Разбавленная серная кислота как реагирует с металлами


ЕГЭ. Химические свойства серной кислоты

Химические свойства серной кислоты

  • При взаимодействии H2SO4(к) со слабыми восстановителями (неметаллами: S, P, C, средне- и малоактивными металлами: Fe, Cu, Ag, сложными веществами: H2S, сульфидами металлов, солями Fe2+ и т.д.) образуются SO2 и H2O.
  • При взаимодействии H2SO4(к) с сильными восстановителями (активными металлами: Li-Zn, некоторыми сложными веществами: HI, KI) образуются H2S или S.

 

1. Примеры взаимодействия серной кислоты с простыми веществами:

4Zn + 5H2SO4(конц.) → 4ZnSO 4 + H2S + 4H2O (возможно образование SO2 и S, так как Zn - хороший восстановитель)

2Fe + 6H2SO4(конц.) → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (только при нагревании)

Al, Cr, Fe пассивируются холодной концентрированной серной кислотой (т.е. покрываются оксидной пленкой, препятствующей дальнейшей реакции). Реакции идут только при нагревании.

 

Концентрированная серная кислота окисляет даже слабые металлы, но кроме золота и платины, например:

2Ag + 2H2SO4(к) → Ag2SO4 + SO2 + 2H2O

 

В реакциях с неметаллами образуются соответствующие кислоты:

C + H2SO4(конц.) → CO2 + 2SO2 + 2H2O (t)

S + H2SO4(конц.) → 3SO2 + 2H2O (t)

2P + 5H2SO4(конц.) → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O (t)

 

2. Примеры взаимодействия серной кислоты со сложными веществами:

Из галогеноводородов концентрированная серная кислота может окислить только ионы Br и I :

HF + H2SO4(конц.) → реакция не идет

HCl + H2SO4(конц.) → реакция не идет

2HBr + H2SO4(конц.) → Br2 + SO2 + 2H2O

8HI + H2SO4 (конц.) → 4I2 + H2S + 4H2O

 

2CuI + 4H2SO4(конц.) → 2CuSO4 + I2 + 2SO2 + 4H2O

2CrCl2 + 4H2SO4(конц.) → Cr2(SO4)3 + SO2 + 4HCl + 2H2O

 

Соли меди восстанавливают серную кислоту до SO2, тогда как соли активных металлов до H2S, так как последние проявляют более выраженные восстановительные свойства:

2CuI + 4H2SO4(конц.) → 2CuSO4 + I2 + 2SO2 + 4H2O

8KI + 5H2SO4(конц.) → 4K2SO4 + 4I2 + H2S + 4H2O

 

Примеры реакций с солями (окисляем катион):

2H2SO4(к) + 2FeSO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O

4H2SO4 + 2CrCl 2 → Cr2(SO4)3 + SO2 + 4HCl + 2H2O

Общая характеристика цинка, его реакции с разбавленной и концентрированной серной кислотой

[Депонировать фотографии]

Общие характеристики элемента

Цинк находится в группе 12 периодической таблицы Менделеева и является переходным металлом. Атомный номер элемента 30, а его атомная масса 65.37 г / моль. Электронная конфигурация внешней электронной оболочки атома 4s2. Единственная и постоянная степень окисления +2. Для переходных металлов характерно образование комплексных соединений, они выступают в качестве комплексообразователя с разными координационными числами. Это касается и цинка. Он имеет 5 естественно стабильных изотопов с массовыми числами от 64 до 70. Изотоп 65Zn радиоактивен с периодом полураспада 244 дня.

[Викимедиа]

Цинк - это металл голубовато-серебристого цвета, который на воздухе быстро покрывается защитной оксидной пленкой, скрывающей его блеск.При удалении оксидной пленки цинк проявляет свойства металлов - блестит и имеет характерный яркий отблеск. В природе цинк никогда не встречается в металлической форме, но содержится в соединениях, образующих многие минералы и руды. Наиболее распространены клейофан, сфалерит, вюрцит, марматит, каламин, смитсонит, виллемит, цинкит и франклинит.

