Номер 2, страница 80 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

2. Охарактеризуйте физические и химические свойства сероводорода.

Физические свойства

Сероводород ($H_2S$) — это бесцветный газ с характерным резким, неприятным запахом тухлых яиц. При больших концентрациях он токсичен и может вызвать паралич обонятельного нерва, из-за чего запах перестает ощущаться, что делает его особенно опасным.

• Агрегатное состояние: при стандартных условиях — газ.

• Молярная масса: $M(H_2S) = 34.08 \text{ г/моль}$.

• Плотность: тяжелее воздуха примерно в 1.17 раза. Плотность газа при нормальных условиях составляет $1.539 \text{ кг/м}^3$.

• Растворимость: умеренно растворим в воде (около 2.5 объемов газа в 1 объеме воды при 20°C), образуя слабую сероводородную кислоту. Также растворяется в этаноле.

• Температуры фазовых переходов: температура кипения $–60.28 \text{ °C}$, температура плавления $–85.7 \text{ °C}$.

• Токсичность: очень ядовит. Воздействует на нервную систему. Вдыхание воздуха с высокой концентрацией $H_2S$ может привести к мгновенной смерти.

Ответ: Сероводород — это бесцветный, ядовитый газ с запахом тухлых яиц, тяжелее воздуха, умеренно растворимый в воде.

Химические свойства

Сероводород проявляет свойства слабой кислоты и является сильным восстановителем, так как сера в нем находится в низшей степени окисления (–2).

1. Кислотные свойства:

Водный раствор сероводорода является очень слабой двухосновной кислотой (сероводородная кислота). Диссоциация происходит ступенчато:

$H_2S \rightleftharpoons H^+ + HS^-$ (первая ступень)

$HS^- \rightleftharpoons H^+ + S^{2-}$ (вторая ступень)

Как кислота, сероводород реагирует с основаниями, образуя два ряда солей: средние соли (сульфиды) и кислые соли (гидросульфиды).

• С избытком щелочи образуются сульфиды: $H_2S + 2NaOH \rightarrow Na_2S + 2H_2O$

• При недостатке щелочи (или при молярном соотношении 1:1) образуются гидросульфиды: $H_2S + NaOH \rightarrow NaHS + H_2O$

2. Восстановительные свойства:

Сероводород — сильный восстановитель. Он легко окисляется многими окислителями. Продукт окисления серы зависит от силы окислителя и условий реакции.

• Горение в кислороде:

  • В избытке кислорода (полное сгорание) образуется оксид серы(IV): $2H_2S + 3O_2 \rightarrow 2SO_2 + 2H_2O$

  • При недостатке кислорода образуется свободная сера: $2H_2S + O_2 \rightarrow 2S \downarrow + 2H_2O$

• Взаимодействие с галогенами (например, с хлором): $H_2S + Cl_2 \rightarrow S \downarrow + 2HCl$

• Взаимодействие с сильными окислителями, такими как перманганат калия или концентрированная азотная кислота, приводит к окислению серы до степени окисления +6:

  $5H_2S + 2KMnO_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow 5S \downarrow + 2MnSO_4 + K_2SO_4 + 8H_2O$ (в кислой среде)

  $H_2S + 8HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow H_2SO_4 + 8NO_2 \uparrow + 4H_2O$

3. Реакции с солями тяжелых металлов:

Сероводород реагирует с растворами солей многих металлов (особенно тяжелых), образуя нерастворимые в воде и кислотах сульфиды, которые выпадают в осадок. Эти реакции используются в качественном анализе для обнаружения ионов металлов.

• $H_2S + CuSO_4 \rightarrow CuS \downarrow + H_2SO_4$ (черный осадок)

• $H_2S + Pb(NO_3)_2 \rightarrow PbS \downarrow + 2HNO_3$ (черный осадок)

• $H_2S + CdCl_2 \rightarrow CdS \downarrow + 2HCl$ (желтый осадок)

Ответ: Сероводород является слабой двухосновной кислотой и сильным восстановителем. Он реагирует со щелочами, горит в кислороде, окисляется сильными окислителями и образует нерастворимые сульфиды с солями тяжелых металлов.