Страница 190 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

2. Охарактеризуйте: а) сернистый газ; б) оксид серы (VI) по плану: получение, свойства, применение. Напишите уравнения соответствующих реакций.

а) сернистый газ (оксид серы(IV), $SO_2$)

Получение

В промышленности:

• Сжигание серы в кислороде:

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

• Обжиг сульфидных руд, например, железного колчедана (пирита):

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

В лаборатории:

• Действие сильных кислот (например, серной) на сульфиты или гидросульфиты:

$Na_2SO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + SO_2\uparrow$

• Взаимодействие концентрированной серной кислоты с малоактивными металлами при нагревании:

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

Свойства

Физические свойства:

Сернистый газ — это бесцветный газ с резким удушливым запахом (напоминает запах зажжённой спички). Он токсичен, примерно в 2.2 раза тяжелее воздуха и хорошо растворим в воде (около 40 объёмов $SO_2$ в 1 объёме воды при нормальных условиях).

Химические свойства:

• Является типичным кислотным оксидом. При растворении в воде образует слабую и нестабильную сернистую кислоту, реакция обратима:

$SO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2SO_3$

• Реагирует с основными и амфотерными оксидами с образованием солей — сульфитов:

$SO_2 + CaO \rightarrow CaSO_3$

• Реагирует со щелочами, образуя средние (сульфиты) или кислые (гидросульфиты) соли в зависимости от соотношения реагентов:

$SO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_3 + H_2O$ (при избытке щёлочи)

$SO_2 + NaOH \rightarrow NaHSO_3$ (при избытке $SO_2$)

• Проявляет окислительно-восстановительную двойственность, так как степень окисления серы +4 является промежуточной. Чаще выступает в роли восстановителя.
Как восстановитель: окисляется до S(+6). Это ключевой процесс в производстве серной кислоты:
$2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$ (катализатор $V_2O_5$, $t^\circ$, $p$)
Обесцвечивает бромную воду и раствор перманганата калия:
$SO_2 + Br_2 + 2H_2O \rightarrow H_2SO_4 + 2HBr$
$5SO_2 + 2KMnO_4 + 2H_2O \rightarrow 2H_2SO_4 + 2MnSO_4 + K_2SO_4$
Как окислитель: восстанавливается до S(0) или S(-2), взаимодействуя с более сильными восстановителями, например, с сероводородом:
$SO_2 + 2H_2S \rightarrow 3S\downarrow + 2H_2O$

Применение

• Основная часть производимого $SO_2$ используется для получения серной кислоты.

• Для отбеливания шерсти, шёлка и бумаги (благодаря восстановительным свойствам).

• В качестве консерванта (пищевая добавка E220) в виноделии, для обработки сухофруктов.

• Для дезинфекции и дезинсекции (окуривание подвалов, складов).

Ответ: Сернистый газ ($SO_2$) — это кислотный оксид, получаемый сжиганием серы или обжигом сульфидов. Он обладает резким запахом, токсичен, проявляет окислительно-восстановительную двойственность (чаще как восстановитель) и широко применяется в производстве серной кислоты, как отбеливатель и консервант.

б) оксид серы (VI) (серный ангидрид, $SO_3$)

Получение

В промышленности:

Основной способ — каталитическое окисление сернистого газа ($SO_2$) кислородом воздуха. Процесс проводят при температуре $400-500^\circ C$ и повышенном давлении в присутствии катализатора (чаще всего оксида ванадия(V)):

$2SO_2(г) + O_2(г) \rightleftharpoons 2SO_3(г)$

В лаборатории:

• Термическое разложение некоторых сульфатов металлов, например, сульфата железа(III):

$Fe_2(SO_4)_3 \xrightarrow{t > 480^\circ C} Fe_2O_3 + 3SO_3$

• Обезвоживание концентрированной серной кислоты сильными водоотнимающими средствами, например, оксидом фосфора(V):

$2H_2SO_4(\text{конц.}) + P_2O_5 \rightarrow 2H_3PO_4 + 2SO_3$

Свойства

Физические свойства:

При стандартных условиях — бесцветная летучая жидкость. В твёрдом состоянии существует в виде нескольких полимерных модификаций (белые кристаллы). Очень гигроскопичен, на влажном воздухе «дымит» из-за образования мельчайших капелек серной кислоты.

