Номер 3, страница 76 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

3. Расскажите о нахождении серы в природе. Как добывают самородную серу? Назовите формулы серосодержащих минералов.

Расскажите о нахождении серы в природе.

Сера — химический элемент, занимающий 16-е место по распространенности в земной коре (около 0,05% по массе). В природе сера встречается как в свободном состоянии (самородная сера), так и в виде многочисленных соединений.

1. Самородная сера ($S$). Залежи самородной серы часто образуются в районах вулканической активности, где она выделяется из вулканических газов, а также в осадочных породах. Крупные месторождения осадочного типа, где сера ассоциируется с гипсом ($CaSO_4 \cdot 2H_2O$), ангидритом ($CaSO_4$) и известняком, находятся в США, Мексике, Польше, Ираке.

2. Связанная сера. Большая часть природной серы находится в виде соединений.
Сульфиды — это соединения серы с металлами. Наиболее важными минералами этой группы являются: железный колчедан (пирит) $FeS_2$, свинцовый блеск (галенит) $PbS$, цинковая обманка (сфалерит) $ZnS$, медный колчедан (халькопирит) $CuFeS_2$, киноварь $HgS$. Сульфидные руды являются основным источником для получения многих металлов (меди, цинка, свинца и др.).
Сульфаты — это соли серной кислоты. В природе они представлены такими минералами, как: гипс $CaSO_4 \cdot 2H_2O$, ангидрит $CaSO_4$, барит (тяжелый шпат) $BaSO_4$, мирабилит (глауберова соль) $Na_2SO_4 \cdot 10H_2O$.
Органические соединения. Сера является жизненно важным элементом и входит в состав белков (в аминокислотах цистеин и метионин). Также сера содержится в ископаемом топливе: нефти, природном газе (в виде сероводорода $H_2S$ и меркаптанов), каменном угле и горючих сланцах.

Ответ: Сера в природе встречается в самородном виде (в вулканических и осадочных породах) и в виде соединений: сульфидов (например, пирит $FeS_2$, галенит $PbS$), сульфатов (например, гипс $CaSO_4 \cdot 2H_2O$, барит $BaSO_4$) и в составе органических веществ (нефть, уголь, белки).

Как добывают самородную серу?

Основным промышленным методом добычи самородной серы из подземных месторождений является метод Фраша, или метод подземной выплавки серы. Он был предложен Германом Фрашем в 1897 году.

Процесс выглядит следующим образом:
1. В месторождение бурят скважину до серного пласта.
2. В скважину опускают специальную конструкцию из трех концентрических труб, одна в другой.
3. По самой широкой, наружной трубе в пласт под давлением подается перегретая вода (с температурой 160–170 °C). Температура плавления серы (около 115 °C) ниже температуры воды, поэтому сера в пласте плавится.
4. По самой узкой, центральной трубе, под высоким давлением нагнетается горячий воздух.
5. Сжатый воздух смешивается с расплавленной серой, образуя легкую, пенистую эмульсию, которая под давлением этого же воздуха вытесняется на поверхность по средней трубе.
6. На поверхности жидкая сера собирается в большие, обогреваемые емкости, где она отстаивается от примесей, а затем разливается в формы для застывания. Метод Фраша позволяет получать очень чистую серу (99,5–99,9%).

В случае неглубокого залегания серных руд применяют также открытый (карьерный) способ добычи. Добытую руду затем перерабатывают, выплавляя из нее серу в автоклавах или печах.

Ответ: Самородную серу добывают в основном методом Фраша (подземной выплавкой), при котором в пласт закачивают перегретую воду для плавления серы, а затем сжатым воздухом вытесняют ее расплав на поверхность. При неглубоком залегании используется карьерный способ с последующей выплавкой серы из руды.

Назовите формулы серосодержащих минералов.

Серосодержащие минералы делятся на две большие группы: сульфиды и сульфаты. Ниже приведены формулы наиболее распространенных из них.

Формулы сульфидов:
Пирит (железный колчедан) — $FeS_2$
Галенит (свинцовый блеск) — $PbS$
Сфалерит (цинковая обманка) — $ZnS$
Халькопирит (медный колчедан) — $CuFeS_2$
Киноварь — $HgS$
Антимонит (сурьмяный блеск) — $Sb_2S_3$
Аргентит (серебряный блеск) — $Ag_2S$

Формулы сульфатов:
Гипс — $CaSO_4 \cdot 2H_2O$
Ангидрит — $CaSO_4$
Барит (тяжелый шпат) — $BaSO_4$
Целестин — $SrSO_4$
Мирабилит (глауберова соль) — $Na_2SO_4 \cdot 10H_2O$
Англезит — $PbSO_4$

Ответ: Формулы некоторых распространенных серосодержащих минералов: пирит — $FeS_2$, галенит — $PbS$, сфалерит — $ZnS$, гипс — $CaSO_4 \cdot 2H_2O$, барит — $BaSO_4$, киноварь — $HgS$.