Особые свойства и получение — урок 2 темы «Кислоты: общие и особые свойства, получение», химия ОГЭ

Кислота	Особенности
Серная кислота \(\ce{H2SO4}\)	тяжёлая маслянистая жидкость, гигроскопична (осушитель), обугливает сахар и бумагу. Разбавление серной кислоты: кислоту льют в воду тонкой струёй при перемешивании (сильный разогрев), а не наоборот. Концентрированная серная кислота и медь: концентрированная кислота — окислитель, с \(\ce{Cu}\), \(\ce{Hg}\), \(\ce{Ag}\) выделяет \(\ce{SO2}\): \(\ce{Cu + 2H2SO4(\text{конц.}) ->[t^\circ] CuSO4 + SO2 ^ + 2H2O}\); пассивация — \(\ce{Fe}\), \(\ce{Al}\), \(\ce{Cr}\) на холоде покрываются защитной плёнкой и не реагируют (кислоту перевозят в стальных цистернах). Получение — контактный способ: \(\ce{S}\) или \(\ce{FeS2}\) → \(\ce{SO2}\) → \(\ce{SO3}\) (кат. \(\ce{V2O5}\)) → \(\ce{H2SO4}\)
Азотная кислота \(\ce{HNO3}\)	летучая, желтеет на свету (\(\ce{4HNO3 ->[h\nu] 4NO2 ^ + O2 ^ + 2H2O}\)); с металлами, как правило, выделяет не \(\ce{H2}\), а оксиды азота (\(\ce{NO2}\), \(\ce{NO}\), \(\ce{N2O}\)), азот или соль аммония: \(\ce{Cu + 4HNO3(\text{конц.}) = Cu(NO3)2 + 2NO2 ^ + 2H2O}\); \(\ce{3Cu + 8HNO3(\text{разб.}) = 3Cu(NO3)2 + 2NO ^ + 4H2O}\); концентрированная пассивирует \(\ce{Fe}\), \(\ce{Al}\), \(\ce{Cr}\). Получение: \(\ce{NH3 -> NO -> NO2 -> HNO3}\)
Соляная кислота \(\ce{HCl}\)	дымит, летучая; входит в желудочный сок; распознают нитратом серебра
Фосфорная кислота \(\ce{H3PO4}\)	твёрдая, растворимая, средней силы, трёхосновная — образует три ряда солей: \(\ce{NaH2PO4}\), \(\ce{Na2HPO4}\), \(\ce{Na3PO4}\)
Угольная и сернистая	существуют только в растворе, при получении сразу разлагаются на оксид и воду
Кремниевая кислота \(\ce{H2SiO3}\)	нерастворимый студень; получают из силикатов: \(\ce{Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 v + 2NaCl}\)

Получение кислот: кислотный оксид + вода (\(\ce{SO3 + H2O = H2SO4}\); \(\ce{P2O5 + 3H2O = 2H3PO4}\)); неметалл + водород, затем растворение (\(\ce{H2 + Cl2 = 2HCl}\)); вытеснение из солей менее летучей или более сильной кислотой (\(\ce{NaCl(\text{тв.}) + H2SO4(\text{конц.}) ->[t^\circ] NaHSO4 + HCl ^}\); \(\ce{Na2SiO3 + 2HCl -> H2SiO3 v + 2NaCl}\); \(\ce{FeS + 2HCl -> FeCl2 + H2S ^}\)).

Лайфхак. Концентрированные серная и азотная кислоты — «особые»: с металлами дают не водород, а \(\ce{SO2}\) или оксиды азота, а железо и алюминий на холоде пассивируют. Разбавленная серная ведёт себя как обычная кислота: \(\ce{Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 ^}\).

Ловушка ОГЭ. Медь не реагирует с разбавленной серной кислотой, но реагирует с концентрированной (выделяется \(\ce{SO2}\)) и с азотной кислотой. Сахар обугливает концентрированная \(\ce{H2SO4}\) — она отнимает у него воду, это не горение.

Как это спрашивают на ОГЭ. Задание 20 — электронный баланс для реакций вроде \(\ce{Cu + HNO3 -> Cu(NO3)2 + NO + H2O}\) или \(\ce{C + H2SO4 -> CO2 + SO2 + H2O}\); задание 16 — правило разбавления серной кислоты.

Кислота

Особенности

Серная кислота \(\ce{H2SO4}\)

тяжёлая маслянистая жидкость, гигроскопична (осушитель), обугливает сахар и бумагу. Разбавление серной кислоты: кислоту льют в воду тонкой струёй при перемешивании (сильный разогрев), а не наоборот. Концентрированная серная кислота и медь: концентрированная кислота — окислитель, с \(\ce{Cu}\), \(\ce{Hg}\), \(\ce{Ag}\) выделяет \(\ce{SO2}\): \(\ce{Cu + 2H2SO4(\text{конц.}) ->[t^\circ] CuSO4 + SO2 ^ + 2H2O}\); пассивация — \(\ce{Fe}\), \(\ce{Al}\), \(\ce{Cr}\) на холоде покрываются защитной плёнкой и не реагируют (кислоту перевозят в стальных цистернах). Получение — контактный способ: \(\ce{S}\) или \(\ce{FeS2}\) → \(\ce{SO2}\) → \(\ce{SO3}\) (кат. \(\ce{V2O5}\)) → \(\ce{H2SO4}\)

Кремниевая кислота \(\ce{H2SiO3}\)

нерастворимый студень; получают из силикатов: \(\ce{Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 v + 2NaCl}\)

Из истории. Серную кислоту средневековые алхимики называли «купоросным маслом»: её получали, прокаливая железный купорос. Сейчас это самая производимая кислота в мире — более 250 млн т в год; по её выпуску судят о развитии химической промышленности страны.

Кислота

Особенности

Серная кислота \(\ce{H2SO4}\)

тяжёлая маслянистая жидкость, гигроскопична (осушитель), обугливает сахар и бумагу. Разбавление серной кислоты: кислоту льют в воду тонкой струёй при перемешивании (сильный разогрев), а не наоборот. Концентрированная серная кислота и медь: концентрированная кислота — окислитель, с \(\ce{Cu}\), \(\ce{Hg}\), \(\ce{Ag}\) выделяет \(\ce{SO2}\): \(\ce{Cu + 2H2SO4(\text{конц.}) ->[t^\circ] CuSO4 + SO2 ^ + 2H2O}\); пассивация — \(\ce{Fe}\), \(\ce{Al}\), \(\ce{Cr}\) на холоде покрываются защитной плёнкой и не реагируют (кислоту перевозят в стальных цистернах). Получение — контактный способ: \(\ce{S}\) или \(\ce{FeS2}\) → \(\ce{SO2}\) → \(\ce{SO3}\) (кат. \(\ce{V2O5}\)) → \(\ce{H2SO4}\)