Химические свойства:

• Является очень активным кислотным оксидом (ангидрид серной кислоты).

• Бурно, с выделением большого количества теплоты, реагирует с водой, образуя серную кислоту:

$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4 + Q$

• Энергично взаимодействует с основными оксидами и основаниями, образуя соли — сульфаты:

$SO_3 + MgO \rightarrow MgSO_4$

$SO_3 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + H_2O$

• Является сильным окислителем, так как сера в нём находится в высшей степени окисления +6. Может окислять многие вещества:

$SO_3 + 2KI \rightarrow K_2SO_3 + I_2$

$SO_3 + PCl_3 \rightarrow POCl_3 + SO_2$

• Растворяется в безводной серной кислоте с образованием олеума — раствора $SO_3$ в $H_2SO_4$:

$H_2SO_4 + nSO_3 \rightarrow H_2S_{n+1}O_{3n+4}$

Применение

• Подавляющая часть производимого $SO_3$ идёт на производство серной кислоты различной концентрации и олеума.

• В органическом синтезе используется как сильный сульфирующий агент для введения сульфогруппы ($-SO_3H$) в молекулы.

• Применяется как сильное водоотнимающее средство.

Ответ: Оксид серы(VI) ($SO_3$) — высший оксид серы, типичный кислотный оксид и сильный окислитель. Его получают каталитическим окислением $SO_2$ и используют практически исключительно для производства серной кислоты, олеума, а также в качестве сульфирующего и обезвоживающего реагента.

3. Напишите уравнения реакций, характеризующих свойства разбавленной серной кислоты как электролита. Какое свойство является окислительно-восстановительным процессом? Какие реакции можно отнести к реакциям ионного обмена? Рассмотрите их с точки зрения теории электролитической диссоциации.

Разбавленная серная кислота ($H_2SO_4$) является сильным электролитом, так как в водном растворе она практически полностью диссоциирует на ионы:

$H_2SO_4 \rightarrow 2H^+ + SO_4^{2-}$

Свойства разбавленной серной кислоты как электролита (в частности, свойства типичной сильной кислоты) обусловлены наличием в растворе катионов водорода $H^+$. Ниже приведены уравнения реакций, характеризующие эти свойства.

1. Взаимодействие с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений до водорода. Пример с цинком (Zn):
$Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2 \uparrow$

2. Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами. Пример с оксидом меди(II) (CuO):
$CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$

3. Взаимодействие с основаниями (реакция нейтрализации). Пример с гидроксидом натрия (NaOH):
$2NaOH + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$

4. Взаимодействие с солями, образованными более слабыми кислотами. Пример с карбонатом натрия ($Na_2CO_3$):
$Na_2CO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2 \uparrow$

Какое свойство является окислительно-восстановительным процессом?

Окислительно-восстановительным процессом (ОВР) является реакция взаимодействия разбавленной серной кислоты с металлами, стоящими в ряду активности до водорода. В ходе этой реакции происходит изменение степеней окисления атомов. В качестве окислителя выступают ионы водорода $H^+$.

Рассмотрим на примере реакции с цинком:

$Zn^0 + H_2^{+1}S^{+6}O_4^{-2} \rightarrow Zn^{+2}S^{+6}O_4^{-2} + H_2^0 \uparrow$

В этой реакции цинк повышает свою степень окисления с 0 до +2, являясь восстановителем (процесс окисления):
$Zn^0 - 2e^- \rightarrow Zn^{2+}$

А ионы водорода понижают свою степень окисления с +1 до 0, являясь окислителем (процесс восстановления):
$2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2^0$

Ответ: Окислительно-восстановительным процессом является реакция разбавленной серной кислоты с активными металлами, например, с цинком, где окислителем выступают ионы водорода $H^+$.

