Кислородосодержащие соединения серы 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Кислородосодержащие соединения серы



 

431. Как получают и где используют оксид серы (IV)? Какое строение имеет молекула этого вещества и как возникает в ней химическая связь между атомами? Покажите уравнениями реакций основно-кислотные и окислительно-восстановительные свойства этого соединения.

 

432. В промышленности оксид серы (VI) получают каталитическим окислением оксида серы (IV). Вычислите термодинамические параметры этой реакции и температурный интервал, в котором она возможна.

 

433. Какие катализаторы используются в контактном и в нитрозном методах получения серной кислоты? Какая масса серы содержится в одной тонне товарной серной кислоты (w = 96 %), какой объем газообразного оксида серы (VI) затрачивается на получение одной тонны такой кислоты?

 

434. Вычислите, какая масса пирита потребуется для получения одной тонны 92 %-ной серной кислоты, если: 1) содержание FeS2 в пирите 90 %; 2) степень обжига пирита составляет 95 %; 3) степень окисления SO2 до SO3 равна 98 %;
4) степень превращения SO3 в Н2SO4 равна 100 %.

 

435. Из 100 т пирита с содержанием серы 50 % получили 150 т 96 %-й серной кислоты. Определите выход кислоты.

 

436. Какая масса пирита, содержащего 45 % серы, требуется для получения одной тонны безводной H2SO4, если потери серы в производстве составляют 5 %?

 

437. Завод ежесуточно потребляет 100 т серы, содержащей 4 % примесей. Какую массу олеума с содержанием 20 % SO3 он выпускает ежесуточно, если выход готового продукта составляет 95 % от теоретического?

 

438. Вычислите тепловой эффект реакции: SO3 + H2O = H2SO4. Почему выделение тепла в этой реакции осложняет получение серной кислоты в промышленности? Чем поглощают SO3, как называют образующийся продукт, как из него получают серную кислоту?

 

439. Какова причина осушающего и водоотнимающего действия концентрированной серной кислоты и большого тепловыделения при её растворении в воде? Какие из указанных газов можно, а какие нельзя осушать концентрированной серной кислотой: H2, O2, N2, NH3, H2S, HCl, HBr, CH4, Cl2?

440. Почему ёмкости с концентрированной серной кислотой нельзя оставлять открытыми? В колбе содержится 920 г 96 %-й H2SO4 (r = 1,84). При хранении в открытом виде на воздухе её масса через некоторое время увеличилась до 1000 г. Почему увеличилась масса кислоты? Чему равна массовая доля H2SO4 в новом растворе?

 

441. Сколько граммов растворённого вещества содержат: 1) 100 мл 60%-й серной кислоты (r = 1,50); 2) 400 мл 0,7 н. серной кислоты; 3) 250 мл 2 М серной кислоты?

 

442. Вычислите эквивалентную концентрацию: 1) 12%-й серной кислоты
(плотность r = 1,08); 2) 0,4 М серной кислоты.

 

443. Определите эквивалентную концентрацию и массовую долю серной кислоты в 6 М растворе, плотность которого 1340 кг/м3

 

444. Вычислите молярную концентрацию, молярную концентрацию эквивалента, моляльность и титр: 1) 4,0%-й серной кислоты (r = 1,025); 2) 96%-й серной кислоты (r = 1,84).

 

445. В 1018 мл воды растворили 80 г серного ангидрида. Вычислите все известные виды концентраций полученной серной кислоты.

 

446. Какой объём 50%-й серной кислоты (r = 1,40) потребуется для приготовления 500 мл 1 М и 1 н. растворов?

 

447. Какой объём 0,5 н. серной кислоты можно приготовить из 100 мл 75%-й серной кислоты (r = 1,675)?

 

448. Какой объём 30%-й серной кислоты (r = 1220 кг/м3) необходимо для приготовления: 1) 200 мл 2 М раствора; 2) 100 мл 1 н. раствора?

 

449. В одном литре воды растворили 56 л SO3 (н.у.). Чему равны моляльность и массовая доля полученного раствора?

