Номер 4, страница 288 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 40. Сероводород и сульфиды - номер 4, страница 288.

Условие.

4. Охарактеризуйте основные способы получения сероводорода.

Решение.

Решение 2.

Сероводород ($H_2S$) можно получить несколькими способами, которые делятся на лабораторные и промышленные.

Лабораторные способы получения

В лабораторных условиях для получения небольших количеств сероводорода используют реакции ионного обмена или гидролиз.

1. Взаимодействие сульфидов металлов с сильными кислотами-неокислителями. Это наиболее удобный и часто используемый метод. Обычно на сульфид железа(II) $FeS$ действуют соляной ($HCl$) или разбавленной серной ($H_2SO_4$) кислотой. Реакцию проводят в аппарате Киппа, что позволяет легко начинать, прекращать и регулировать выделение газа. Уравнение реакции:
$FeS_{(тв)} + 2HCl_{(р-р)} \rightarrow FeCl_{2(р-р)} + H_2S_{(г)}\uparrow$
Применение кислот-окислителей, таких как концентрированная серная кислота или азотная кислота любой концентрации, недопустимо, так как они вступают в окислительно-восстановительную реакцию с сероводородом, окисляя его до серы $\text{S}$ или диоксида серы $SO_2$.

2. Гидролиз бинарных сульфидов. Сульфиды некоторых металлов, например сульфид алюминия $Al_2S_3$ или сульфид магния $MgS$, при взаимодействии с водой подвергаются полному и необратимому гидролизу с выделением сероводорода. Уравнение реакции:
$Al_2S_3 + 6H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3\downarrow + 3H_2S\uparrow$
Данный метод используется реже, поскольку реакция протекает бурно и скорость выделения газа трудно контролировать.

Ответ: В лаборатории сероводород получают в основном действием соляной или разбавленной серной кислоты на сульфид железа(II) в аппарате Киппа, а также полным гидролизом сульфидов активных металлов (например, сульфида алюминия).

Промышленные способы получения

В промышленности сероводород получают в больших объемах, так как он является сырьем для производства серы, серной кислоты и различных сульфидов.

1. Прямой синтез из простых веществ. Этот метод заключается в прямом взаимодействии паров серы с водородом при высокой температуре (около 350-450 °C) и в присутствии катализатора (чаще всего боксита или алюмокобальтмолибденового катализатора).
Уравнение реакции:
$H_2 + S \rightleftharpoons H_2S$
Реакция является обратимой и экзотермической, поэтому для достижения высокого выхода продукта процесс ведут при умеренно высоких температурах, чтобы скорость реакции была достаточной, но равновесие не сильно смещалось влево.

2. Выделение из природных и промышленных газов. Сероводород в больших количествах содержится в природном газе некоторых месторождений ("кислый газ"), в попутных нефтяных газах, а также образуется при коксовании угля и гидроочистке (удалении серы) нефти и нефтепродуктов. Его выделяют из газовых смесей методами абсорбции, например, с помощью растворов этаноламинов. Этот способ является основным промышленным источником сероводорода, хотя часто сам $H_2S$ служит лишь промежуточным продуктом для получения элементной серы по методу Клауса.

Ответ: Основными промышленными способами получения сероводорода являются каталитический синтез из водорода и серы при нагревании, а также его выделение в качестве побочного продукта при очистке природного газа и переработке нефти.