ГДЗ учебник по химии 9 класс класс Габриелян 14 Используйте дополнительную информацию Номер 1

§21. Вода. Основания

Вопрос в начале параграфа

✓ Гидросфера − водная оболочка Земли, которая включает в себя всю химически не связанную воду: жидкую, твёрдую, газообразную. Почему химически не связанную?

Ответ:

В природе химически связанная вода присутствует не только в живых организмах, но и в различных минералах, например в гипсе ($CaSO_{4}$ * 2$H_{2}$O), мирабилите, или глауберовой соли ($Na_{2}$ $SO_{4}$ * 10$H_{2}$O), и др. Такая вода не учитывается в объёме гидросферы.

Вопрос (стр.90)

? А какими химическими свойствами обладает вода?

Ответ:

Вода реагирует с оксидами, например, оксидами серы и кальция:$SO_{2}$ + $H_{2}$O = $H_{2}$ $SO_{3}$$SO_{3}$ + $H_{2}$O = $H_{2}$ $SO_{4}$CaO + $H_{2}$O = $Ca(OH)_{2}$

Лабораторный опыт 15

1. Поместите в штатив три пробирки и налейте в них по 2 мл раствора щёлочи. В каждую пробирку добавьте с помощью пипетки по 2−3 капли растворов индикаторов: в первую − лакмуса, во вторую − метилового оранжевого, в третью − фенолфталеина. Как изменилась окраска индикаторов? Измените условия опыта. С помощью пипетки нанесите каплю щёлочи на полоску универсальной индикаторной бумаги. Определите среду раствора по эталонной шкале.

Ответ:

Щелочной раствор окрасил лакмус в синий цвет, метилоранж − в желтый, а фенолфталеин − в малиновый.Полоска универсальной индикаторной бумаги покажет pH = 14, то есть щелочную среду.

Проверьте свои знания

1. Какие вещества называют основаниями? Из перечисленных формул веществ выпишите формулы: а) щелочей; б) нерастворимых в воде оснований: $H_{2}$S, LiOH, NiO, $Fe(OH)_ {2}$, $Sr(OH)_ {2}$, $Cu(OH)_ {2}$, KOH, $Cr(OH)_{2}$, RbOH.

Ответ:

а) щелочи: LiOH, KOH, RbOH.б) нерастворимые в воде основания: $Fe(OH)_ {2}$, $Sr(OH)_ {2}$, $Cu(OH)_ {2}$, $Cr(OH)_ {2}$.$H_ {2}$S не относится к щелочам или нерастворимым в воде основаниям, $H_ {2}$S относится к классу кислот.

2. Как классифицируют основания по растворимости? Из какого источника следует получать данные о ней?

Ответ:

По растворимости в воде все основания делят на две группы: растворимые основания, или щёлочи, и нерастворимые основания. Получать данные о ней следует из таблицы растворимости.

Примените свои знания

3. Массовая доля металла M в основании, формула которого $M(OH)_{2}$, равна 80,1 %. Определите, что это за металл.

Ответ:

Запишем формулу для нахождения массовой доли:ω = n * Ar : Mr * 100%Пусть Ar = x, тогда 0,801 = 1 * x : (x + 34)x = 137, следовательно, M − Ba (барий).

4. Какое количество вещества составляет 390 г гидроксида кальция?

Ответ:

Дано:m ($Ca(OH)_{2}$) = 390 гНайти:n ($Ca(OH)_{2}$) − ?Решение:Запишем формулу для нахождения количества вещества:n = m : M, где:m − масса вещества;M − молярная масса.Рассчитаем M($Ca(OH)_ {2}$) = 40 + 32 + 2 = 74 г/мольn = 390 г : 74 г/моль = 5,27 мольОтвет: n ($Ca(OH)_{2}$) = 5,27 моль.

5. Найдите массу 5 моль гидроксида железа(II) и массу 0,5 моль гидроксида железа(III).

Ответ:

Дано:n ($Fe(OH)_{2}$) = 5 мольn ($Fe(OH)_{3}$) = 0,5 мольНайти:m ($Fe(OH)_{2}$) − ?m ($Fe(OH)_{3}$) − ?Решение:Запишем формулу для нахождения массы:m = n * M, гдеn − количество веществаM − молярная масса$Fe(OH)_ {2}$ − формула гидроксида железа(II)$Fe(OH)_ {3}$ − формула гидроксида железа(III)Найдем M($Fe(OH)_ {2}$) = 56 + 32 + 2 = 90 г/мольm($Fe(OH)_ {2}$) = 5 моль * 90 г/моль = 450 гНайдем M($Fe(OH)_ {3}$) = 56 + 48 + 3 = 107 г/мольm($Fe(OH)_ {3}$) = 0,5 моль * 107 г/моль = 53,5 гОтвет: масса 5 моль гидроксида железа(II) − 450 г; масса 0,5 моль гидроксида железа(III) − 53,5 г.