 

450. Какую массу оксида серы (VI) необходимо растворить в 100 г 96%-ной серной кислоты для получения 100%-й H2SO4?

 

451. Необходимо нейтрализовать 50 мл 0,1 н. раствора КOH. Какой объём для этого потребуется: 1) 0,1 н. H2SO4; 2) 0,1 М H2SO4?

 

452. Какой объём 0,4 н. серной кислоты будет израсходован на нейтрализацию 800 мл 0,25 н. раствора NaOH?

 

453. Смешали 800 мл воды и 200 мл 85%-й серной кислоты (r = 1,78). Чему равна массовая доля H2SO4 в полученном растворе? Какое правило и почему необходимо соблюдать при смешивании серной кислоты с водой?

 

454. Один литр воды смешали с 500 мл 70%-й H2SO4 (r = 1,67). Чему равна массовая доля и молярная концентрация полученного раствора? Какое правило и почему необходимо соблюдать при смешивании серной кислоты с водой?

 

455. С каким объёмом воды надо смешать 200 мл 20%-й серной кислоты
(r = 1,14), чтобы получить 15%-й раствор? Какое правило и почему необходимо соблюдать при смешивании серной кислоты с водой?

 

456. С каким объёмом воды необходимо смешать 0,5 л 80%-й серной кислоты (r = 1730 кг/м3), чтобы получить 15%-й раствор? Какое правило и почему необходимо соблюдать при смешивании серной кислоты с водой?

 

457. Определите массовую долю и молярную концентрацию раствора, который образуется при смешивании 100 мл 30%-й H2SO4 (r = 1,22) и 150 мл 15%-й H2SO4 (r = 1,10).

 

458. Смешали 200 мл 1,2 М раствора и 150 мл 0,1 М раствора серной кислоты. Определите молярную концентрацию полученного раствора.

 

459. Из 5 л 26%-й серной кислоты (r = 1,19) необходимо приготовить 20%-й раствор. Какой объём воды потребуется для этой цели?

 

460. Какое количество H2SO4 содержится в одном килограмме 98%-й серной кислоты? Сколько литров одномолярной H2SO4 можно приготовить из 1 кг 98%-й серной кислоты? Какое правило и почему необходимо соблюдать при смешивании серной кислоты с водой?

 

461. Опишите взаимодействие разбавленной и концентрированной серной кислоты с металлами. Концентрированную серную кислоту и олеум перевозят в стальных цистернах и хранят в ёмкостях из обычной стали. Почему при этом не происходит взаимодейстие с железом? Почему для этих целей нельзя использовать медные и свинцовые ёмкости? Что произойдёт, если в стальную ёмкость с олеумом попадёт вода?

 

462. Как можно аргументировать утверждение о том, что концентрированная серная кислота является окислителем за счет атома серы (+6), а разбавленная – за счет атома водорода (+1). Напишите уравнения реакций:

 

1) Mg + H2SO4(разб) = 3) Pb + H2SO4(конц) =
  2) Mg + H2SO4(конц) =   4) Ag + H2SO4(конц) =

 

463. Опишите строение SO42–-ионов и молекул H2SO4 и объясните различие окислительных свойств сульфатов, разбавленной серной кислоты и концентрированной H2SO4. Напишите уравнения реакций:

 

1) Zn + H2SO4(разб) = 2) Zn + H2SO4(конц) = 3) Zn + FeSO4(раствор) =

 

464. В окислительно-восстановительных реакциях серная кислота может восстанавливаться по полуреакциям:

 

SO42- + 4H+ + 2e = SO2 + 2H2O; jº = 0,17 В

 

SO42- + 8H+ + 6e = S + 4H2O; jº = 0,36 В

 

SO42- + 10H+ + 8e = H2S + 4H2O; jº = 0,30 В

 

Почему при взаимодействии концентрированной H2SO4 с металлами образуются не более вероятные продукты (сера или сероводород), а наименее вероятный – SO2? Какой объём этого газа образуется при взаимодействии 10 г меди с избытком концентрированной серной кислоты?

