Тема:
Сера и ее соединения. Аллотропия серы. Сероводород. Оксиды серы (IV, VI)
Цели
урока:
рассмотреть вещество «сера», аллотропию серы, ознакомиться с физическими и
химическими свойствами серы.
Задачи
урока.
Обучающие -
рассмотреть положение элемента серы в ПСХЭ Д.И.Менделеева, строение атома;
аллотропные видоизменения серы; физические и химические свойства; применение
серы и ее соединений человеком.
Развивающие –
развивать интеллектуальные и познавательные умения учащихся добывать
самостоятельно знания, обобщать и делать выводы, фиксировать главное в
свернутом виде.
Воспитательные –
содействовать воспитанию организованности учащихся при решении проблемных
вопросов.
Учащиеся
должны знать:
строение атома серы, физические и химические свойства аллотропных
видоизменений серы, области применения.
Учащиеся
должны уметь:
давать характеристику серы, как химического элемента, так и простого вещества.
Тип урока:
урок
изучения нового материала
Формы
организации познавательной деятельности: фронтальная,
групповая
Средства
обучения:
проектор, компьютер, слайдовая презентация
Ход
урока
1.
Организационный момент урока.
2.
Изучение нового материала
Cера в природе:
Самородная сера.
Украина, Поволжье,
Центральная Азия и др.
Сульфиды:
PbS -
свинцовый блеск
Cu2S – медный
блеск
ZnS –
цинковая обманка
FeS2 – пирит,
серный колчедан, кошачье золото
H2S –
сероводород (в минеральных источниках и природном газе)
Белки:
Волосы, кожные
покровы, ногти…
Сульфаты:
CaSO4 x 2H2O -
гипс
MgSO4 x 7H2O –
горькая соль (английская)
Na2SO4 x 10H2O –
глауберова соль (мирабилит)
Физические
свойства.
Твердое
кристаллическое вещество желтого
цвета,
нерастворима в воде, водой не смачивается (плавает на поверхности), t°кип =
445°С
Аллотропия.
Для серы
характерны несколько аллотропных модификаций:
Ромбическая (a -
сера) - S8
t°пл. =
113°C; ρ =
2,07 г/см3.
Наиболее
устойчивая модификация.
|
Моноклинная (b -
сера) - S8
темно-желтые
иглы,
t°пл. =
119°C; ρ =
1,96 г/см3.
Устойчивая
при температуре более 96°С;
при
обычных условиях превращается в ромбическую.
|
Пластическая Sn
коричневая
резиноподобная (аморфная) масса.
Неустойчива,
при затвердевании превращается в ромбическую.
|
|
|
ПОЛУЧЕНИЕ
ПЛАСТИЧЕСКОЙ СЕРЫ
|
Взаимопревращение
аллотропных модификаций серы
Строение атома
серы
Размещение
электронов по уровням и подуровням
|
Основное
состояние
1s22s22p63s23p4
|
Размещение
электронов по орбиталям (последний слой)
|
Степень
окисления
|
Валентность
|
|
+2, -2
|
В
основном состоянии
II
|
|
+4
|
Первое
возбуждённое состояние
IV
|
|
+6
|
Второе
возбуждённое состояние
VI
|
Получение
серы.
1. Промышленный
метод - выплавление из руды с помощью водяного пара.
2. Неполное
окисление сероводорода (при недостатке кислорода):
2H2S + O2 = 2S + 2H2O
3. Реакция
Вакенродера:
2H2S + SO2 = 3S + 2H2O
Химические
свойства серы:
Сера - окислитель
S0 +
2ē -> S-2
|
Сера - восстановитель
S - 2ē -> S+2; S -
4ē -> S+4; S -
6ē -> S+6
|
1) Сера
реагирует со щелочными металлами без нагревания:
2Na + S -> Na2S ОПЫТ
c остальными
металлами (кроме Au, Pt) - при
повышенной t°:
2Al + 3S
–t°-> Al2S3
Zn + S –t°-> ZnS ОПЫТ
Cu + S –t°-> CuS ОПЫТ
2) С
некоторыми неметаллами сера образует бинарные соединения:
H2 +
S -> H2S
2P + 3S -> P2S3
C + 2S -> CS2
|
1) c кислородом:
S + O2 –t°-> S+4O2
2S + 3O2 –t°;pt-> 2S+6O3
2) c галогенами
(кромейода):
S + Cl2 -> S+2Cl2
3) c кислотами
- окислителями:
S +
2H2SO4(конц) -> 3S+4O2 +
2H2O
S +
6HNO3(конц) -> H2S+6O4 +
6NO2 + 2H2O
Реакции диспропорционирования:
4) 3S0 + 6KOH -> K2S+4O3 + 2K2S-2 + 3H2O
|
Применение.
