Номер 4, страница 190 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

4. Напишите уравнения реакций, лежащих в основе получения серной кислоты, согласно приведённой в параграфе схеме.

Промышленный метод получения серной кислоты, известный как контактный способ, включает в себя три основные стадии, для каждой из которых характерны свои химические реакции.

Стадия 1: Получение оксида серы(IV)

На первой стадии осуществляется обжиг сырья, содержащего серу, для получения сернистого газа ($SO_2$). Чаще всего в качестве сырья используют пирит (серный колчедан, $FeS_2$).

Уравнение реакции обжига пирита:

$4FeS_2 + 11O_2 \xrightarrow{t^\circ} 2Fe_2O_3 + 8SO_2$

В некоторых случаях для получения $SO_2$ сжигают элементарную серу:

$S + O_2 \xrightarrow{t^\circ} SO_2$

Стадия 2: Каталитическое окисление оксида серы(IV) в оксид серы(VI)

Полученный на первой стадии сернистый газ ($SO_2$) окисляют кислородом воздуха. Эта реакция является обратимой и экзотермической, поэтому для смещения равновесия в сторону продукта ($SO_3$) и увеличения скорости реакции используют катализатор (обычно оксид ванадия(V), $V_2O_5$) и поддерживают температуру в диапазоне 450–500 °C.

Уравнение реакции:

$2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$

Стадия 3: Получение серной кислоты

На заключительной стадии оксид серы(VI) ($SO_3$) гидратируют. Прямое взаимодействие $SO_3$ с водой является сильно экзотермическим и приводит к образованию тумана серной кислоты, который трудно уловить. Поэтому в промышленности $SO_3$ поглощают концентрированной серной кислотой, в результате чего образуется олеум ($H_2S_2O_7$).

$SO_3 + H_2SO_4 (\text{конц.}) \rightarrow H_2S_2O_7$

Затем полученный олеум аккуратно разбавляют водой до требуемой концентрации серной кислоты.

$H_2S_2O_7 + H_2O \rightarrow 2H_2SO_4$

Ответ:

Уравнения реакций, лежащие в основе получения серной кислоты:

1. $4FeS_2 + 11O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3 + 8SO_2$
2. $2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$
3. $SO_3 + H_2SO_4 \rightarrow H_2S_2O_7$
4. $H_2S_2O_7 + H_2O \rightarrow 2H_2SO_4$