Неизвестное соединение серы
Качественные признаки
| Анион | С разбавленной кислотой | Другие признаки |
|---|---|---|
| \(\ce{S^2-}\) | \(\ce{H2S}\) (запах) | чёрный \(\ce{PbS}\) с ацетатом свинца |
| \(\ce{S_n^2-}\) | \(\ce{H2S}\) + муть серы | раствор жёлтый |
| \(\ce{SO3^2-}\) | \(\ce{SO2}\) (без мути) | обесцвечивает иод и \(\ce{KMnO4}\) |
| \(\ce{S2O3^2-}\) | \(\ce{SO2}\) + муть серы | обесцвечивает иод; с \(\ce{AgNO3}\) — белый → чёрный осадок |
| \(\ce{SO4^2-}\) | ничего | \(\ce{BaSO4}\), не растворимый в \(\ce{HCl}\) |
| \(\ce{S2O8^2-}\) | ничего | окисляет \(\ce{KI}\) до иода, \(\ce{Mn^2+}\) (с \(\ce{Ag+}\)) до \(\ce{MnO4-}\) |
boltТри вопроса к неизвестной соли
- Есть ли газ с кислотой и какой (запах, обесцвечивание перманганата, почернение свинцовой бумажки)?
- Выпадает ли сера (муть)?
- Окислитель или восстановитель (иодид + крахмал или иод + крахмал)?
scienceУзнаваемые реакции
- \(\ce{Pb(CH3COO)2 + H2S -> PbS v + 2CH3COOH}\) — почернение «свинцовой бумажки».
- \(\ce{Na2SO3 + I2 + H2O -> Na2SO4 + 2HI}\).
- \(\ce{K2S2O8 + 2KI -> 2K2SO4 + I2}\).
Количественные данные
Гравиметрия. Всю серу окисляют (бромной водой, пероксидом водорода или сплавлением с пероксидом натрия) до сульфата и осаждают \(\ce{BaSO4}\) (\(M = 233{,}4\)). По массе осадка находят долю серы.
edit_noteКакая соль?
1,00 г натриевой соли после окисления дал 2,95 г \(\ce{BaSO4}\): \(n(\ce{S}) = 0{,}01264\) моль, \(w(\ce{S}) = 40{,}5\) %. Сравним с кандидатами: \(\ce{Na2SO3}\) — 25,4 %, \(\ce{Na2S2O3}\) — 40,6 %, \(\ce{Na2S2O4}\) — 36,8 %, \(\ce{Na2S4O6}\) — 47,4 %, \(\ce{Na2S}\) — 41,1 %. Подходят тиосульфат и сульфид — различают их кислотой (муть серы и \(\ce{SO2}\) против запаха \(\ce{H2S}\)).
boltНе доверяйте одной цифре
Близкие массовые доли у разных формул — обычное дело. Всегда подтверждайте формулу вторым независимым признаком: реакцией с кислотой, иодометрическим титрованием (сколько электронов отдаёт единица соли), массой прокаленного остатка.
Полная схема превращений
Олимпиадная задача «неизвестное вещество» обычно даёт цепочку опытов. Составьте схему, в которой каждая стрелка — уравнение, а все вещества согласованы по количествам.
edit_noteРазбор
Жёлтое вещество X горит голубым пламенем с образованием газа A. Газ A с сероводородом даёт снова X. A с раствором NaOH (1 : 1) даёт соль B; B при кипячении с X даёт соль C, которая с кислотой выделяет A и выпадает X. Решение: X — сера, A — \(\ce{SO2}\) (\(\ce{S + O2 -> SO2}\), \(\ce{SO2 + 2H2S -> 3S + 2H2O}\)), B — \(\ce{NaHSO3}\) (или \(\ce{Na2SO3}\) при 1 : 2), C — \(\ce{Na2S2O3}\) (\(\ce{Na2SO3 + S -> Na2S2O3}\); \(\ce{Na2S2O3 + 2HCl -> 2NaCl + S + SO2 + H2O}\)).
scienceРеакции «круга серы»
- \(\ce{S -> SO2 -> SO3 -> H2SO4}\) — окисление.
- \(\ce{H2SO4 (конц) + Cu -> SO2}\), \(\ce{SO2 + H2S -> S}\) — обратно к сере.
- \(\ce{S + H2 -> H2S}\), \(\ce{H2S + O2 -> S}\) — между −2 и 0.
- \(\ce{Na2SO3 + S -> Na2S2O3}\), \(\ce{Na2S2O3 + I2 -> Na2S4O6}\) — «боковые ветви».
boltПроверка схемы
Посчитайте степени окисления серы во всех веществах и убедитесь, что каждый переход имеет партнёра-окислителя или восстановителя. Если степень окисления растёт, а окислителя нет — ошибка.
push_pinГлавное
Ключевые признаки: \(\ce{S^2-}\) — запах \(\ce{H2S}\) с кислотой, чёрные осадки с \(\ce{Pb^2+}\) и \(\ce{Cu^2+}\); \(\ce{SO3^2-}\) — \(\ce{SO2}\) с кислотой без мути, обесцвечивание иода; \(\ce{S2O3^2-}\) — \(\ce{SO2}\) и муть серы с кислотой; \(\ce{SO4^2-}\) — \(\ce{BaSO4}\), нерастворимый в кислотах; полисульфиды — жёлтый раствор, \(\ce{H2S}\) и сера с кислотой. Количественно — гравиметрия (\(\ce{BaSO4}\) после окисления всей серы) и иодометрия. Формула должна согласовываться со всеми наблюдениями.
Закрепите теорию: 9 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.