6. Запишите уравнения реакций, характеризующие получение и свойства оснований по следующим схемам:а) $K_{2}$O + $H_{2}$O → …б) K + $H_{2}$O → … + …Укажите тип реакций по признаку «число и состав исходных веществ и продуктов реакции», а также названия соединений.

Ответ:

а) $K_{2}$O + $H_{2}$O = 2KOH − реакция соединения.$K_{2}$O − оксид калия$H_{2}$O − оксид водородаKOH − гидроксид калия

б) K + $H_{2}$O = 2KOH + $H_{2}$ − реакция замещенияK − калий$H_{2}$O − оксид водородаKOH − гидроксид калия$H_{2}$ − водород

Используйте дополнительную информацию

7. Подготовьте сообщение о получении и применении одной из щелочей. Аргументируйте выбор щёлочи.

Ответ:

Гидроксид натрия − самая распространенная щелочь. Она хорошо растворима в воде. Получают ее чаще всего электролизом раствора хлорида натрия:NaCl + $H_{2}$O = 2NaOH + $Cl_{2}$ + $H_{2}$Но можно рассмотреть еще несколько вариантов ее получения, например взаимодействие натрия с водой:2Na + 2$H_{2}$O = 2NaOH + $H_{2}$Или взаимодействие оксида натрия с водой:$Na_{2}$О + $H_{2}$O = 2NaOHЭта щелочь применяется в производстве мыла, искусственного шелка, бумаги, красителей, а также для очистки бензина, керосина. Также зарегистрирована в качестве пищевой добавки E524.

Химические свойства

Сернистый водород – мощный восстановитель. Основные химические свойства вещества описаны в таблице.

Реакция	Описание	Уравнение
С кислородом	Горит на воздухе голубым пламенем с образованием диоксида серы. При недостатке кислорода образуется сера и вода	– 2H2S + 4O2 → 2H2O + 2SO2; – 2H2S + O2 → 2S + 2H2O
С окислителями	Окисляется до диоксида серы или серы	– 3H2S + 4HClO3 → 3H2SO4 + 4HCl; – 2H2S + SO2 → 2H2O + 3S; – 2H2S + H2SO3 → 3S + 3H2O
Со щелочами	При избытке щёлочи образуются средние соли, при отношении 1:1 – кислые	– H2S + 2NaOH → Na2S + 2H2O; – H2S + NaOH → NaHS + H2O
Диссоциации	Ступенчато диссоциирует в растворе	– H2S ⇆ H+ + HS–; – HS– ⇆ H+ + S2-
Качественная	Образование чёрного осадка – сульфида свинца	H2S + Pb(NO3)2 → PbS↓ + 2HNO3

Рис. 3. Горение сероводорода.

Сернистый водород – токсичный газ, поэтому его применение ограниченно. Большая часть производимого сероводорода используется в промышленной химии для производства серы, сульфида, серной кислоты.

Что мы узнали?

Из темы урока узнали о строении, получении и свойствах сероводорода или сернистого водорода. Это бесцветный газ с неприятным запахом. Является токсичным веществом. Образует сероводородную воду, не вступая во взаимодействие с водой. В реакциях проявляет свойства восстановителя. Реагирует с кислородом воздуха, сильными окислителями (оксидами, кислородными кислотами), со щелочами. Диссоциирует в растворе в два этапа. Сернистый водород используется в химической промышленности для изготовления производных веществ.

1. /10

   Вопрос 1 из 10

Физические и химические свойства сероводорода

Сероводород – вещество, имеющее сладковатый привкус и запах протухших яиц. 

Кроме этого, сероводород характеризуется следующими физическими свойствами:

• при н. у. представляет собой газ тяжелее воздуха;
• имеет невысокую растворимость в воде (при температуре 20оС в одном объеме воды растворяется 2,4 объема сероводорода), хорошо растворяется в этаноле;
• при температуре -70оС и давлении 150 Гпа становится отличным проводником;
• при определенных условиях способен воспламеняться, поэтому огнеопасен;
• при температуре -85,6оС переходит в твердое состояние, а при минус 60,3оС – в жидкое;

Н2S является слабым электролитом. Раствор серодоводорода в воде — слабая сероводородная кислота, на воздухе с течением времени мутнеет из-за образования осадка серы при окислении сероводорода кислородом воздуха. 

Химические свойства

Раствор сероводорода в воде характеризуется слабыми кислотными свойствами, поэтому взаимодействует с основаниями. В результате таких реакций происходит образование сульфидов и гидросульфидов. Параллельно образуется вода. 