Какие реакции можно отнести к реакциям ионного обмена? Рассмотрите их с точки зрения теории электролитической диссоциации.

К реакциям ионного обмена относятся реакции, которые протекают без изменения степеней окисления элементов. Из рассмотренных примеров это реакции с оксидом меди(II), гидроксидом натрия и карбонатом натрия.

Согласно теории электролитической диссоциации (ТЭД), реакции ионного обмена в растворах протекают до конца, если в результате образуется слабодиссоциирующее вещество (например, вода), нерастворимое вещество (осадок) или газообразное вещество.

1. Реакция с оксидом меди(II):
Молекулярное уравнение: $CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$
Полное ионное уравнение: $CuO(тв) + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow Cu^{2+} + SO_4^{2-} + H_2O$
Сокращенное ионное уравнение: $CuO(тв) + 2H^+ \rightarrow Cu^{2+} + H_2O$
Реакция идет, так как ионы водорода связываются с оксидом, образуя слабый электролит — воду.

2. Реакция с гидроксидом натрия:
Молекулярное уравнение: $2NaOH + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$
Полное ионное уравнение: $2Na^+ + 2OH^- + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow 2Na^+ + SO_4^{2-} + 2H_2O$
Сокращенное ионное уравнение: $H^+ + OH^- \rightarrow H_2O$
Реакция идет, так как ионы $H^+$ и $OH^-$ связываются в молекулы воды.

3. Реакция с карбонатом натрия:
Молекулярное уравнение: $Na_2CO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2 \uparrow$
Полное ионное уравнение: $2Na^+ + CO_3^{2-} + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow 2Na^+ + SO_4^{2-} + H_2O + CO_2 \uparrow$
Сокращенное ионное уравнение: $2H^+ + CO_3^{2-} \rightarrow H_2O + CO_2 \uparrow$
Реакция идет, так как образуется неустойчивая угольная кислота, которая разлагается на воду и углекислый газ.

Ответ: К реакциям ионного обмена можно отнести взаимодействия разбавленной серной кислоты с оксидом меди(II), гидроксидом натрия и карбонатом натрия. Согласно ТЭД, эти реакции протекают, потому что в их результате образуются малодиссоциирующие (вода) и/или газообразные ($CO_2$) вещества, что смещает равновесие в сторону продуктов реакции.

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. $H_2S_2O_7 + H_2O \rightarrow 2H_2SO_4$

5. В 400 мл воды растворили 40 г оксида серы (VI) ($SO_3$) (н. у.). Вычислите массовую долю серной кислоты ($H_2SO_4$) в полученном растворе.

Дано:

$V(H_2O) = 400 \text{ мл}$

$m(SO_3) = 40 \text{ г}$

Примем плотность воды $\rho(H_2O) \approx 1 \text{ г/мл}$.

Масса воды:

$m(H_2O) = V(H_2O) \cdot \rho(H_2O) = 400 \text{ мл} \cdot 1 \text{ г/мл} = 400 \text{ г}$

Найти:

$\omega(H_2SO_4) - ?$

Решение:

1. При растворении оксида серы(VI) в воде происходит химическая реакция, в результате которой образуется серная кислота. Запишем уравнение этой реакции:

$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

Из уравнения видно, что вещества реагируют в мольном соотношении 1:1:1.

2. Рассчитаем молярные массы оксида серы(VI) и серной кислоты, используя периодическую таблицу химических элементов:

$M(SO_3) = M(S) + 3 \cdot M(O) = 32 + 3 \cdot 16 = 80 \text{ г/моль}$

$M(H_2SO_4) = 2 \cdot M(H) + M(S) + 4 \cdot M(O) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (в молях) оксида серы(VI), содержащееся в 40 г:

$n(SO_3) = \frac{m(SO_3)}{M(SO_3)} = \frac{40 \text{ г}}{80 \text{ г/моль}} = 0.5 \text{ моль}$

