Ва2+ + S042" = BaS04i.

Получение H2SO4. Ежегодно в мире получают свыше 100

млн. тонн серной кислоты, используя при этом так называо-

мый контактный процесс. Его ход можно разбить на три

этапа: 1) получение S02 обжигом пирита (реакция рассмот¬

рена в § 6.2); 2) каталитическое окисление S02 до S03 (см.

выше уравнение 10.7); 3) поглощение S03 96%-ной серной

кислотой.

§ 10.7. Задачи с решениями

Задача 1. Какой объем (при н.у.) занимает кислород, вы¬

делившийся из одного моля каждого из веществ: КСЮз,

KMn04, KNO3, НдО?

Решение. Все реакции разложения данных веществ проте¬

кают при нагревании:

2КСЮ3 = 2KCI + 302t, 2КМп04 = К2Мп04 + Мп02 + 02t, 2KN03 = 2KN02 + 02t,

2HgO = 2Hg + 02t.

Согласно этим уравнениям, из одного моля КСЮ3 выде¬

ляется 1,5 моль 02, из одного моля остальных трех веществ

по 0,5 моль 02.

Задача 2. Докажите, что оксид серы (IV) является ве¬ ществом с двойственной окислительно-восстановительной

функцией.

Решение. Сера в S02 находится в промежуточной степени

окисления +4, и может как повышать степень окисления

(быть восстановителем), так и понижать ее (быть окислите¬

лем).

Восстановительные свойства S02 проявляет в реакциях с

сильными окислителями, например, перманганатом калия:

5S02 + 2КМпОд + 2НгО = 2H2S04 + K2S04 + 2MnS04.

Окислительные свойства S02 проявляет, например, в ре¬

акции с сероводородом:

S02 + 2H2S = 3S4 + 2Н20.

Задача 3. Напишите уравнения реакций, характеризую¬

щих следующие превращения:

135

SO2 ~> Na2S03 -> NaHS03 > N32303 > N32SO4 .

Решение. При пропускании SO2 через избыток раствора

гидроксида натрия образуется сульфит натрия:

S02 + 2NaOH = Na2S03 + Н20.

При пропускании избытка SO2 через раствор сульфита нат¬ рия образуется гидросульфит натрия:

S02 + Na2S03 + Н20 = 2NaHS03 .

Гидросульфит натрия при нагревании разлагается:

2NaHS03 = Na2S03 + S02t + Н20.

Серная кислота вытесняет сернистую кислоту из сульфитов:

Na2S03 + H2SO4 = Na2S04 + S02? + Н20.

Задача 4. Какую массу оксида серы (VI) надо растворить в

100 г 91%-ного раствора серной кислоты для того, чтобы по¬

лучить 30%-ный олеум?

Решение. Олеум это раствор SO3 в 100%-кой H2SO4.

Процесс получения олеума разобьем на две стадии. Сначала найдем, сколько надо добавить S03, чтобы 91%-ная серная

кислота превратилась в 100%-ную.

SO3 + Н2О = H2SO4 .

В исходной серной кислоте содержалось 100-0,09 = 9 г

Н2О, что составляет 9/18 = 0,5 моль. Для реакции с таким ко¬ личеством воды необходимо 0,5 моль SO3 (массой 0,5-80 = 40

г); при этом образуется 0,5 моль H2SO4 (массой 0,5-98 = 49 г).

Общая масса 100%-ной серной кислоты после добавления 40

г SO3 станет равна 91 +49 = 140 г.

Для получения 30%-ного раствора SO3 в серной кислоте к

140 г H2SO4 надо добавить х г SO3, тогда масса олеума ста¬

нет равна 140+л:, а массовая доля SO3 составит

cd(S03) = х / (140+х) = 0,3,

откуда х = 60 г. Общая масса добавленного SO3 равна 40+60

= 100 г.

Ответ. J 00 г SO3.

136