 

465. Почему, несмотря на небольшое значение окислительно-восстано-вительного потенциала полурекции

 

SO42- + 4H+ + 2e = SO2 + 2H2O; jº = 0,17 В,

 

концентрированная серная кислота окисляет все металлы, кроме благородных?
В 100 мл 60%-й H2SO4 (r = 1610 кг/м3) внесли один грамм серебра. Вычислите:
1) массу образовавшегося сульфата серебра; 2) объём выделившегося SO2 (н.у.); 3) массовую долю H2SO4 в растворе после реакции.

 

466. Какая масса железа потребуется для его взаимодействия с разбавленной серной кислотой, чтобы выделившимся водородом провести восстановление до металла 23,15 г Fe3O4? Иметь в виду, что выход реакции восстановления равен 50 %.

 

467. Напишите уравнения реакций концентрированной серной кислоты с неметаллами – углеродом, фосфором, серой. Какой объём SO2 образуется при сжигании 32 г серы и при взаимодействии такой же массы серы с концентрированной серной кислотой?

 

468. Какая масса оксида фосфора (III) взаимодействовала с избытком концентрированной серной кислоты, если при этом выделилась 112 л SO2?

 

469. При взаимодействии твердого иодида калия с концентрированной серной кислотой образуются различные продукты окисления иода(–1) и восстановления серы(+6). Укажите возможно бóльшее число таких продуктов и условия их преимущественного образования. Напишите уравнения реакций; какая из них термодинамически наиболее вероятна?

 

470. Самыми крупными потребителями серной кислоты являются производства минеральных удобрений. Какие удобрения получают с использованием серной кислоты? Какая масса H2SO4 (в чистом виде) расходуется на получение одной тонны суперфосфата и сульфата аммония?

 

471. Автомобильные аккумуляторы «заправляют» серной кислотой с плотностью 1,28. Чему равна массовая доля H2SO4 в такой кислоте? В каком соотношении смешиваются 96%-я H2SO4 (r = 1,84) и вода при приготовлении аккумуляторной серной кислоты? Какой объём 96%-й H2SO4 требуется для приготовления
300 л аккумуляторной серной кислоты?

472. Почему серная кислота образует два ряда солей (сульфаты и гидросульфаты)? Какая соль образуется при взаимодействии: 1) 98 г H2SO4 c 80 г NaOH;
2) 49 г H2SO4 с 28 г KOH; 3) 223,1 мл 36%-й H2SO4 (r = 1,22) с 425,5 мл 16%-го раствора NaOH (r = 1,175)?

 

473. Почему большинство солей – сульфатов выделяется из растворов в виде кристаллогидратов? При нагревании одного из таких кристаллогидратов, образованного двухвалентным металлом, его масса уменьшилась с 5,5 г до 3,0 г. Безводный остаток (3,0 г) был растворен в воде и действием щелочи из него образовалось 1,8 г малорастворимого гидроксида. Определите формулу кристаллогидрата.

 

474. Растворимость сульфата натрия при 0 ºС составляет 4,5 г/100 г H2O, а при 40 ºС – 48,4 г/100 г H2O. Какой объём воды потребуется для растворения 800 г Na2SO4 при 40 ºС и какая масса соли выпадает в осадок при охлаждении этого раствора до 0 ºС?

 

475. Произведение растворимости сульфата лантана равно 2,5∙10–5. Образуется ли эта соль при смешивании одинаковых объёмов: 1) 0,2 М раствора La(NO3)3 c 0,2 М раствором K2SO4; 2) 0,2 М раствора La(NO3)3 с 2 М раствором K2SO4?

 

476. Расположите в ряд по уменьшению растворимости сульфаты: BaSO4, K2SO4, Ag2SO4, CaSO4, Na2SO4. Приведите данные о растворимости солей при 20 ºС, вычислив концентрацию их насыщенных растворов в массовых процентах.