Восстановительные свойства сероводорода объясняются низкой степенью окисления серы (-2). Если реакция протекает при недостатке кислорода, он окисляется до свободной серы. Поэтому раствор быстро мутнеет. Записать уравнения реакций окисления сероводорода можно следующим образом:

Сильным восстановителем выступает он и при взаимодействии с галогенами: в реакции с бромом и хлором в результате окисления сероводород превращается в серу. Если же хлор взят в избытке, то образуется серная кислота:

Такие же сильные восстановительные свойства проявляет , к примеру, в реакциях с азотной кислотой, оксидами серы, серной кислотой. Причем может окислить сероводород до оксида серы (IV) либо серы.

Следующим химическим свойством является взаимодействие с растворимыми солями тяжелых металлов. В результате образуются сульфиды, которые представляют собой черные осадки, не растворимые в воде. Эти реакции могут служить качественными на сероводород и сульфид-ионы:

Двухосновная сероводородная кислота является слабым электролитом и способна диссоциировать ступенчато:

Диссоциация по второй ступени протекает в меньшей степени, чем по первой.

Из-за своих химических свойств сероводород находит применение в лабораторной практике для осаждения ионов тяжелых металлов. Кроме этого, при определенных условиях его используют для получения серной кислоты, а также серы и сульфидов (средних солей сероводородной кислоты).

Сероводород — что это за вещество

В районе некоторых минеральных источников, например, пятигорских или в районе Мацесты, отчетливо ощущается запах тухлых яиц. Объясняется это содержанием опасного вещества – сероводорода. В концентрациях 0,2 – 0,3 мг/л он может вызвать отравление человека, а в более высоких концентрациях – даже смерть.  

Сероводород – это газ, имеющий химическую формулу  Он не имеет цвета, но характеризуется резким неприятным запахом. В воде растворяется плохо, термически устойчив в температурном диапазоне до 400оС.

Вступая в реакцию с металлами, особенно во влажной среде, провоцирует коррозийные процессы, а в смеси с воздухом в концентрации 4 – 45% об взрывоопасен.

Сероводородом богаты вулканические газы, а также подземные сероводородные источники. Образуется в результате гниения остатков органических веществ. Особенно много его выделяется при гниении белков. В их состав могут входить остатки метионина и цистеина, аминокислот, содержащих серу.

Сероводород присутствует в сточных водах, содержимом выгребных ям и прочих аналогичных образованиях. Однако накопления в воздухе его не происходит, поскольку, вступая в реакцию с кислородом воздуха, он окисляется. Нередко этот газ обнаруживается в составе сланцевых газов, а также в нефти, в т.ч. сланцевой.

В морях, например, в Черном, сероводород обнаруживается на глубине 150 – 200 м. Здесь он присутствует в растворенном состоянии в концентрациях 14 мл/л

Биологическая роль

Сероводород может образовываться и в организме человека, правда, в незначительных количествах. При помощи специальных ферментов он синтезируется из цистеина и обладает спазмолитическими свойствами. Расслабляя гладкую мускулатуру, он может снимать боль и лечить воспалительные процессы, вызванные сосудистой патологией.

В клеточных митохондриях происходит его окисление до сульфит-ионов и сульфат-ионов, которые выделяются из организма с мочой.

С медицинской точки зрения сероводород эндогенного происхождения – хорошее профилактическое средство от заболеваний сердечно-сосудистой системы. Он способен расширять мелкие кровеносные сосуды и оказывать цитопротективное действие.

В то же время даже небольшое содержание его в воздухе способно вызвать головную, боль, тошноту, головокружение. При увеличении концентрации развивается кома, отек легких, судороги и даже смерть. При вдыхании воздуха с высокой концентрацией , обонятельный нерв может полностью парализоваться. Тогда ощущение неприятного запаха отсутствует и вдыхаемая концентрация может вырасти до смертельной.

Пороговым нормативом  для сероводорода в воздухе является .

Физические свойства

Дигидросульфид – бесцветный газ с запахом протухших яиц и сладковатым вкусом. Это ядовитое вещество, опасное в больших концентрациях. Благодаря молекулярному строению в обычных условиях сернистый водород не сжижается.

Общие физические свойства сернистого водорода:

• плохо растворяется в воде;
• проявляет свойства сверхпроводника при температуре -70°С и давлении 150ГПа;
• огнеопасен;
• растворяется в этаноле;
• сжижается при -60,3°С;
• превращается в твёрдое вещество при -85,6°С;
• плавится при -86°С;
• кипит при -60°С;
• разлагается на простые вещества (серу и водород) при 400°С.

