(конц.) = 4I₂↓ + H₂S↑ + 4K₂SO₄ + 4H₂O или

8KI + 9H₂SO_{4 (конц.)} = 4I₂↓ + H₂S↑ + 8KHSO₄ + 4H₂O

3H₂S + 2K₂CrO₄ + 2H₂O = 2Cr(OH)₃ + 3S + 4KOH

3) Cl₂ + H₂O ↔ HCl + HClO

HCl + NaOH = NaCl + H₂O

HClO + NaOH = NaClO + H₂O

NaClO + 2HCl = NaCl + Cl₂ + H₂O

4) H₂SO_4(конц.) + NaCl_{(тверд.)} = NaHSO₄ + HCl↑

9H₂SO_4(конц.) + 8NaI_{(тверд.)} = 8NaHSO₄ + 4I₂↓ + H₂S + 4H₂O

NH₄OH + HCl = NH₄Cl + H₂O

NH₄OH + H₂S = NH₄HS + H₂O

5) 2KClO₃ 2KCl + 3O₂↑

4KClO₃ KCl + 3KClO₄

KClO₃ + 6HCl = KCl + 3Cl₂↑ + 3H₂O

KCl + AgNO₃ = AgCl↓ + KNO₃

6) 4HCl + MnO₂ = MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O

3Cl₂ + 6KOH_(гор.) = 5KCl + KClO₃ + 3H₂O

2KClO₃ 2KCl + 3O₂↑

H₂SO_4(конц.) + NaCl_{(тверд.)} = NaHSO₄ + HCl↑

7) 3I₂ + 3P = 2PI₃

PI₃ + 3H₂O = H₃PO₃ + 3HI

HI + NaOH = NaI + H₂O

NaI + AgNO₃ = AgI↓ + NaNO₃

8) H₂SO_4(конц.) + NaCl_{(тверд.)} = NaHSO₄ + HCl↑

16HCl + 2KMnO₄ = 5Cl₂ + 2KCl + 2MnCl₂ + 8H₂O

Cl₂ + 2NaOH_(хол.) = NaCl + NaClO + H₂O

NaClO + 2HI = NaCl + I₂ + H₂O

9) 16HCl + 2KMnO₄ = 5Cl₂ + 2KCl + 2MnCl₂ + 8H₂O

2NaBr + Cl₂ = 2NaCl + Br₂

2NaCl + 2H₂O 2H₂ + 2NaOH + Cl₂

на катоде на аноде

H₂ + Cl₂ = 2HCl

10) 4HCl + MnO₂ = MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O

Cl₂ + 2KOH_(хол.) = KCl + KClO + H₂O

2KClO₃ 2KCl + 3O₂↑

C + O₂ = CO₂

11) 2NaI + 2H₂O 2H₂ + 2NaOH + I₂

на катоде на аноде

I₂ + H₂ = 2HI

8HI + H₂SO_{4 (конц.)} = 4I₂↓ + H₂S↑ + 4H₂O или

2HI + H₂SO_{4 (конц.)} = I₂↓ + SO₂↑ + 2H₂O

а) H₂S + 2KOH = K₂S + 2H₂O

H₂S + K₂S = 2KHS или

б) SO₂ + 2KOH = K₂SO₃ + 2H₂O

K₂SO₃ + SO₂ + H₂O = 2KHSO₃

12) 4HCl + PbO₂ = PbCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O

3Cl₂ + 6KOH_(гор.) = 5KCl + KClO₃ + 3H₂O

KClO₃ + 6HCl = KCl + 3Cl₂ + 3H₂O

2KClO₃ 2KCl + 3O₂↑

13) I₂ + 10HNO₃ 2HIO₃ + 10NO₂ + 4H₂O

2HIO₃ I₂O₅ + H₂O

I₂O₅ + 5CO I₂ + 5CO₂

3I₂ + 6KOH_(гор.) = 5KI + KIO₃ + 3H₂O

14) 2KI + Cl₂ = 2KCl + I₂

I₂ + 5Cl₂ + 6H₂O = 10HCl + 2HIO₃

2HIO₃ I₂O₅ + H₂O

I₂O₅ + 5CO = I₂ + 5CO₂

15) I₂ + 2HClO₃ = 2HIO₃ + Cl₂

2HIO₃ I₂O₅ + H₂O

I₂O₅ + 5CO I₂ + 5CO₂

I₂ + Na₂SO₃ + 2NaOH = 2NaI + Na₂SO₄ + H₂O

16) 16HCl + 2KMnO₄ = 5Cl₂ + 2KCl + 2MnCl₂ + 8H₂O

MnCl₂ + 2KOH = Mn(OH)₂↓ + 2KCl

KCl + AgNO₃ = AgCl↓ + KNO₃

Cl₂ + 2KOH_(хол.) = KCl + KClO + H₂O

17) 2NaCl 2Na + CL₂

на катоде на аноде

Cl₂ + H₂ = 2HCl

16HCl + 2KMnO₄ = 5Cl₂ + 2KCl + 2MnCl₂ + 8H₂O

Cl₂ + 2NaOH_(хол.) = NaCl + NaClO + H₂O

18) 16HCl + 2KMnO₄ = 5Cl₂ + 2KCl + 2MnCl₂ + 8H₂O

MnCl₂ + 2KOH = Mn(OH)₂↓ + 2KCl