 

477. Сульфаты подразделяются на две группы: разлагающиеся при температуре выше 1000 ºС и ниже этой температуры. Разделите данные соли на эти группы: CuSO4, BaSO4, K2SO4, Al2(SO4)3, FeSO4 и Ag2SO4. Разделение объясните. Для одного из сульфатов вычислите температуру, при которой термодинамически возможно его разложение на оксид металла и оксид серы (VI).

 

478. Вычислите температуру, при которой равновесие данных реакций смещено в сторону образования продуктов:

 

1) H2SO4 D H2O + SO3 3) MgSO4 D MgO + SO3
  2) ZnSO4 D ZnO + SO3   4) Na2SO4 D Na2O + SO3

 

и объясните результаты вычислений.

 

479. Как проще всего можно получить сульфат натрия, пентагидрат сульфата меди (II) и сульфат аммония? Какой объём NH3 (н.у.) необходимо пропустить через один литр 20%-й серной кислоты (r = 1,14) для её полного превращения в сульфат аммония? Чему будут равны: 1) масса полученного раствора; 2) масса сульфата аммония в растворе; 3) массовая доля сульфата аммония в растворе?

 

480. Напишите молекулярные и ионные уравнения гидролиза сульфатов аммония, цинка и алюминия. Для сульфата аммония вычислите: 1) константу гидролиза; 2) степень гидролиза в одномолярном растворе; 3) водородный показатель одномолярного раствора.

481. Опишите состав, строение и свойства тиосерной кислоты и тиосульфата натрия. Как и с какой целью получают тиосульфат натрия, чем обусловлены его восстановительные свойства? Напишите уравнения реакций Na2S2O3 с перманганатом калия, галогенами (Cl2, Br2, I2) и его разложения при нагревании.

 

482. При взаимодействии раствора тиосульфата натрия с серной кислотой при 20 ºС реакция продолжалась 90 с, а при 50 ºС – 15 с. Напишите уравнение реакции и вычислите её энергию активации.

 

483. Четыре соли – Na2SO4, Na2SO3, Na2S и Na2S2O3 можно идентифицировать с помощью одного реактива. Какой это реактив и почему с его помощью идентифицируются данные соли? Напишите уравнения реакций.

 

484. В каком количественном и массовом соотношениях необходимо смешивать безводную серную кислоту и SO3, чтобы получаемый продукт можно было бы рассматривать как новое вещество? Приведите формулу и название этого вещества, изобразите геометрическое строение молекулы. Напишите название продукта, который образуется при смешивании безводной серной кислоты с любым количеством SO3.

 

485. Выразите в общем виде состав всех политионовых кислот и укажите способы их получения. Напишите обычные и структурные формулы дитионовой, тритионовой и тетратионовой кислот, приведите примеры их солей. Напишите уравнения реакций разложения дитионата бария и тетратионата натрия при нагревании.

 

486. Опишите состав, получение и применение пероксомоносерной и пероксодисерной кислот. Вычислите массу безводной пероксодисерной кислоты, расходуемой на получение 100 кг пергидроля.

 

487. Приведены полуреакции, характеризующие окислительные свойства пероксодисерной кислоты, её солей (персульфатов) и озона:

 

S2O82- + 2H+ + 2e = 2HSO4; jº = 2,12 В

 

S2O82- + 2e = 2SO42-; jº = 2,05 В

 

O3 + 2H+ + 2e = O2 + H2O; jº = 2,07 В

 

Можно ли окислить серную кислоту до перосодисерной действием озона? Напишите уравнения реакций:

 

1) H2S2O8 + MnSO4 + H2O = HMnO4 +...

 

2) Na2S2O8 + K2SO3 + H2O =

 

3) K2S2O8 + KI =

 

488. Опишите состав и строение пероксодисерной кислоты и её солей. Чему равны валентность и степень окисления атомов серы в этой кислоте? Чем обусловлены сильные окислительные свойства этих соединений? Напишите уравнения реакций:

 

1) H2S2O8 + Cr2(SO4)3 + H2O = H2Cr2O7 +...