4. Согласно стехиометрии реакции, количество вещества образовавшейся серной кислоты равно количеству вещества прореагировавшего оксида серы(VI):

$n(H_2SO_4) = n(SO_3) = 0.5 \text{ моль}$

5. Вычислим массу серной кислоты, которая образовалась в растворе:

$m(H_2SO_4) = n(H_2SO_4) \cdot M(H_2SO_4) = 0.5 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 49 \text{ г}$

6. Масса конечного раствора равна сумме масс исходных компонентов, то есть массы воды и массы растворенного оксида серы(VI):

$m(\text{раствора}) = m(H_2O) + m(SO_3) = 400 \text{ г} + 40 \text{ г} = 440 \text{ г}$

7. Массовая доля серной кислоты в полученном растворе вычисляется как отношение массы кислоты к массе всего раствора:

$\omega(H_2SO_4) = \frac{m(H_2SO_4)}{m(\text{раствора})} = \frac{49 \text{ г}}{440 \text{ г}} \approx 0.11136$

Для выражения в процентах, умножим полученное значение на 100%:

$\omega(H_2SO_4) = 0.11136 \cdot 100\% \approx 11.14\%$

Ответ: массовая доля серной кислоты в полученном растворе составляет $11.14\%$.

6. Дайте характеристику реакции синтеза оксида серы (VI), используя все изученные вами классификации реакций.

Реакция синтеза оксида серы (VI) из оксида серы (IV) и кислорода является ключевой стадией в производстве серной кислоты. Уравнение этой реакции в общем виде:

$2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$

Дадим полную характеристику этой реакции, используя различные классификационные признаки.

1. По числу и составу исходных веществ и продуктов реакции

В данную реакцию вступают два вещества ($SO_2$ и $O_2$), а в результате образуется одно новое, более сложное вещество ($SO_3$). Реакции, в ходе которых из двух или нескольких простых или сложных веществ образуется одно более сложное вещество, называются реакциями соединения.

Ответ: реакция соединения.

2. По изменению степеней окисления химических элементов

Определим степени окисления элементов до и после реакции. В оксиде серы (IV) ($SO_2$) сера имеет степень окисления +4 ($S^{+4}$). В простом веществе кислороде ($O_2$) степень окисления равна 0 ($O^{0}$). В продукте реакции, оксиде серы (VI) ($SO_3$), сера имеет степень окисления +6 ($S^{+6}$), а кислород –2 ($O^{-2}$). Сера повышает свою степень окисления ($S^{+4} \rightarrow S^{+6}$), то есть окисляется, и является восстановителем. Кислород понижает свою степень окисления ($O^{0} \rightarrow O^{-2}$), то есть восстанавливается, и является окислителем. Так как происходит изменение степеней окисления атомов, реакция является окислительно-восстановительной.

Ответ: окислительно-восстановительная (ОВР).

3. По тепловому эффекту

Реакция окисления оксида серы (IV) до оксида серы (VI) протекает с выделением теплоты. Тепловой эффект реакции составляет 198 кДж на 2 моль образовавшегося $SO_3$. Реакции, протекающие с выделением энергии в виде теплоты, называются экзотермическими. Уравнение с указанием теплового эффекта: $2SO_2(г) + O_2(г) \rightleftharpoons 2SO_3(г) + 198 \text{ кДж}$.

Ответ: экзотермическая.

4. По направлению протекания

Данная реакция может протекать одновременно в двух противоположных направлениях: прямом (образование $SO_3$) и обратном (разложение $SO_3$ на $SO_2$ и $O_2$). Такие реакции, которые в одних и тех же условиях идут в двух взаимно противоположных направлениях, называются обратимыми. В уравнениях таких реакций вместо знака равенства или стрелки ставится знак обратимости ($\rightleftharpoons$).

Ответ: обратимая.

5. По участию катализатора

Взаимодействие оксида серы (IV) с кислородом без катализатора протекает крайне медленно. Для увеличения скорости реакции и смещения равновесия в сторону продукта в промышленных условиях применяют катализаторы — вещества, которые изменяют скорость реакции, но сами при этом не расходуются. Чаще всего используют оксид ванадия (V) ($V_2O_5$) или платину. Реакции, протекающие с участием катализаторов, называются каталитическими.