Смитсонит [Викимедиа]

Цинк содержится в смешанных рудах вместе с его постоянными спутниками: таллием, германием, индийом, галлием и кадмием.В земной коре содержится 0,0076% цинка, а 0,07 мг / л содержится в морской воде в виде солей. Формула цинка как простого элемента - Zn. Тип химической связи - металлический. Кристаллическая решетка гексагональная плотноупакованная.

Физико-химические свойства цинка

Температура плавления цинка 420 ° C, и в обычных условиях металл представляет собой хрупкое вещество. При нагревании до 100-150 ° C пластичность и пластичность цинка повышаются, и из металла можно изготавливать проволоку и фольгу.Температура кипения цинка составляет 900 ° C. Металл - отличный проводник. Начиная с 200 ° C цинк легко измельчается в серый порошок и теряет пластичность. Металл обладает хорошей теплопроводностью и теплоемкостью. Эти физические параметры означают, что цинк можно использовать в соединениях с другими элементами. Латунь - наиболее широко известный цинковый сплав.

Духовые инструменты из латуни [Депонировать фотографии]

В обычных условиях поверхность куска цинка сразу покрывается оксидом цинка в виде тусклого серо-белого налета - это происходит потому, что кислород воздуха окисляет металл.Цинк, как простой элемент, реагирует с халькогенами, галогенами, кислородом, фосфором, щелочами, кислотами, солями аммония и аммиаком. Цинк не вступает в реакцию с азотом, бором, углеродом и кремнием. Химически чистый цинк не вступает в реакцию с растворами кислот и щелочей. Цинк - амфотерный металл, и в реакции со щелочами образует комплексные соединения - гидроксицинкаты. Щелкните здесь, чтобы узнать, какие химические эксперименты с цинком вы можете проводить дома.

Реакция серной кислоты с цинком для получения водорода

Реакция разбавленной серной кислоты с цинком является основным лабораторным методом получения водорода. Используется чистый гранулированный цинк или технический цинк в виде полосок и стружек.

Если цинк очень чистый, то выделение водорода происходит медленно, особенно в начале реакции. Поэтому иногда в разбавленный раствор после охлаждения добавляют немного раствора сульфата меди.Металлическая медь, которая оседает на поверхности цинка, ускоряет реакцию. Наиболее подходящее разбавление кислоты для получения водорода: концентрированная серная кислота плотностью 1,19 г / см3 разбавляется равным объемом воды.

Реакция концентрированной серной кислоты с цинком

[Депонировать фотографии]

В концентрированной серной кислоте окислителем является не катион водорода, а сульфат-ион, более сильный окислитель.Он не ведет себя как окислитель в разбавленной серной кислоте из-за сильной гидратации и низкой подвижности, вызываемой ею.

В зависимости от температуры и концентрации возможны реакции концентрированной серной кислоты с цинком. Уравнения реакций:

Zn + 2H₂SO4 = ZnSO₄ + SO₂ ↑ + 2H₂O

3Zn + 4H₂SO4 = 3ZnSO₄ + S + 4H₂O

4Zn + 5H₂SO4 = 4ZnSO₄ + H₂S ↑ + 4H₂O

Концентрированная серная кислота является сильным окислителем из-за S⁶⁺.Он даже взаимодействует с малоактивными металлами, то есть с металлами до и после водорода в ряду реактивности, и в отличие от разбавленной кислоты он никогда не выделяет водород в этих реакциях. В реакциях концентрированной серной кислоты с металлами всегда образуются три продукта: соль, вода и продукт восстановления серы. Концентрированная серная кислота является настолько сильным окислителем, что способна окислять даже некоторые неметаллы (например, углерод, серу, фосфор).

.

Реакции элементов 2 группы с кислотами

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  1. Реакции с разбавленной соляной кислотой
  2. Реакции с разбавленной серной кислотой
    1. Бериллий и магний
    2. Кальций, стронций и барий
  3. Реакции с азотной кислотой
    1. Бериллий
    2. Другие металлы группы 2
  4. и атрибуции

На этой странице обсуждаются реакции элементов 2-й группы (бериллий, магний, кальций, стронций и барий) с обычными кислотами.

Реакция с разбавленной соляной кислотой

Каждый металл реагирует с разбавленной соляной кислотой, образуя пузырьки газообразного водорода и бесцветный раствор хлорида металла:

\ [X + 2HCl \ стрелка вправо XCl_2 + H_2 \]

Эти реакции становятся более сильными в группе.

