Задачи и упражнения для самостоятельного решения. 27.1. Составить уравнения реакций получения кислорода в лабораторных условиях

27.1. Составить уравнения реакций получения кислорода в лабораторных условиях. Как получают кислород в промышленности?

27.2. Какой объем кислорода (условия нормальные) можно получить при разложении 200 мл 15,5 %-го раствора пероксида водорода Н₂О₂, плотность раствора 1,1 г/мл? (Ответ: 11,2 л).

27.3. Закончить уравнения реакций:

а) P + O₂ = …; б) Al + O₂ = …; в) H₂S + O₂ = …; г) Na₂O + CO₂ = ….

27.4. Закончить уравнения реакций: а) Na₂O + SO₃ = …; б) Na₂O + Al₂O₃ = …;

в) Al₂O₃ + SO₃ = …; г) ВаО + H₂O = …; д) Cl₂O₇ + H₂O = ….

27.5. Какие свойства в окислительно-восстановительных реакциях проявляет пероксид водорода? Закончить уравнения реакций:

а) KI + H₂O₂ + H₂SO₄ = …; б) Hg(NO₃)₂ + H₂O₂ + NaOH = ….

27.6. Определить массовую долю (%) Н₂О₂ в растворе, если при разложении

500 г его выделилось 5,6 л кислорода (условия нормальные). (Ответ: 3,4 %).

27.7. Закончить уравнения реакций: а) Cr₂(SO₄)₃ + H₂O₂ + KOH = …;

б) Ag₂O + H₂O₂ = …; в) MnO₂ + H₂SO₄ (конц.) = ….

27.8. При термическом разложении перманганата калия образовался объем кислорода (условия нормальные), равный объему О₂, который получился в результате разложения водой 18,32 г Na₂O₂. Рассчитать массу разложившегося KMnO₄. (Ответ: 37,1 г).

27.9. Закончить уравнения реакций: а) AgNO₃ + H₂O₂ + KOH = …;

б) Cl₂ + H₂O₂ = …; в) Co(OH)₂ + H₂O + O₂ = ….

27.10. Написать уравнения реакций получения кислорода: а) из оксида марганца (IV); б) из оксида ртути (II); в) из нитрита калия.

27.11. Закончить уравнения реакций: а) HgCl₂ + H₂O₂ + K₂CO₃ = …;

б) AuCl₃ + H₂O₂ + NaOH = …; в) KClO₃ ….

27.12. Сколько миллилитров 3 %-го раствора пероксида водорода (плотность раствора 1,1 г/мл) и воды надо взять для получения 750 мл 0,1 М раствора Н₂О₂? (Ответ: 77,27 мл Н₂О₂; 672,73 мл Н₂О).

27.13. Закончить уравнения реакций: а) HgCl₂ + H₂O₂ = …;

б) Fe(OH)₂ + O₂ + H₂O = …; в) KMnO₄ ….

27.14. Какой объем 3 %-ного раствора Н₂О₂ (ρ = 1,1 г/мл) и какая масса кристаллического KMnO₄ прореагировали в кислой среде, если в результате реакции выделилось 1,12 л кислорода при нормальных условиях?

(Ответ: 51,52 мл Н₂О₂; 3,16 г KMnO₄).

27.15. Закончить уравнения реакций получения пероксида водорода:

а) BaO₂ + H₂SO₄ = …; б) Na₂O₂ + H₂O = …; в) BaO₂ + CO₂ + H₂O = ….

27.16. Написать уравнения реакций получения кислорода разложением:

а) KMnO₄; б) K₂Cr₂O₇; в) HgO.

27.17. При взаимодействии подкисленного раствора KI с раствором Н₂О₂ массой 0,8 г выделилось 0,3 г йода. Вычислить массовую долю (%) Н₂О₂ в растворе. (Ответ: 5 %).

27.18. Для полного обесцвечивания 20 мл 0,02 М раствора KMnO₄ в сернокислой среде потребовался равный объем раствора Н₂О₂. Какова молярная концентрация Н₂О₂? Какой объем кислорода (условия нормальные) выделился при этом? (Ответ: 0,05 М; 22,4 мл).

27.19. Закончить уравнения реакций: а) K₂Cr₂O₇ + H₂O₂ + H₂SO₄= …;

б) MnSO₄ + H₂O₂ + KOH = …; в) HIO₃ + H₂O₂ = ….

27.20. Какая масса 3,4 %-го раствора Н₂О₂ требуется для окисления 100 мл 1 М раствора FeSO₄ в присутствии H₂SO₄? (Ответ: 50 г).

Сера

Теоретическое введение

Сера находится в главной подгруппе VI группы. Атом серы на внешнем уровне имеет 6 электронов (3s²3p⁴). В своих соединениях сера проявляет степени окисления −2,+4, +6 и редко +2.

Сера существует в нескольких аллотропных модификациях. При обычной температуре устойчива ромбическаясера. При 96 °С ромбическая сера переходит в моноклинную. Кристаллы ромбической и моноклинной серы состоят из кольцевых молекул S₈ и отличаются друг от друга взаимной ориентацией колец. Моноклинная сера плавится при 119 °С, превращаясь в янтарно-желтую легкоподвижную жидкость. Около 160 °С кольца молекул S₈ разрываются, образуя бесконечные опирали S_∞, жидкость темнеет и при 200 °С становится темно-коричневой и вязкой, как смола. Дальнейшее нагревание приводит к разрыву и укорачиванию спиральных молекул серы и вязкость жидкой серы уменьшается. При 445 °С сера закипает, образуя оранжево-желтые пары, состоящие из молекул S₈ , S₆ , S₄ , S₂. При выливании кипящей серы в холодную воду образуется пластическая сера, которая постепенно переходит в ромбическую.

Сера – достаточно активный неметалл. При нагревании она окисляет многие простые вещества, но и сама довольно легко окисляется кислородом и галогенами. С водой и разбавленными кислотами сера не реагирует. При нагревании взаимодействует с растворами щелочей:

3S +6KOH = K₂SO₃ + 2K₂S + 3H₂O.

Водородное соединение серы – сероводород Н₂S , ядовитый газ с неприятным запахом. Растворяясь в воде, образует слабую сероводородную кислоту. Соли ее называют сульфидами. Сероводород и сульфиды обладают восстановительными свойствами.

В лаборатории сероводород получают действием кислот на сульфид железа. Сероводород горит на воздухе голубоватым пламенем, образуя SО₂ и Н₂О. При недостатке кислорода он переходит в свободную серу.

Из соединений серы со степенью окисления +4 наибольшее значение имеет оксид серы (IV). SO₂ (сернистый газ) – бесцветный газ с характерным запахом, ядовит, химически активен. SO₂ хорошо растворим в воде, при этом частично происходит реакция с водой и образуется сернистая кислота. Н₂SO₃ неустойчива, в свободном состоянии не выделена, относится к кислотам средней силы. Сернистая кислота и ее соли (сульфиты) обладают окислительными и восстановительными свойствами, причем последние выражены сильнее.

Из соединений серы со степенью окисления +6 наибольшее значение имеет серная кислота – H₂SO₄. Это сильная кислота, с водой смешивается в любых соотношениях с выделением большого количества теплоты за счет образования гидратов. Легко поглощает пары воды из воздуха, отщепляет воду от многих органических веществ (клетчатка, сахар и др.), обугливая их.

Концентрированная H₂SO₄ – сильный окислитель. Неметаллы окисляются ею до своих оксидов, а сама серная кислота восстанавливается в SО₂. Взаимодействие H₂SО₄ с металлами протекает различно в зависимости от ее концентрации и активности металла.