Номер 1, страница 300 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 42. Оксид серы(VI). Серная кислота и её соли - номер 1, страница 300.

Условие.

1. Сравните свойства концентрированной и разбавленной серной кислоты. Свои выводы подтвердите уравнениями соответствующих реакций.

Решение.

Решение 2.

Свойства концентрированной и разбавленной серной кислоты ($H_2SO_4$) имеют как общие черты, так и существенные различия.

1. Общие кислотные свойства

И разбавленная, и концентрированная серная кислота являются сильными двухосновными кислотами. Они вступают в реакции, характерные для всех сильных кислот:

• Реагируют с основаниями (реакция нейтрализации). Пример с гидроксидом калия:

$H_2SO_4 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O$

• Реагируют с основными и амфотерными оксидами. Пример с оксидом магния:

$H_2SO_4 + MgO \rightarrow MgSO_4 + H_2O$

• Реагируют с солями более слабых или летучих кислот. Пример с карбонатом натрия:

$H_2SO_4 + Na_2CO_3 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2 \uparrow$

Ответ: Общим для обеих кислот является проявление сильных кислотных свойств: они диссоциируют в воде, реагируют с основаниями, основными/амфотерными оксидами и солями.

2. Окислительные свойства (основное отличие)

Окислительные свойства кислот кардинально различаются.

Разбавленная серная кислота проявляет окислительные свойства за счет катиона водорода ($H^+$). Поэтому она взаимодействует только с металлами, стоящими в ряду активности до водорода, с выделением газообразного водорода. Металлы, стоящие после водорода, она не окисляет.

Пример с активным металлом (железо):

$Fe + H_2SO_4(разб.) \rightarrow FeSO_4 + H_2 \uparrow$

Пример с малоактивным металлом (медь):

$Cu + H_2SO_4(разб.) \rightarrow \text{реакция не идет}$

Концентрированная серная кислота является очень сильным окислителем за счет атома серы в высшей степени окисления +6 ($S^{+6}$). Она способна окислять большинство металлов (включая стоящие после водорода, например, Cu, Ag, Hg) и многие неметаллы (C, S, P). Продуктом восстановления серы при этом является не водород, а $SO_2$, $\text{S}$ или $H_2S$ (в зависимости от активности восстановителя и условий реакции).

Пример с малоактивным металлом (медь):

$Cu + 2H_2SO_4(конц.) \xrightarrow{t} CuSO_4 + SO_2 \uparrow + 2H_2O$

Пример с неметаллом (углерод):

$C + 2H_2SO_4(конц.) \xrightarrow{t} CO_2 \uparrow + 2SO_2 \uparrow + 2H_2O$

Также стоит отметить, что холодная концентрированная $H_2SO_4$ пассивирует железо, алюминий и хром.

Ответ: Главное отличие заключается в окислительной способности. В разбавленной кислоте окислитель — $H^+$, она реагирует с металлами до $H_2$ с выделением $H_2$. В концентрированной кислоте окислитель — $S^{+6}$, она реагирует с большинством металлов и неметаллов с образованием продуктов восстановления серы ($SO_2, S, H_2S$).

3. Водоотнимающие свойства

Разбавленная серная кислота не обладает выраженными водоотнимающими свойствами.

Концентрированная серная кислота — сильное гигроскопичное вещество, она жадно поглощает влагу из воздуха и других веществ. Это свойство используется для осушения газов. Она также способна отнимать элементы воды (водород и кислород в соотношении 2:1) от органических молекул, что приводит к их обугливанию.

Пример обугливания сахарозы:

$C_{12}H_{22}O_{11} \xrightarrow{H_2SO_4(конц.)} 12C + 11H_2O$

Ответ: Концентрированная серная кислота, в отличие от разбавленной, является сильным водоотнимающим и осушающим средством.