Реакция с разбавленной серной кислотой

Они более сложные из-за образования нерастворимых сульфатов.

Бериллий и магний

Эти металлы реагируют с разбавленной серной кислотой так же, как с разбавленной соляной кислотой; реакция между магнием и разбавленной серной кислотой знакома многим начинающим химикам.Образуется газообразный водород вместе с бесцветными растворами сульфата бериллия или магния. Например:

\ [Mg + H_2SO_4 \ стрелка вправо MgSO_4 + H_2 \]

Кальций, стронций и барий

Сульфат кальция плохо растворим, а сульфаты стронция и бария практически нерастворимы. При воздействии серной кислоты на каждом из этих металлов образуется слой нерастворимого сульфата, полностью замедляя или останавливая реакцию. В случае кальция образуется некоторое количество водорода вместе с белым осадком сульфата кальция.

Реакции с азотной кислотой

Эти реакции более сложные. Когда металл реагирует с кислотой, металл обычно восстанавливает ионы водорода до газообразного водорода. При этом элементарный металл окисляется до катионов металлов.

Однако ионы нитрата легко восстанавливаются до окиси азота и двуокиси азота. Следовательно, металлы, реагирующие с азотной кислотой, имеют тенденцию к образованию оксидов азота, а не газообразного водорода. Если кислота относительно разбавлена, в результате реакции образуется монооксид азота, хотя он немедленно вступает в реакцию с атмосферным кислородом с образованием диоксида азота.Если используется концентрированная азотная кислота, диоксид азота образуется напрямую.

Бериллий

Различные источники расходятся во мнениях относительно того, реагирует ли бериллий с азотной кислотой. Бериллий образует прочный оксидный слой (похожий на слой алюминия), который замедляет реакции, пока он не будет удален.

В некоторых источниках говорится, что бериллий не реагирует с азотной кислотой. Однако легко доступны процедуры получения нитрата бериллия путем взаимодействия порошка бериллия с азотной кислотой.Один источник использует полуконцентрированную азотную кислоту, утверждая, что выделяемый газ представляет собой монооксид азота. Это разумный вывод.

Реакционная способность бериллия, по-видимому, зависит от его источника и способа производства. Возможно, небольшое количество примесей в металле может повлиять на его реакционную способность.

Прочие металлы группы 2

Остальные металлы группы 2 производят водород из очень разбавленной азотной кислоты, но этот газ загрязнен оксидами азота.Также образуются бесцветные растворы нитратов металлов. Возьмем для примера магний, если раствор очень разбавлен:

\ [Mg + 2HNO_3 \ rightarrow Mg (NO_3) _2 + H_2 \]

При умеренных концентрациях (даже с очень разбавленной кислотой в некоторой степени это происходит):

\ [3Mg + 8HNO_3 \ rightarrow 3Mg (NO_3) _2 + 2NO + 4H_2O \]

А с концентрированной кислотой:

\ [Mg + 4HNO_3 \ rightarrow Mg (NO_3) _2 + 2NO_2 + 2H_2O \]

.