При обычных условиях можно приготовить раствор сероводорода (сероводородную воду). Однако сернистый водород не вступает в реакцию с водой. На воздухе раствор быстро окисляется и мутнеет из-за выделения серы. Сероводородная вода проявляет слабые свойства кислоты.

Рис. 2. Сероводородная вода.

Соединения серы: сероводород, сульфиды

Ключевые слова конспекта: соединения серы, сероводород, сульфиды, осаждение сульфидов.

Сероводород

При обычных условиях сероводород Н₂S – газ, без цвета, с характерным запахом гниющего белка. При 20°С 1 объём воды растворяет 2,5 объёма Н₂S. Раствор Н₂S в воде называется сероводородной водой или сероводородной кислотой.

Сероводородная кислота – слабая, двухосновная, бескислородная. Диссоциирует ступенчато:

Химические свойства сероводорода, как и многих соединений, удобно рассмотреть в двух аспектах: кислотно-основном и окислительно-восстановительном.

По кислотно-основным свойствам раствор сероводорода является слабой кислотой, что обусловлено присутствием в растворе ионов Н+ (Н₃О+). Сероводород может изменить окраску раствора индикатора (например, лакмуса с фиолетовой на красную).

Сероводород взаимодействует со щелочами. При этом могут образовываться как средние, так и кислые соли:

a) 2NaOH + Н₂S = Na₂S + 2Н₂O20H– + Н₂S = S2– + 2Н₂

б) NaOH + Н₂S = NaHS + Н₂OOH– + Н₂S = HS– + Н₂0

С точки зрения окислительно-восстановительных свойств для сероводорода характерны восстановительные свойства, обусловленные S2–. На воздухе сероводород горит голубоватым пламенем:

Если внести в пламя сероводорода какой–либо холодный предмет, то температура пламени снижается и сероводород окисляется до свободной серы, оседающей на предмете в виде жёлтого налёта:

Кроме кислотных и восстановительных свойств, важно отметить ещё одну особенность сероводорода: он взаимодействует с некоторыми солями, когда в результате реакции происходит осаждение сульфидов (PbS, CuS), в которых ионы связаны более прочно, чем в сероводороде. Например:. Получить сероводород можно:

Получить сероводород можно:

1) непосредственным синтезом из серы и водорода при нагревании (150–200 °С):

Н₂ + S = Н₂S

2) вытеснением сероводорода из некоторых сульфидов (FeS, MnS, ZnS) разбавленными сильными кислотами:

Сульфиды

Сульфиды – соли сероводородной кислоты. Сероводородная кислота двухосновна и может образовывать два ряда солей, содержащих S2– – сульфид-ион или HS– – гидросульфид–ион.

Сульфиды – твёрдые кристаллические вещества, в воде растворимы только сульфиды щелочных металлов и аммония. Некоторые нерастворимые в воде сульфиды ярко окрашены, например: CuS, PbS – чёрные, CdS – ярко-жёлтый. В подгруппах окраска сульфидов становится интенсивнее с увеличением порядкового номера элементов, например: As₂S₃ – жёлтый, Sb₂S₃ – оранжевый, Bi₂S₃ – чёрный.

В растворах сульфиды гидролизуются. Например:

Некоторые сульфиды (например, Al₂S₃, Cr₂S₃) в присутствии воды (влаги) полностью гидролизуются:

Образование нерастворимых сульфидов используется для определения наличия сероводорода и сульфид-ионов в растворе. Для этого в качестве реагентов используются соли свинца, кадмия или меди:

Pb2+ + S2– = PbS↓ (чёрный)Cd2+ + S2– = CdS↓ (ярко–жёлтый)

Сульфиды проявляют восстановительные свойства за счёт сульфидного иона S2–.
В промышленности для обработки сульфидных руд применяется обжиг сульфидов. При этом образуются оксиды. Например:

Конспект урока «Соединения серы: сероводород, сульфиды». Выберите дальнейшее действие:

• Вернуться к Списку конспектов по химии
• Найти конспект в Кодификаторе ОГЭ по химии
• Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по химии

Получение

Сульфид водорода встречается в природе редко. В небольших концентрациях входит в состав попутных, природных, вулканических газов. Моря и океаны содержат сероводород на больших глубинах. Например, сернистый водород находится на глубине 200 метров в Чёрном море. Кроме того, сероводород выделяется при гниении белков, содержащих серу.

В промышленности получают несколькими способами:

• реакцией кислот с сульфидами:
  FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S;
• воздействием воды на сульфид алюминия:
  Al₂S₃ + 6H₂O → 2Al(OH)₃ + 3H₂S;
• сплавлением серы с парафином:
  С₁₈Н₃₈ + 18S → 18H₂S + 18С.

Наиболее чистый газ получается при прямом взаимодействии водорода и серы. Реакция протекает при 600°С.