Сера
Сера — довольно малоактивное вещество, поэтому часто для проведения реакции требуется нагревание. Существует ряд аллотропных модификаций: кристаллическая сера, ромбическая сера, моноклинная сера, пластическая сера. В ЕГЭ разница в химических свойствах этих модификаций значения не имеет.
Приятного изучения статьи! Если хочешь подготовиться на 90+, то обязательно посмотри вот эти способы подготовки (жми, чтобы перейти на сайт и узнать подробнее) 💜
Химические свойства
Взаимодействие с металлами
При нагревании образуются сульфиды:
Fe + S → FeS при нагревании
Hg + S → HgS идет при комнатной температуре
Взаимодействие с неметаллами
С галогенами:
S + F₂ → SF₆
S + Cl₂ → SCl₂
S + Br₂ → S₂Br₂
S + I₂ → не взаимодействуют
С кислородом:
S + O₂ → SO₂
SO₃ в этой реакции получается только в присутствии катализатора V₂O₅
С азотом не взаимодействует.
С фосфором при нагревании:
S + P → P₂S₃
S + P → P₂S₅ при избытке серы
С углеродом при нагревании:
S + C → CS₂
С кремнием при нагревании:
S + Si → SiS₂
С водородом при нагревании:
H₂ + S → H₂S
Взаимодействие со сложными веществами
Только с кислотами окислителями: HNO₃ и концентрированная H₂SO₄:
S + HNO₃ → H₂SO₄ + NO₂ + H₂O
S + H₂SO₄(конц) → SO₂ + H₂O
Со щелочами:
S + KOH → K₂SO₃ + K₂S + H₂O
С оксидами не взаимодействует.
С солями не взаимодействует.
Серная кислота, оксид серы (VI), сульфаты
Оксид серы (VI) — жидкость. Является ангидридом серной кислоты H₂SO₄, соли которой называются сульфатами. Концентрированная серная кислота — окислитель, в то время как разбавленная не обладает окислительными свойствами.
Разбавленная серная кислота + металлы левее водорода в ряду активности металлов. С металлами правее водородами не взаимодействует:
Zn + H₂SO₄(разб) → ZnSO₄ + H₂
Концентрированная серная кислота + любые металлы (кроме Au, Pt):
Cu + H₂SO₄(конц) → CuSO₄ + SO₂ + H₂O
В зависимости от активности металла вместо SO₂ может получаться H₂S или S:
неактивный металл + H₂SO₄(конц) → SO₂
металл средней активности + H₂SO₄(конц) → S или SO₂
активный металл + H₂SO₄(конц) → H₂S
Пассивирование. При обычной температуре концентрированная H₂SO₄ пассивирует Al, Cr и Fe, то есть не взаимодействует с ними. Чтобы реакция пошла, надо нагреть кислоту, разбавить ее или размельчить металл.
Концентрированная серная кислота + неметаллы (P, С, S):
P + H₂SO₄(конц) → H₃PO₄ + SO₂ + H₂O
C + H₂SO₄(конц) → SO₂ + CO₂ + H₂O
S + H₂SO₄(конц) → SO₂ + H₂O
Окислительные свойства концентрированной серной кислоты:
CuI + H₂SO₄(конц) → CuSO₄ + SO₂ + I₂ + H₂O при нагревании
KI + H₂SO₄(конц) → K₂SO₄ + H₂S + I₂ + H₂O
PH₃ + H₂SO₄(конц) → H₃PO₄ + SO₂ + H₂O
NaBr + H₂SO₄(конц) → Br₂ + SO₂ + H₂O + Na₂SO₄
HI + H₂SO₄(конц) → H₂S + I₂ + H₂O
Термическое разложение сульфатов
Сульфаты щелочных и щелочно-земельных металлов не разлагаются.
Сульфаты металлов средней активности:
ZnSO₄ → ZnO + SO₃
FeSO₄ → Fe₂O₃ + SO₂ + O₂ исключение!
Сульфаты тяжелых металлов:
Ag₂SO₄ → Ag + SO₂ + O₂
Сернистая кислота, оксид серы (IV)
Оксид серы (IV) — бесцветный газ с резким запахом. Является ангидридом неустойчивой сернистой кислоты H₂SO₃, соли которой называются сульфитами. За счет S⁺⁴ может быть как окислителем, так и восстановителем.
Восстановительные свойства:
Na₂SO₃ + Cl₂ + H₂O → Na₂SO₄ + HCl
SO₂ + Cl₂ → SO₂Cl₂
SO₂ + Br₂ + H₂O → H₂SO₄ + HBr
SO₂ + NO₂ → SO₃ + NO
Окислительные свойства:
H₂S + H₂SO₃ → S + H₂O
Образование тиосульфатов:
Na₂SO₃ + S → Na₂S₂O₃
Сероводород
Сероводород — бесцветный газ с запахом тухлых яиц (резким запахом). При растворении в воде получается соответствующая кислота. За счет S⁻² является типичным восстановителем.
Восстановительные свойства:
H₂S + Cl₂ + H₂O → H₂SO₄ + HCl
H₂S + H₂SO₃ → S + H₂O
Часто S⁻² окисляется до S:
FeCl₃ + H₂S → FeCl₂ + S + HCl
Na₂Cr₂O₇ + H₂S + H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + S + Na₂SO₄ + H₂O
KMnO₄ + Na₂S + H₂SO₄ → MnSO₄ + S + Na₂SO₄ + K₂SO₄ + H₂O
KMnO₄ + K₂S + H₂O → S + MnO₂ + KOH
KMnO₄ + H₂S → S + MnO₂ + KOH + H₂O
«Суровые» сульфиды
Одной из схем протекания реакций ионного обмена является такая:
нерастворимое + растворимое → газ + растворимое
Часто сульфиды нерастворимы, а образующийся сероводород является газом, поэтому обменные реакции с сульфидами можно встретить часто. Но есть 4 сульфида, которые не вступают в реакции ионного обмена, «суровые» сульфиды: CuS, PbS, HgS, Ag₂S.
Все дело в константах диссоциации (которых в ЕГЭ нет). Константы диссоциации этих четрех сульфидов сильно меньше константы диссоциации образующегося H₂S, из-за чего равновесие в реакции CuS + HCl ⇄ CuCl₂ + H₂S сдвинуто налево, и реакция не идет.
Но это все касается только реакций ионного обмена. Окислительно-восстановительные реакции с «суровыми» сульфидами идут как обычно:
CuS + HNO₃(конц.) → CuSO₄ + NO₂ + H₂O
Если в реакции образуется не суровый сульфид, проверь, чтобы среди продуктов не было кислот. Потому что тогда сульфид прореагирует с кислотой и пойдет обратная реакция:
FeI₂ + H₂S → FeS + HI – не идет!
Эта реакция не идет, потому что образующийся FeS реагирует с HI и снова образуются FeI₂ и H₂S
По той же логике в реакции
FeCl₃ + H₂S → FeCl₂ + S + HCl
нельзя вместо FeCl₂ писать FeS, потому что FeS реагирует с HCl с образованием FeCl₂ и H₂S
Но в реакции
FeCl₃ + Na₂S → FeS + S + NaCl
уже надо писать не FeCl₂, а FeS, потому что FeS выпадает в осадок, а способной растворить его кислоты в продуктах нет
Обжиг сульфидов:
Na₂S + O₂ → Na₂SO₄ – сульфидов активных металлов
ZnS + O₂ → ZnO + SO₂ – остальных сульфидов