 

2) Na2S2O8 + FeSO4 =

 

3) K2S2O8 + AgNO3 + KOH = AgO¯ +...

 

489. Опишите состав, получение и свойства фторсульфоновой и хлорсульфоновой кислот. Какая масса хлорсульфоновой кислоты взаимодействовала с водой, если для нейтрализации продуктов израсходовано 100 мл 0,5 н. раствора NaOH?

 

490. Опишите состав, строение молекул, получение и свойства хлористого тионила и хлористого сульфурила. Каковы современные (по международной номенклатуре) названия этих соединений? Обладают ли эти соединения свойствами галогеноангидридов?

 

СЕЛЕН, ТЕЛЛУР, ПОЛОНИЙ

 

491. Опишите строение атомов селена, теллура и полония в сравнении с серой. Какие валентности, степени окисления и координационные числа для них характерны? Каковы формулы их оксидов и гидроксидов?

 

492. Природный селен состоит из шести изотопов с массовыми числами
74 (0,87%), 76 (9,02 %), 77 (7,58 %), 78 (23,52 %), 80 (49,82 %) и 82 (9,19 %). Вычислите среднюю атомную массу селена. Почему результат не совпадает со справочным значением атомной массы селена?

 

493. Селен с водой и разбавленными HCl и H2SO4 не взаимодействует, с концентрированной HNO3 и царской водкой взаимодействует, со щелочами взаимодействует в присутствии окислителей, горит в кислороде, взаимодействует с фтором при комнатной температуре, с хлором и бромом при небольшом нагревании. Напишите уравнения этих реакций.

 

494. Теллур горит в кислороде; взаимодействует с галогенами на холоду; с водой взаимодействует в порошкообразном состоянии при 100–160 0C; медленно взаимодействует с HCl; легко взаимодействует с HNO3 и царской водкой; медленно взаимодействует со щелочами, но этот процесс ускоряется в присутствии окислителей. Напишите уравнения реакций.

 

495. Наиболее долгоживущий изотоп полония Po-210 содержится в урановых рудах. При получении его переводят в раствор в виде PoCl2 и восстанавливают сероводородом или активным металлом. Его получают также искусственно, облучая висмут-209 нейтронами. Напишите уравнения химической и ядерной реакции получения Po-210.

 

496. Химические реакции полония осложнены его радиоактивностью. Например, полоний взаимодействует с HCl с образованием Po(+2), который окисляется до Po(+4). Предполагают, что окисление происходит пероксидом водорода, который образуется в воде под действием a-излучения полония. Напишите уравнения реакций полония с HCl и окисления продукта реакции пероксидом водорода.

497. Определите коэффициенты перед веществами в реакциях:

 

S + HNO3(конц) = H2SO4 + NO

 

Se + HNO3(конц) + H2O = H2SeO3 + NO

 

Te + HNO3(конц) = TeO2 + NO + H2O

 

Po + HNO3(конц) = Po(NO3)4 + NO + H2O

 

Какие выводы о свойствах серы, селена, теллура и полония следуют из сравнения продуктов их взаимодействия с азотной кислотой?

 

498. Массовая доля водорода в его соединении с р-элементом шестой группы составляет 2,47 %. Определите этот элемент, напишите формулу и название его соединения с водородом.

 

499. Для H2O, H2S, H2Se, H2Te энергия Гиббса образования равна –288,8;
–33,0; +71,1; +138,5 кДж/моль, соответственно. Сделайте вывод об устойчивости этих соединений и возможности их получения из простых веществ. Исходя из общих закономерностей Периодической системы, предскажите возможность существования подобного соединения для полония.

 

500. Сравните потенциалы полуреакций:

 

2H2O – 4e = O2 + 4H+; φº = 1,23 В

 

H2S – 2e = S + 2H+; φº = 0,14 В

 

H2Se – 2e = Se + 2H+; φº = -0,40 B

 

H2Te – 2e = Te + 2H+; φº = -0,74 B

 

Как и почему изменяются окислительно-восстановительные свойства соединений в ряду H2O – H2S – H2Se – H2Te? Приведите примеры реакций, в которых селеноводород и теллуроводород являются восстановителями. Какая из трех данных реакций в принципе невозможна:

 

1) H2Se + S = 2) H2Se + Te = 3) H2Te + Se =?

