Расскажите о свойствах сернистого газа.
Сернистый газ, или диоксид серы (SO2), представляет собой бесцветный газ с резким запахом. Он обладает несколькими важными свойствами: хорошо растворим в воде, образует сернистую кислоту (H2SO3), является токсичным и может вызывать раздражение дыхательных путей. Сернистый газ также имеет антиоксидантные свойства и активно используется в пищевой промышленности и для отбеливания тканей и бумаги.
Изобразите электронную формулу молекулы сернистого газа. Почему молекула нелинейная?
Электронная формула молекулы SO2 выглядит следующим образом: у серы (S) имеется 6 валентных электронов, а у каждого из двух кислородов (O) — по 6 валентных электронов. В SO2 серый атом связан с двумя кислородными атомами с помощью одной двойной связи и одной одинарной.
Молекула сернистого газа имеет угол между связями около 120 градусов, что приводит к ее ненаправленной форме и делает ее нелинейной. Эта форма возникает из-за наличия неподеленных электронных пар на атоме серы, которые влияют на пространственное расположение связей.
Сернистый газ используют для отбеливания бумаги» тканей. Можно ли его для этих целей заменить хлором?
Что касается замены сернистого газа хлором для отбеливания, хлор может быть более эффективным, но также и более агрессивным, создающим потенциально опасные побочные продукты. В то время как сернистый газ безопасен для определённых процессов, хлор может вызывать коррозию и обострение здоровья.
Расставьте коэффициенты в схемах реакций:
а) SO2 + Cl2 + H2O - H2S + HCl;
б) SO2 + H2 - S + H2O.
В каком случае сернистый газ является окислителем, а в каком — восстановителем?
а) SO2 + Cl2 + H2O → H2S + HCl коэффициенты будут: 1, 1, 1 → 1, 2. Записать реакцию можно так: SO2 + Cl2 + H2O → H2S + 2 HCl.
б) SO2 + H2 → S + H2O коэффициенты составляют: 1, 2 → 1, 2. Записать реакцию можно так: SO2 + 2 H2 → S + 2 H2O.
В одном объёме воды при комнатной температуре растворяется 40 объёмов сернистого газа. Найдите массовую долю сернистого газа в растворе. Молярный объём газов при этих условиях равен 24,4 л/моль.
Для начала, найдем массу сернистого газа (SO₂), который растворяется в одном объеме воды.
Условие задачи говорит, что растворяется 40 объемов сернистого газа в одном объеме воды. Молярный объем газа при данных условиях равен 24,4 л/моль, то есть объем одного моля сернистого газа — 24,4 л.
Объем сернистого газа в растворе равен: V = 40 * 1 = 40 л.
Теперь найдем количество молей сернистого газа: n(SO₂) = V / Vm = 40 / 24,4 ≈ 1,639 моль.
Молярная масса сернистого газа: M(SO₂) = 64 г/моль.
Масса сернистого газа: m(SO₂) = n * M = 1,639 * 64 ≈ 104,896 г.
Масса воды: 1 л воды имеет массу 1000 г.
Массовая доля сернистого газа в растворе: ω = m(SO₂) / (m(SO₂) + m(H₂O)) = 104,896 / (104,896 + 1000) ≈ 0,095 = 9,5%.
Что происходит при пропускании сернистого газа через раствор гидроксида натрия? Напишите уравнения реакций и назовите образующиеся соли.
Сернистый газ (SO₂) при пропускании через раствор гидроксида натрия (NaOH) вступает в химическую реакцию с образованием двух возможных продуктов в зависимости от количества гидроксида натрия:
а) При избытке гидроксида натрия: SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O. Образуется сульфит натрия (Na₂SO₃).
б) При недостатке гидроксида натрия: SO₂ + NaOH → NaHSO₃. Образуется гидросульфит натрия (NaHSO₃).
Как можно получить сернистый газ из: а) серы; б) сульфида цинка; в) сульфита натрия; г) концентрированной серной кислоты? Напишите уравнения реакций.
а) Из серы: S + O₂ → SO₂. При сжигании серы в кислороде образуется сернистый газ.
б) Из сульфида цинка: ZnS + 2HCl → ZnCl₂ + H₂S (сначала образуется сероводород), 2H₂S + 3O₂ → 2SO₂ + 2H₂O. Сероводород при окислении кислородом образует сернистый газ.
в) Из сульфита натрия: Na₂SO₃ + H₂SO₄ (конц.) → Na₂SO₄ + SO₂ + H₂O. При действии концентрированной серной кислоты на сульфит натрия выделяется сернистый газ.
г) Из концентрированной серной кислоты: H₂SO₄ (конц.) + H₂SO₃ (или Na₂SO₃) → SO₂ + H₂O.
Через 60 г 10%-го раствора гидроксида натрия пропустили 2,24 л (н. у.) сернистого газа. Найдите массовые доли веществ в полученном растворе.
Исходные данные:
Масса раствора NaOH: 60 г. Массовая доля NaOH в растворе: 10%, значит масса NaOH: m(NaOH) = 0,1 * 60 = 6 г. Объем сернистого газа: 2,24 л (н. у.). Количество молей SO₂: n(SO₂) = 2,24 / 22,4 = 0,1 моль.
Реакция: SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O.
Молярная масса NaOH: 40 г/моль. Количество NaOH: n(NaOH) = 6 / 40 = 0,15 моль.
Так как по уравнению реакции 1 моль SO₂ реагирует с 2 молями NaOH, для 0,1 моль SO₂ требуется 0,2 моль NaOH. Однако в растворе только 0,15 моль NaOH, значит гидроксида натрия недостаточно, и реакция пойдет до конца с образованием гидросульфита натрия: SO₂ + NaOH → NaHSO₃.
Найдем массу образовавшегося NaHSO₃: Молярная масса NaHSO₃: 104 г/моль. Масса NaHSO₃: m(NaHSO₃) = 0,1 * 104 = 10,4 г.
Теперь найдем массу воды в растворе. Масса воды в растворе гидроксида натрия: 60 - 6 = 54 г.
Масса полученного раствора: m(раствора) = 54 + 10,4 = 64,4 г.
Массовая доля NaHSO₃: ω(NaHSO₃) = 10,4 / 64,4 ≈ 0,1614 = 16,14%.
Массовая доля воды: ω(H₂O) = 54 / 64,4 ≈ 0,8386 = 83,86%.
Напишите уравнения реакций, соответствующие следующей схеме превращений:
S - K2SO3 - X - SO2 - S
Определите неизвестное вещество X.
S + 2KOH + H2O -> K2SO3 + H2
K2SO3 + H2SO4 -> SO2 + K2SO4 + H2O
SO2 + H2 -> S + H2O
Таким образом, неизвестное вещество X — это K2SO4.