Выбор разбавленных кислот - определение, примеры, свойства с видео

    • БЕСПЛАТНАЯ ЗАПИСЬ КЛАСС
    • КОНКУРСНЫЕ ЭКЗАМЕНА
      • BNAT
      • Классы
        • Класс 1-3
        • Класс 4-5
        • Класс 6-10
        • Класс 110003 CBSE
          • Книги NCERT
            • Книги NCERT для класса 5
            • Книги NCERT, класс 6
            • Книги NCERT для класса 7
            • Книги NCERT для класса 8
            • Книги NCERT для класса 9
            • Книги NCERT для класса 10
            • NCERT Книги для класса 11
            • NCERT Книги для класса 12
          • NCERT Exemplar
            • NCERT Exemplar Class 8
            • NCERT Exemplar Class 9
            • NCERT Exemplar Class 10
            • NCERT Exemplar Class 11
            • 9plar
            • RS Aggarwal
              • RS Aggarwal Решения класса 12
              • RS Aggarwal Class 11 Solutions
              • RS Aggarwal Решения класса 10
              • Решения RS Aggarwal класса 9
              • Решения RS Aggarwal класса 8
              • Решения RS Aggarwal класса 7
              • Решения RS Aggarwal класса 6
            • RD Sharma
              • RD Sharma Class 6 Решения
              • RD Sharma Class 7 Решения
              • Решения RD Sharma Class 8
              • Решения RD Sharma Class 9
              • Решения RD Sharma Class 10
              • Решения RD Sharma Class 11
              • Решения RD Sharma Class 12
            • PHYSICS
              • Механика
              • Оптика
              • Термодинамика
              • Электромагнетизм
            • ХИМИЯ
              • Органическая химия
              • Неорганическая химия
              • Периодическая таблица
            • MATHS
              • Статистика
              • Числа
              • Числа Пифагора Тр Игонометрические функции
              • Взаимосвязи и функции
              • Последовательности и серии
              • Таблицы умножения
              • Детерминанты и матрицы
              • Прибыль и убыток
              • Полиномиальные уравнения
              • Разделение фракций
            • Microology
        • FORMULAS
          • Математические формулы
          • Алгебраные формулы
          • Тригонометрические формулы
          • Геометрические формулы
        • КАЛЬКУЛЯТОРЫ
          • Математические калькуляторы
          • 0003000
          • 000
          • 000 Калькуляторы по химии
          • 000
          • 000
          • 000 Образцы документов для класса 6
          • Образцы документов CBSE для класса 7
          • Образцы документов CBSE для класса 8
          • Образцы документов CBSE для класса 9
          • Образцы документов CBSE для класса 10
          • Образцы документов CBSE для класса 1 1
          • Образцы документов CBSE для класса 12
        • Вопросники предыдущего года CBSE
          • Вопросники предыдущего года CBSE, класс 10
          • Вопросники предыдущего года CBSE, класс 12
        • HC Verma Solutions
          • HC Verma Solutions Класс 11 по физике
          • HC Verma Solutions Класс 12 по физике
        • Lakhmir Singh Solutions
          • Lakhmir Singh Solutions Class 9 Solutions
          • Lakhmir Singh Class 10 Solutions
          • Lakhmir Singh Class 8 Solutions
          9000BSE 9000 Notes3 4
.

Реакции элементов 2 группы с кислотами

Это посложнее. Когда большинство металлов вступают в реакцию с большинством кислот, то на самом деле они восстанавливают ионы водорода до газообразного водорода, добавляя электроны к ионам водорода. Металл, конечно, окисляется до положительных ионов металла, потому что он теряет электроны.

Но ионы нитрата также легко восстанавливаются до таких продуктов, как монооксид азота и диоксид азота.

Итак, металлы, реагируя с азотной кислотой, имеют тенденцию давать оксиды азота, а не водорода.Если кислота относительно разбавлена, вы, как правило, получаете монооксид азота, хотя он немедленно вступает в реакцию с кислородом воздуха с образованием коричневого диоксида азота.

Концентрированная азотная кислота дает диоксид азота.

Бериллий

Существует множество разногласий между различными источниками относительно того, реагирует ли бериллий с азотной кислотой. Бериллий имеет прочный оксидный слой (похожий на более известный алюминий), который замедляет реакцию до тех пор, пока он не будет удален.

Некоторые источники говорят, что бериллий не реагирует с азотной кислотой. С другой стороны, легко найти практические детали для получения нитрата бериллия путем взаимодействия порошка бериллия с азотной кислотой. Один источник использует полуконцентрированную азотную кислоту и сообщает, что выделяющийся газ представляет собой монооксид азота. Этого и следовало ожидать.

Похоже, что происходит то, что реагирует он или нет, зависит от источника бериллия (как он был произведен) - возможно, изменение небольших количеств примесей в металле, которые влияют на реакцию.

Это все настолько неопределенно, что трудно понять, как можно задать вопрос об этом на экзамене.

Прочие металлы 2 группы

Они будут производить водород из азотной кислоты, если кислота очень разбавленная, но даже в этом случае она будет загрязнена оксидами азота. Образуются бесцветные растворы нитратов металлов.

На примере магния, если раствор очень разбавлен:

При умеренных концентрациях (и даже с очень разбавленной кислотой это в некоторой степени произойдет):

А с концентрированной кислотой:

.

Смотрите также