 

501. Вычислите степень диссоциации H2S, H2Se и H2Te в 0,1 М водных растворах; вычислите pH этих растворов. Как и почему изменяются основно-кислотные свойства этих соединений?

 

502. Высший оксид элемента (из числа оксидов селена, теллура, полония) содержит 37,8 % кислорода. Определите этот элемент, напишите формулу оксида, опишите его свойства.

 

503. Опишите окислительно-восстановительные свойства, устойчивость и кислотные свойства H2SeO3 и H2TeO3 в сравнении с сернистой кислотой. Как называются соли этих кислот, какова их растворимость, и как они гидролизуются в растворе? Ответ иллюстрируйте уравнениями реакций.

 

504. Напишите уравнения основно-кислотных и окислительно-восстановительных реакций с участием соединений Se(+4) и Te(+4):

 

1) SeO2 + H2O = 2) SeO2 + SO2

 

3) KHSeO3 + KOH = 4) H2SeO3 + KMnO4 + H2SO4 =

 

5) TeO2 + HI = 6) H2TeO3 + SnCl2 + HCl =

 

505. Селеновую кислоту получают в результате следующих превращений:

 

Se ® SeO2 ® H2SeO3 ® H2SeO4.

 

Напишите уравнения соответствующих реакций и укажите условия их проведения. Вычислите массу селена, которая затрачивается на получение 1 кг безводной селеновой кислоты.

 

506. Сравните потенциалы полуреакций:

 

H2SO3 + 4H+ + 4e = S + 3H2O; φº = 0,45 В

 

H2SeO3 + 4H+ + 4e = Se + 3H2O; φº = 0,74 В

 

H2TeO3 + 4H+ + 4e = Te + 3H2O; φº = 0,59 В

 

SO42- + 4H+ + 2e = H2SO3 + H2O; φº = 0,17 В

 

SeO42- + 4H+ + 2e = H2SeO3 + H2O; φº = 1,15 В

 

TeO42- + 4H+ + 2e = H2TeO3 + H2O; φº = 0,89 В.

 

Можно ли: 1) сернистую кислоту окислить в серную действием H2SeO3?
2) селенистую кислоту окислить в селеновую действием H2TeO3? 3) получить селен из H2SeO3 действием H2TeO3? Напишите уравнения возможных реакций.

 

507. Как можно объяснить тот факт, что селеновая кислота является более сильным окислителем, чем серная и теллуровая? Напишите уравнения реакций и укажите условия их осуществления:

 

1) H2SeO4 + HCl = 3) H2SeO4 + Zn =
  2) H2SeO4 + SO2 =   4) H2SeO4 + Au =

 

508. Объясните, почему из всех р-элементов шестой группы только теллур образует ортокислоту (H6TeO6)? Охарактеризуйте силу, устойчивость к нагреванию и окислительные свойства этой кислоты. Напишите уравнения реакций:

 

1) H6TeO6 = 2) H6TeO6 + H2S =

 

509. Напишите названия соединений: K2Se, KHSe, Al2Te3, K2TeF8, K2TeI6, PoO(OH)2, SeO2, SeO3, Na2SeO3, Na2SeO4, NaHSeO4, H6TeO6, K4H2TeO6.
К каким классам (группам) веществ относятся четвёртое, пятое и последнее соединения?

 

510. Селен и теллур используются в качестве полупроводников. Объясните существование трех классов веществ: металлов, полупроводников и изоляторов. Исходя из закономерностей Периодической системы, предсказать, у какого полупроводника – селена или теллура – величина запрещенной зоны должна быть меньше.

Глава четвертая.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-02-05; просмотров: 822; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.238.57.9 (0.11 с.)