Ростислав Лидин - Химия. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ

Качественные реакции – осаждение сульфидов, а также неполное сгорание H 2S с образованием желтого налета серы на внесенном в пламя холодном предмете (фарфоровый шпатель). Побочный продукт очистки нефти, природного и коксового газа.

Применяется в производстве серы, неорганических и органических серосодержащих соединений как аналитический реагент. Чрезвычайно ядовит. Уравнения важнейших реакций:

Получение : в промышленности– прямым синтезом:

Н 2+ S = H 2S (150–200 °C)

или при нагревании серы с парафином;

в лаборатории– вытеснением из сульфидов сильными кислотами

FeS + 2НCl (конц.) = FeCl 2+ H 2S↑

или полным гидролизом бинарных соединений:

Al 2S 3+ 6Н 2O = 2Al(ОН) 3↓ + 3 H 2S↑

Сульфид натрия Na 2S.Бескислородная соль. Белый, очень гигроскопичный. Плавится без разложения, термически устойчивый. Хорошо растворим в воде, гидролизуется по аниону, создает в растворе сильнощелочную среду. При стоянии на воздухе раствор мутнеет (коллоидная сера) и желтеет (окраска полисульфида). Типичный восстановитель. Присоединяет серу. Вступает в реакции ионного обмена.

Качественные реакции на ион S 2-– осаждение разноокрашенных сульфидов металлов, из которых MnS, FeS, ZnS разлагаются в НCl (разб.).

Применяется в производстве сернистых красителей и целлюлозы, для удаления волосяного покрова шкур при дублении кож, как реагент в аналитической химии.

Уравнения важнейших реакций:

Na 2S + 2НCl (разб.) = 2NaCl + H 2S↑

Na 2S + 3H 2SO 4(конц.) = SO 2↑ + S↓ + 2H 2O + 2NaHSO 4 (до 50 °C)

Na 2S + 4HNO 3(конц.) = 2NO↑ + S↓ + 2H 2O + 2NaNO 3 (60 °C)

Na 2S + H 2S (насыщ.) = 2NaHS

Na 2S (т)+ 2O 2= Na 2SO 4 (выше 400 °C)

Na 2S + 4H 2O 2(конц.) = Na 2SO 4+ 4H 2O

S 2-+ M 2+= MnS (телесн.)↓; FeS (черн.)↓; ZnS (бел.)↓

S 2-+ 2Ag += Ag 2S (черн.)↓

S 2-+ M 2+= СdS (желт.)↓; PbS, CuS, HgS (черные)↓

3S 2-+ 2Bi 3+= Bi 2S 3(кор. – черн.)↓

3S 2-+ 6H 2O + 2M 3+= 3H 2S↑ + 2M(OH) 3↓ (M = Al, Cr)

Получение в промышленности– прокаливание минерала мирабилит Na 2SO 410Н 2O в присутствии восстановителей:

Na 2SO 4+ 4Н 2= Na 2S + 4Н 2O (500 °C, кат. Fe 2O 3)

Na 2SO 4+ 4С (кокс) = Na 2S + 4СО (800—1000 °C)

Na 2SO 4+ 4СО = Na 2S + 4СO 2 (600–700 °C)

Сульфид алюминия Al 2S 3.Бескислородная соль. Белый, связь Al – S преимущественно ковалентная. Плавится без разложения под избыточным давлением N 2, легко возгоняется. Окисляется на воздухе при прокаливании. Полностью гидролизуется водой, не осаждается из раствора. Разлагается сильными кислотами. Применяется как твердый источник чистого сероводорода. Уравнения важнейших реакций:

Al 2S 3+ 6Н 2O = 2Al(ОН) 3↓ + 3H 2S↑ (чистый)

Al 2S 3+ 6НCl (разб.) = 2AlCl 3+ 3H 2S↑

Al 2S 3+ 24HNO 3(конц.) = Al 2(SO 4) 3+ 24NO 2↑ + 12H 2O (100 °C)

2Al 2S 3+ 9O 2(воздух) = 2Al 2O 3+ 6SO 2 (700–800 °C)

Получение : взаимодействие алюминия с расплавленной серой в отсутствие кислорода и влаги:

2Al + 3S = AL 2S 3 (150–200 °C)

Сульфид железа (II) FeS.Бескислородная соль. Черно-серый с зеленым оттенком, тугоплавкий, разлагается при нагревании в вакууме. Во влажном состоянии чувствителен к кислороду воздуха. Нерастворим в воде. Не выпадает в осадок при насыщении растворов солей железа(II) сероводородом. Разлагается кислотами. Применяется как сырье в производстве чугуна, твердый источник сероводорода.