Вулканизация
каучука, получение эбонита, производство спичек, пороха, в борьбе с вредителями
сельского хозяйства, для медицинских целей (серные мази для лечения кожных заболеваний),
для получения серной кислоты и т. д.
СЕРОВОДОРОД
Физические
свойства
Газ, бесцветный, с
запахом тухлых яиц, ядовит, растворим в воде (в 1V H2O растворяется
3V H2S при н.у.); t°пл. =
-86°C; t°кип. = -60°С.
Влияние
сероводорода на организм:
Сероводород не
только скверно пахнет, он еще и чрезвычайно ядовит. При вдыхании этого
газа в большом количестве быстро наступает паралич дыхательных нервов, и тогда
человек перестает ощущать запах – в этом и заключается смертельная опасность
сероводорода.
Насчитывается
множество случаев отравления вредным газом, когда пострадавшими были рабочие,
на ремонте трубопроводов. Этот газ тяжелее, поэтому он накапливается в ямах,
колодцах, откуда быстро выбраться не так-то просто.
Получение
1) H2 + S → H2S↑ (при t)
2) FeS +
2HCl → FeCl2 + H2S↑
Химические
свойства:
1) Раствор H2S в
воде – слабая двухосновная кислота.
Диссоциация происходит
в две ступени:
H2S → H+ + HS- (первая
ступень, образуется гидросульфид - ион)
HS- → 2H+ + S2- (вторая ступень)
Сероводородная
кислота образует два ряда солей - средние (сульфиды) и кислые (гидросульфиды):
Na2S – сульфид натрия;
CaS – сульфид кальция;
NaHS – гидросульфид натрия;
Ca(HS)2 – гидросульфид кальция.
2) Взаимодействует
с основаниями:
H2S + 2NaOH (избыток) → Na2S +
2H2O
H2S (избыток) + NaOH → NaНS + H2O
3) H2S проявляет
очень сильные восстановительные свойства:
H2S-2 +
Br2 → S0 + 2HBr
H2S-2 +
2FeCl3 → 2FeCl2 + S0 + 2HCl
H2S-2 + 4Cl2 +
4H2O → H2S+6O4 + 8HCl
3H2S-2 +
8HNO3 (конц) → 3H2S+6O4 + 8NO + 4H2O
H2S-2 +
H2S+6O4 (конц) → S0 + S+4O2 + 2H2O
(при нагревании
реакция идет по-иному: H2S-2 + 3H2S+6O4 (конц) → 4S+4O2 +
4H2O)
4) Сероводород
окисляется:
при
недостатке O2
2H2S-2 + O2 → 2S0 +
2H2O
при избытке O2
2H2S-2 +
3O2 → 2S+4O2 + 2H2O
5) Серебро
при контакте с сероводородом чернеет:
4Ag +
2H2S + O2 → 2Ag2S↓ +
2H2O
Потемневшим
предметам можно вернуть блеск. Для этого в эмалированной посуде их кипятят с
раствором соды и алюминиевой фольгой. Алюминий восстанавливает серебро до
металла, а раствор соды удерживает ионы серы.