Ответ: каталитическая.

6. По агрегатному состоянию реагирующих веществ (по наличию границы раздела фаз)

При условиях проведения синтеза (температура около 450°C) все участвующие в реакции вещества — исходные ($SO_2$, $O_2$) и продукт ($SO_3$) — находятся в газообразном состоянии. Реакции, в которых все реагенты и продукты находятся в одной фазе (например, все в газовой или все в жидкой), называются гомогенными. Если же учесть, что используемый катализатор ($V_2O_5$) является твердым веществом, то система в целом (реагенты + катализатор) является гетерогенной. Однако, по классическому определению, основанному на фазах реагентов и продуктов, реакция является гомогенной.

Ответ: гомогенная (при этом является гетерогенно-каталитической).

7. В 5 л воды растворили 500 г медного купороса. Вычислите массовую долю сульфата меди (II) в полученном растворе.

Дано:

$V(H_2O) = 5 \text{ л}$
$m(\text{медного купороса}) = 500 \text{ г}$

Примем плотность воды $\rho(H_2O) = 1 \text{ кг/л} = 1000 \text{ г/л}$.
Переведем все данные в единую систему (граммы):
$m(H_2O) = V(H_2O) \cdot \rho(H_2O) = 5 \text{ л} \cdot 1000 \text{ г/л} = 5000 \text{ г}$
$m(\text{медного купороса}) = 500 \text{ г}$

Найти:

$\omega(CuSO_4) - ?$

Решение:

1. Массовая доля вещества в растворе ($\omega$) вычисляется как отношение массы растворенного вещества ($m_{вещества}$) к общей массе раствора ($m_{раствора}$).

$\omega = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}}$

2. Медный купорос – это кристаллогидрат сульфата меди(II), его химическая формула $CuSO_4 \cdot 5H_2O$. Когда его растворяют в воде, вся масса кристаллогидрата становится частью массы раствора. Таким образом, масса полученного раствора складывается из массы воды и массы добавленного медного купороса.

$m_{раствора} = m(H_2O) + m(CuSO_4 \cdot 5H_2O) = 5000 \text{ г} + 500 \text{ г} = 5500 \text{ г}$

3. Растворенным веществом в данном случае является безводный сульфат меди(II) ($CuSO_4$). Необходимо вычислить, какая масса чистого $CuSO_4$ содержится в 500 г медного купороса ($CuSO_4 \cdot 5H_2O$). Для этого найдем молярные массы $CuSO_4$ и $CuSO_4 \cdot 5H_2O$. Используем относительные атомные массы: $Ar(Cu) \approx 64$, $Ar(S) \approx 32$, $Ar(O) \approx 16$, $Ar(H) \approx 1$.

Молярная масса сульфата меди(II):
$M(CuSO_4) = 64 + 32 + 4 \cdot 16 = 160 \text{ г/моль}$

Молярная масса медного купороса:
$M(CuSO_4 \cdot 5H_2O) = M(CuSO_4) + 5 \cdot M(H_2O) = 160 + 5 \cdot (2 \cdot 1 + 16) = 160 + 5 \cdot 18 = 160 + 90 = 250 \text{ г/моль}$

4. Теперь рассчитаем массу чистого $CuSO_4$ ($m_{вещества}$) в 500 г кристаллогидрата. Массовая доля $CuSO_4$ в кристаллогидрате равна отношению их молярных масс:

$\omega(CuSO_4 \text{ в гидрате}) = \frac{M(CuSO_4)}{M(CuSO_4 \cdot 5H_2O)} = \frac{160}{250} = 0.64$

Масса безводной соли в 500 г купороса:
$m_{вещества} = m(CuSO_4) = m(CuSO_4 \cdot 5H_2O) \cdot \omega(CuSO_4 \text{ в гидрате}) = 500 \text{ г} \cdot 0.64 = 320 \text{ г}$

5. Теперь мы можем вычислить массовую долю сульфата меди(II) в конечном растворе:

$\omega(CuSO_4) = \frac{m(CuSO_4)}{m_{раствора}} = \frac{320 \text{ г}}{5500 \text{ г}} \approx 0.05818$

Для выражения в процентах, умножим полученное значение на 100%:

$\omega(CuSO_4) \approx 0.05818 \cdot 100\% \approx 5.82\%$

Ответ: массовая доля сульфата меди (II) в полученном растворе составляет примерно 5.82%.

