Номер 2, страница 197 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 43. Химия в промышленности. Принципы химического производства. Глава VIII. Химия и жизнь - номер 2, страница 197.

Условие.

2. Серную кислоту можно получить из следующих исходных веществ:

а) сульфида цинка;

б) сероводорода;

в) сульфида сурьмы $Sb_2S_3$.

Составьте уравнения соответствующих реакций.

Решение.

Решение 2.

Процесс получения серной кислоты из серосодержащего сырья, как правило, включает три основные стадии. Ниже приведены уравнения реакций для каждого из указанных исходных веществ.

а) сульфида цинка

Получение серной кислоты из сульфида цинка ($ZnS$) осуществляется в три этапа.

1. Обжиг сульфида цинка в токе кислорода для получения оксида цинка и диоксида серы (сернистого газа):
$2ZnS + 3O_2 \xrightarrow{t} 2ZnO + 2SO_2$

2. Каталитическое окисление диоксида серы в триоксид серы (серный ангидрид). Реакция является обратимой и проводится при повышенной температуре в присутствии катализатора (например, оксида ванадия(V)):
$2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$

3. Поглощение триоксида серы водой с образованием серной кислоты. В промышленности для большей эффективности $SO_3$ поглощают концентрированной серной кислотой, получая олеум ($H_2S_2O_7$), который затем разбавляют водой.
$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

Ответ:

$2ZnS + 3O_2 \xrightarrow{t} 2ZnO + 2SO_2$

$2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$

$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

б) сероводорода

Получение серной кислоты из сероводорода ($H_2S$) также включает несколько стадий.

1. Сжигание сероводорода в избытке кислорода с образованием диоксида серы и воды:
$2H_2S + 3O_2 \rightarrow 2SO_2 + 2H_2O$

2. Каталитическое окисление диоксида серы в триоксид серы:
$2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$

3. Гидратация триоксида серы с образованием серной кислоты:
$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

Ответ:

$2H_2S + 3O_2 \rightarrow 2SO_2 + 2H_2O$

$2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$

$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

в) сульфида сурьмы $Sb_2S_3$

Схема получения серной кислоты из сульфида сурьмы(III) ($Sb_2S_3$) аналогична предыдущим.

1. Обжиг сульфида сурьмы для получения оксида сурьмы(III) и диоксида серы:
$2Sb_2S_3 + 9O_2 \xrightarrow{t} 2Sb_2O_3 + 6SO_2$

2. Каталитическое окисление диоксида серы в триоксид серы:
$2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$

3. Гидратация триоксида серы с образованием серной кислоты:
$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

Ответ:

$2Sb_2S_3 + 9O_2 \xrightarrow{t} 2Sb_2O_3 + 6SO_2$

$2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$

$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$