6) Качественная
реакция на сероводород и растворимые сульфиды -образование темно-коричневого
(почти черного) осадка PbS:
H2S +
Pb(NO3)2 → PbS↓ + 2HNO3
Na2S +
Pb(NO3)2 → PbS↓ + 2NaNO3
Pb2+ + S2- → PbS↓
Загрязнение
атмосферы вызывает почернение поверхности картин, написанных масляными
красками, в состав которых входят свинцовые белила. Одной из основных причин
потемнения художественных картин старых мастеров было использование свинцовых
белил, которые за несколько веков, взаимодействуя со следами сероводорода в
воздухе (образуются в небольших количествах при гниении белков; в атмосфере
промышленных регионов и др.) превращаются в PbS. Свинцовые
белила – это пигмент, представляющий собой карбонат свинца (II). Он
реагирует с сероводородом, содержащимся в загрязнённой атмосфере, образуя
сульфид свинца (II), соединение чёрного цвета:
PbCO3 + H2S = PbS↓ + CO2 + H2O
При обработке
сульфида свинца (II) пероксидом водорода происходит реакция:
PbS + 4H2O2 = PbSO4 + 4H2O,
при этом
образуется сульфат свинца (II), соединение белого цвета.
Таким образом
реставрируют почерневшие масляные картины.
7) Реставрация:
PbS + 4H2O2 → PbSO4 (белый) + 4H2O
Сульфиды.
Получение
сульфидов
1) Многие
сульфиды получают нагреванием металла с серой:
Hg + S → HgS
2) Растворимые
сульфиды получают действием сероводорода на щелочи:
H2S + 2KOH → K2S + 2H2O
3) Нерастворимые
сульфиды получают обменными реакциями:
CdCl2 +
Na2S → 2NaCl + CdS↓
Pb(NO3)2 +
Na2S → 2NaNO3 + PbS↓
ZnSO4 +
Na2S → Na2SO4 + ZnS↓
MnSO4 +
Na2S → Na2SO4 + MnS↓
2SbCl3 +
3Na2S → 6NaCl + Sb2S3↓
SnCl2 + Na2S → 2NaCl + SnS↓
Химические
свойства сульфидов:
1) Растворимые
сульфиды сильно гидролизованы, вследствие чего их водные растворы имеют
щелочную реакцию:
K2S + H2O → KHS
+ KOH
S2- +
H2O → HS- + OH-
2) Сульфиды
металлов, стоящих в ряду напряжений левее железа (включительно), растворимы в
сильных кислотах:
ZnS + H2SO4 → ZnSO4 + H2S
3) Нерастворимые
сульфиды можно перевести в растворимое состояние действием концентрированной HNO3:
FeS2 +
8HNO3 → Fe(NO3)3 + 2H2SO4 + 5NO + 2H2O
3. Закрепление
изученного материала
Задание № 1
Напишите уравнения
реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
Cu → CuS → H2S → SO2
Задание № 2
Составьте уравнения
окислительно-восстановительных реакций полного и неполного сгорания
сероводорода. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите
окислитель и восстановитель для каждой реакции, а так же процессы окисления и
восстановления.
Задание № 3
Запишите уравнение
химической реакции сероводорода с раствором нитрата свинца (II) в молекулярном,
полном и кратком ионном виде. Отметьте признаки этой реакции, является ли
реакция обратимой?
Задание № 4
Сероводород
пропустили через 18%-ый раствор сульфата меди (II) массой 200 г. Вычислите
массу осадка, выпавшего в результате этой реакции
SO2 (сернистый ангидрид; сернистый газ)
Физические
свойства.
Бесцветный газ с
резким запахом; хорошо растворим в воде (в 1V H2O растворяется 40V SO2 при н.у.); более
чем в два раза тяжелее воздуха, ядовит; t°пл. = -75,5°C; t°кип. =
-10°С.
Обесцвечивает
многие красители, убивает микроорганизмы.
Получение:
1) При сжигании
серы в кислороде:
S + O2 → SO2
2) Окислением
сульфидов:
4FeS2 +
11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
3) Обработкой
солей сернистой кислоты минеральными кислотами:
Na2SO3 + 2HCl → 2NaCl + SO2 + H2O
4) При
окислении металлов концентрированной серной кислотой:
Cu + 2H2SO4 (конц) → CuSO4 + SO2 +
2H2O
Химические
свойства:
1) Сернистый
ангидрид - кислотный оксид.
