g9k-6.2· Глава 6: Неметаллы и органические соединения· ~13 мин

Сера, углерод и их соединения

SO₂/H₂SO₄, CO/CO₂ и карбонаты.

Диоксид серы (SO₂) является кислотным оксидом: соединяясь с водой, он образует сернистую кислоту (H₂SO₃). Триоксид серы (SO₃), вступая в реакцию с водой, даёт очень сильную двухосновную серную кислоту (H₂SO₄). Оксиды углерода обладают совершенно другими свойствами: оксид углерода(II) (CO) — бесцветный, без запаха, ядовитый газ, химически являющийся нейтральным оксидом — кислота не образуется. Оксид углерода(IV) (CO₂), напротив, является кислотным оксидом; при соединении с водой образуется слабая угольная кислота (H₂CO₃). Карбонаты — особенно CaCO₃ — при реакции с кислотами выделяют газ CO₂: CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑. При нагревании же получают гашёную известь (CaO) и CO₂: CaCO₃ → CaO + CO₂↑. Учащиеся часто путают CO с CO₂, а также сернистую кислоту (H₂SO₃) с серной (H₂SO₄).

📌Пример

Например: количество вещества 3,2 г SO₂ (M = 64 г/моль) составляет n = 3,2/64 = 0,05 моль.

Графики

Аллотропы углерода: алмаз (тетраэдрическая решётка, sp³) и графит (слоистое строение, sp²)
Аллотропы углерода: алмаз (тетраэдрическая решётка, sp³) и графит (слоистое строение, sp²)

Ключевые термины

Диоксид серы — SO2\text{SO}_2 — кислотный оксид; при реакции с водой образует сернистую кислоту (H2SO3\text{H}_2\text{SO}_3).
Триоксид серы — SO3\text{SO}_3 — кислотный оксид; при соединении с водой даёт сильную двухосновную серную кислоту (H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4).
Оксид углерода(II) — CO\text{CO} — бесцветный, без запаха, несолеобразующий оксид; с водой не реагирует, кислоту не образует. Ядовитый газ — связывается с гемоглобином и блокирует транспорт кислорода.
Оксид углерода(IV) — CO2\text{CO}_2 — кислотный оксид; при соединении с водой образуется слабая угольная кислота (H2CO3\text{H}_2\text{CO}_3): CO2+H2O⇌H2CO3\text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_2\text{CO}_3.
Карбонаты — Соли угольной кислоты. CaCO3\text{CaCO}_3 при реакции с кислотами выделяет CO2\text{CO}_2; при нагревании разлагается на CaO\text{CaO} и CO2\text{CO}_2.
Термическое разложение — Разложение вещества на более простые соединения при нагревании. Например: CaCO3→ΔCaO+CO2 ⁣↑\text{CaCO}_3 \xrightarrow{\Delta} \text{CaO} + \text{CO}_2\!\uparrow.
Сравнение оксидов серы и углерода
ОксидФормулаТипРеакция с водойПродукт / Особенность
Диоксид серыSO2\text{SO}_2Кислотный оксидSO2+H2O→H2SO3\text{SO}_2 + \text{H}_2\text{O} \to \text{H}_2\text{SO}_3Сернистая кислота (слабая)
Триоксид серыSO3\text{SO}_3Кислотный оксидSO3+H2O→H2SO4\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} \to \text{H}_2\text{SO}_4Серная кислота (сильная, двухосновная)
Оксид углерода(II)CO\text{CO}Несолеобразующий оксидНе реагируетЯдовитый газ; блокирует гемоглобин
Оксид углерода(IV)CO2\text{CO}_2Кислотный оксидCO2+H2O⇌H2CO3\text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_2\text{CO}_3Слабая угольная кислота

Таблица 1. Тип, реакция с водой и образующиеся продукты четырёх основных оксидов.

✎Расчёт количества вещества SO2\text{SO}_2
  1. 1Дано: m(SO2)=3,2 гm(\text{SO}_2) = 3{,}2\ \text{г}; молярная масса M(SO2)=32+2⋅16=64 г/мольM(\text{SO}_2) = 32 + 2 \cdot 16 = 64\ \text{г/моль}.
  2. 2Формула: Количество вещества находится по формуле n=mMn = \dfrac{m}{M}.
  3. 3Расчёт: n(SO2)=3,264=0,05 мольn(\text{SO}_2) = \dfrac{3{,}2}{64} = 0{,}05\ \text{моль}.
  4. 4Ответ: Количество вещества 3,2 г3{,}2\ \text{г} диоксида серы составляет 0,05 моль0{,}05\ \text{моль}.
🚫Частая ошибка

Учащиеся часто путают CO\text{CO} и CO2\text{CO}_2. CO\text{CO} — несолеобразующий оксид, с водой не реагирует; CO2\text{CO}_2 — кислотный оксид, растворяется в воде с образованием слабой угольной кислоты. Также путают названия сернистой кислоты (H2SO3\text{H}_2\text{SO}_3) и серной кислоты (H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4) — одна получается из SO2\text{SO}_2, другая из SO3\text{SO}_3.

⚠️Внимание

CO\text{CO} — сильный яд: в крови связывается с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин, и блокирует снабжение организма кислородом. Будучи бесцветным и лишённым запаха, он не ощущается. CO2\text{CO}_2, выделяющийся при реакции CaCO3\text{CaCO}_3 с кислотой, можно обнаружить, пропустив его через известковую воду (Ca(OH)2\text{Ca(OH)}_2) — раствор мутнеет.

Правила

  1. 1SO₂ + H₂O → H₂SO₃ (сернистая кислота); SO₃ + H₂O → H₂SO₄ (серная кислота).
  2. 2CO — нейтральный оксид: не вступает в реакцию с водой; CO₂ же является кислотным оксидом: CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃.
  3. 3CO ядовит: соединяясь с гемоглобином, блокирует перенос кислорода.
  4. 4CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑ (реакция карбоната с кислотой).
  5. 5CaCO₃ → CaO + CO₂↑ (термическое разложение); CaO + H₂O → Ca(OH)₂ (гашёная известь).

Тренировка

10 лёгких · 10 средних · 10 сложных

В каждом тесте — 10 случайных вопросов

ЛёгкийСреднийСложныйМикс