3Cl₂ + 6KOH_(гор.) = 5KCl + KClO₃ + 3H₂O

2KClO₃ 2KCl + 3O₂↑

Литература.

Химические свойства неорганических веществ. Учеб. Пособие для вузов. /Лидин Р.А. – М. Химия

Химия. Пособие для поступающих в вузы / О.О. Максименко. – М.: филол. о-во СЛОВО: изд-во Эксмо

Начала химии. Современный курс для поступающих в ВУЗы. – М.: 1Федеративная Книготорговая Компания.

Переходные элементы и их соединения. Пособие для старшеклассников и абитуриентов. И.И. Новошинский, Н.С. Новошинская

Химия. Материалы для подготовки к единому государственному экзамену и вступительным экзаменам в вузы / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов. – М.: Дрофа

Химия. Тематические тесты. Новые задания ЕГЭ-2012. Химический эксперимент (С2): учебно-методическое пособие / Под ред. В.Н. Доронькина. – Ростов н/Дону: Легион

Химия. Тематические тесты для подготовки к ЕГЭ. Задания высокого уровня сложности (С1 – С5) учебно-методическое пособие / Под ред. В.Н. Доронькина. – Ростов н/Дону: Легион

Химия. Подготовка к ЕГЭ: учебно-методическое пособие / Под ред. В.Н. Доронькина. – Ростов н/Дону: Легион

Химия. Вступительные испытания. Подготовка к ЕГЭ / Ю.Н.Медведев, А.Э.Антошина, Р.А.Лидин. – М.: Издательство «Экзамен» (Серия «ЕГЭ. Типовые тестовые задания)

ЕГЭ по химии. Часть С. 11 класс / И.В.Барышова. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний

ЕГЭ 2013. Химия. Типовые тестовые задания / Ю.Н.Медведев. – М.: Издательство «Экзамен» (Серия «ЕГЭ. Типовые тестовые задания)

Оптимальный банк заданий для подготовки учащихся. Единый государственный экзамен 2013. Химия. Учебное пособие. / А.А. Каверина, Д.Ю.Добротин, М.Г. Снастина. – Москва Интелект-Центр

Оптимальный банк заданий для подготовки учащихся. Единый государственный экзамен 2014. Химия. Учебное пособие. / А.А. Каверина, Д.Ю.Добротин, М.Г. Снастина. – Москва Интелект-Центр

ЕГЭ 2014: самое полое издание типовых вариантов заданий / авт.сост. А.А.Каверина, Д.Ю.Добротин, М.Г. Снастина. – Москва.: АСТ: Астрель, 2014 – (Федеральный институт педагогических измерений).

ЕГЭ 2014. Химия. Решение задач. Сдаем без проблем! / А.Э. Антошин. – М.: Яуза-пресс

Химия. Диагностические работы в формате ЕГЭ 2013 / Сост. Н.Н. Богданова, С.С. Смирнов. – М.: МЦНМО, 2013

Химия. Диагностические работы в формате ЕГЭ 2013 / Сост. Н.Н. Богданова, С.С. Смирнов. – М.: МЦНМО, 2014

Готовимся к ЕГЭ. Химия. Диагностические работы в формате ЕГЭ 2014 / В.В. Ерёмин, И.В. Ерёмина. – М.: МЦНМО, 2014