· взаимодействие
с водой
При растворении в
воде образуется слабая и неустойчивая сернистая кислотаH2SO3 (существует
только в водном растворе)
Оксид серы (VI) - SO3 (серный
ангидрид)
Физические
свойства
Бесцветная летучая
маслянистая жидкость, t°пл. = 17°C; t°кип. =
66°С; на воздухе "дымит", сильно поглощает влагу (хранят в запаянных
сосудах).
SO3 + H2O → H2SO4
SO3 хорошо
растворяется в 100%-ной серной кислоте, этот раствор называется олеумом.
Получение
1) 2SO2 + O2 → 2SO3 (катализатор
– V2O5, при
450˚С)
2) Fe2(SO4)3 → Fe2O3 + 3SO3 (разложение
при нагревании)
Химические
свойства:
1) Серный
ангидрид - кислотный оксид.
Взаимодействие с
водой
При растворении в
воде дает сильную двухосновную серную кислоту:
SO3 + H2O → H2SO4
3.
Закрепление изученного материала
№ 1. Закончите
уравнения реакций:
S + O2
S + Na
S + H2
Расставьте коэффициенты
методом электронного баланса, укажите окислитель, восстановитель.
№ 2. Осуществите
превращения по схеме:
H2S → S → Al2S3 → Al(OH)3
№
3. Закончите уравнения реакций, укажите, какие свойства проявляет сера
(окислителя или восстановителя):
Al + S = (при
нагревании)
S + H2 =
(150-200)
S + O2 =
(при нагревании)
S + F2 = (при
обычных условиях)
S + H2SO4(к) =
S + KOH =
S + HNO3 =
4. Это
интересно...
· Содержание
серы в организме человека массой 70 кг - 140 г.
· В
сутки человеку необходимо 1 г серы.
· Серой
богаты горох, фасоль, овсяные хлопья, пшеница, мясо, рыба, плоды и сок манго.
· Сера
входит в состав гормонов, витаминов, белков, она есть в хрящевой ткани, в
волосах, ногтях. При недостатке серы в организме наблюдается хрупкость ногтей и
костей, выпадение волос.
· Следите
за своим здоровьем!
· Соединения
серы могут служить лекарственными препаратами;
· Сера
– основа мази для лечения грибковых заболеваний кожи, для борьбы с чесоткой.
Тиосульфат натрия Na2S2O3 используется для борьбы с нею.
· Многие
соли серной кислоты содержат кристаллизационную воду:
ZnSO4×7H2O и CuSO4×5H2O. Их применяют как антисептические
средства для опрыскивания растений и протравливания зерна в борьбе с вредителями
сельского хозяйства.
· Железный
купорос FeSO4×7H2O используют при анемии.
· BaSO4 применяют
при рентгенографическом исследовании желудка и кишечника.
· Алюмокалиевые
квасцы KAI(SO4)2×12H2O - кровоостанавливающее средство при порезах.
· Минерал Na2SO4×10H2O носит
название «глауберова соль» в честь открывшего его в VIII веке
немецкого химика Глаубера И. Р. Глаубер во время своего
путешествия внезапно заболел. Он ничего не мог есть, желудок отказывался
принимать пищу. Один из местных жителей направил его к источнику. Как только он
выпил горькую соленую воду, сразу стал есть. Глаубер исследовал эту
воду, из нее выкристаллизовалась соль Na2SO4×10H2O. Сейчас ее применяют
как слабительное в медицине, при окраске хлопчатобумажных тканей. Соль
также находит применение в производстве стекла.
· Тысячелистник
обладает повышенной способностью извлекать из почвы серу и стимулировать
поглощение этого элемента с соседними растениями.
· Чеснок
выделяет вещество – альбуцид, едкое соединение серы. Это вещество предотвращает
раковые заболевания, замедляет старение, предупреждает сердечные заболевания.
5. Домашнее
задание
П. 9-10, упр. 3-6,
задача 2 на стр. 31.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.