Соединение железа(III) состава Fe 2S 3не известно (не получено).

Уравнения важнейших реакций:

Получение:

Fe + S = FeS (600 °C)

Fe 2O 3+ H 2 + 2H 2S = 9 FeS+ 3H 2O (700-1000 °C)

FeCl 2+ 2NH 4HS (изб.) = FeS↓ + 2NH 4Cl + H 2S↑

Дисульфид железа FeS 2.Бинарное соединение. Имеет ионное строение Fe 2+(—S – S—) 2-. Темно-желтый, термически устойчивый, при прокаливании разлагается. Нерастворим в воде, не реагирует с разбавленными кислотами, щелочами. Разлагается кислотами-окислителями, подвергается обжигу на воздухе. Применяется как сырье в производстве чугуна, серы и серной кислоты, катализатор в органическом синтезе. В природе – рудные минералы пирит и марказит.

Уравнения важнейших реакций:

FeS 2= FeS + S (выше 1170 °C, вакуум)

2FeS 2+ 14H 2SO 4(конц., гор.) = Fe 2(SO 4) 3+ 15SO 2↑ + 14Н 2O

FeS 2+ 18HNO 3(конц.) = Fe(NO 3) 3+ 2H 2SO 4+ 15NO 2↑ + 7H 2O

4FeS 2+ 11O 2(воздух) = 8SO 2+ 2Fe 2O 3(800 °C, обжиг)

Гидросульфид аммония NH 4HS.Бескислородная кислая соль. Белый, плавится под избыточным давлением. Весьма летучий, термически неустойчивый. На воздухе окисляется. Хорошо растворим в воде, гидролизуется по катиону и аниону (преобладает), создает щелочную среду. Раствор желтеет на воздухе. Разлагается кислотами, в насыщенном растворе присоединяет серу. Щелочами не нейтрализуется, средняя соль (NH 4) 2S не существует в растворе (условия получения средней соли см. в рубрике «H 2S»). Применяется в качестве компонента фотопроявителей, как аналитический реагент (осадитель сульфидов).

Уравнения важнейших реакций:

NH 4HS = NH 3+ H 2S (выше 20 °C)

NH 4HS + НCl (разб.) = NH 4Cl + H 2S↑

NH 4HS + 3HNO 3(конц.) = S↓ + 2NO 2↑ + NH 4NO 3+ 2H 2O

2NH 4HS (насыщ. H 2S) + 2CuSO 4= (NH 4) 2SO 4+ H 2SO 4+ 2CuS↓

Получение : насыщение концентрированного раствора NH 3сероводородом:

NH 3Н 2O (конц.) + H 2S (г)= NH 4HS+ Н 2O

В аналитической химии раствор, содержащий равные количества NH 4HS и NH 3Н 2O, условно считают раствором (NH 4) 2S и используют формулу средней соли в записи уравнений реакций, хотя сульфид аммония полностью гидролизуется в воде до NH 4HS и NH 3 • Н 2O.

Диоксид серы SO 2.Кислотный оксид. Бесцветный газ с резким запахом. Молекула имеет строение незавершенного треугольника [: S(O) 2] (sр 2-гибридизация), содержит σ,π-связи S=O. Легко сжижается, термически устойчивый. Хорошо растворим в воде (~40 л/1 л Н 2O при 20 °C). Образует полигидрат, обладающий свойствами слабой кислоты, продукты диссоциации – ионы HSO 3 -и SO 3 2-. Ион HSO 3 -имеет две таутомерные формы – симметричную(некислотную) со строением тетраэдра [S(H)(O) 3] (sр 3-гибридизация), которая преобладает в смеси, и несимметричную(кислотную) со строением незавершенного тетраэдра [: S(O) 2(OH)] (sр 3-гибридизация). Ион SO 3 2-также тетраэдрический [: S(O) 3].

Реагирует со щелочами, гидратом аммиака. Типичный восстановитель, слабый окислитель.

Качественная реакция – обесцвечивание желто-коричневой «йодной воды». Промежуточный продукт в производстве сульфитов и серной кислоты.

Применяется для отбеливания шерсти, шелка и соломы, консервирования и хранения фруктов, как дезинфицирующее средство, антиоксидант, хладагент. Ядовит.

Соединение состава H 2SO 3(сернистая кислота) не известно (не существует).