8. Почему серную кислоту называют «хлебом химической промышленности»?

Серную кислоту ($H_2SO_4$) называют «хлебом химической промышленности» из-за её фундаментальной важности, огромных объёмов производства и чрезвычайно широкого спектра применения во множестве отраслей. Подобно тому как хлеб является основным продуктом питания для многих народов, серная кислота является ключевым сырьём или реагентом, без которого невозможно функционирование значительной части современной промышленности.

Её значимость определяется несколькими ключевыми факторами:

1. Огромные объёмы производства.Серная кислота — одно из самых производимых химических веществ в мире. Объём её производства является одним из показателей уровня промышленного развития страны. Это свидетельствует о высоком и постоянном спросе на неё в самых разных секторах экономики.

2. Широчайшее применение.Серная кислота используется в качестве сырья, катализатора, осушителя или вспомогательного реагента в бесчисленных процессах. Основные области применения включают:

Производство минеральных удобрений. Это крупнейшая сфера потребления серной кислоты. Она используется для получения фосфорных и азотных удобрений, таких как суперфосфат и сульфат аммония. Например, при производстве простого суперфосфата из природного фосфата кальция:
$Ca_3(PO_4)_2 + 2H_2SO_4 \rightarrow Ca(H_2PO_4)_2 + 2CaSO_4$

Химический синтез. Серная кислота необходима для производства других кислот (например, соляной, азотной, фосфорной), солей (сульфатов, например, медного купороса $CuSO_4 \cdot 5H_2O$), синтетических моющих средств, красителей, лекарственных препаратов, пластмасс и взрывчатых веществ.

Нефтепереработка. Применяется для очистки нефтепродуктов (бензина, керосина, масел) от вредных примесей, таких как сернистые соединения и непредельные углеводороды.

Металлургия и металлообработка. Используется для травления металлов — удаления оксидной плёнки и ржавчины с поверхности стальных изделий перед нанесением защитных покрытий (цинкование, лужение, эмалирование).

Производство химических волокон. Она участвует в производстве искусственных волокон, например, вискозного шёлка.

Горнодобывающая промышленность. Применяется для извлечения (выщелачивания) металлов из руд, например, урана, меди, ванадия.

Использование в качестве осушителя и водоотнимающего средства. Концентрированная серная кислота очень гигроскопична и жадно поглощает воду. Это свойство используется для осушки газов (которые с ней не реагируют) и в органическом синтезе для проведения реакций дегидратации (например, этерификации).

Электротехника. Выступает в качестве электролита в свинцово-кислотных аккумуляторах, которые широко используются в автомобилях.

3. Относительно низкая стоимость.Современные методы производства серной кислоты (в основном контактный метод) позволяют получать её в больших количествах при относительно невысокой себестоимости, что делает её экономически доступной для массового использования.

Таким образом, как и хлеб, серная кислота является незаменимым, базовым продуктом, на котором держится огромное количество производственных цепочек в химической и смежных с ней отраслях промышленности.

Ответ:Серную кислоту называют «хлебом химической промышленности» из-за её центральной роли в индустрии, что обусловлено гигантскими объёмами её производства, низкой стоимостью и исключительно широким спектром применения: от производства удобрений (основная сфера) и синтеза других химических веществ до металлургии, нефтепереработки и использования в качестве электролита в аккумуляторах. Её повсеместное использование делает её таким же фундаментальным и незаменимым продуктом для промышленности, как хлеб для питания человека.