Реферат на тему Сера и ее соединения на уроках химии и экологии

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-06-24

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 26.12.2024

«Сера и ее соединения на уроках химии и экологии»

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Состояние преподавания темы «Сера и ее соединения» в современной средней школе
1.1 Программные требования к преподаванию темы «Халькогены»
1.2 Опорные конспекты, схемы и таблицы по теме «Халькогены»
ГЛАВА 2. МОИ УРОКИ
2.1 Урок № 1. Положение химических элементов подгруппы кислорода в периодической таблице химических элементов, строение их атомов
3.2 Урок № 2. Сера, строение молекул, физические и химические свойства
3.3 Урок № 3. Серная кислота, состав, строение, свойства, применение
3.4 Урок-зачет по теме «Халькогены»
3.5 Система уроков по теме «Кислотные дожди» для 10–11 классов с углубленным изучением экологии
ГЛАВА 3. БАНК ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ ПО ТЕМЕ «ХАЛЬКОГЕНЫ»
3.1 КАРТОЧКИ 1 УРОВНЯ
3.2 КАРТОЧКИ 2 УРОВНЯ
3.3 КАРТОЧКИ 3 УРОВНЯ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Газообразные и пылевые выбросы очень неблагоприятно влияют на экологическую обстановку в местах расположения промышленных предприятий, а также ухудшают санитарно-гигиенические условия труда. К агрессивным массовым выбросам относятся окислы азота, сероводород, сернистый, углекислый и многие другие газы.
Не менее важной задачей является очистка газов от двуокиси серы. Общее количество серы, которое выбрасывается в нашей стране в атмосферу только в виде сернистого газа, составляет около 16 млн. т. в год. Из этого количества серы можно выработать до 40 млн. т. серной кислоты.
Значительное количество серы, главным образом, в виде сероводорода содержится в коксовом газе. С дымовыми газами из заводских труб и энергетических установок ежегодно выбрасываются в атмосферу несколько миллиардов кубометров углекислого газа. Этот газ может быть использован для получения эффективных углеродсодержащих удобрений.
Серьезный ущерб пылевые и газообразные выбросы приносят тем, что они отравляют воздушный бассейн в городах и на предприятиях: ядовитые газы губят растительность, крайне вредно действуют на здоровье людей и животных, разрушают металлические сооружения и коррозируют оборудование. Учитывая общую экологическую обстановку на планете, необходимо принять самые срочные и самые радикальные меры по очистке выбросных газов от вредных примесей [1].
В настоящей курсовой работе целью явилось раскрытие основных направлений реализации экологического подхода к преподаванию темы «Сера. Соединения серы» на уроках химии и экологии.

Глава 1. Состояние преподавания темы «Сера и ее соединения» в современной средней школе

1.1 Программные требования к преподаванию темы «Халькогены»

Тема 2. Подгруппа кислорода (4 часа)

№ урока	Тема занятия	Вводимые опорные понятия и представления. Формирование специальных навыков	Актуализация опорных знаний, умений, навыков по химии и междисциплинарным наукам
2.	Сера, строение молекул, физические и химические свойства	Продолжение формирования понятий «химический элемент», «простое вещество», «химическая реакция», «аллотропные модификации»	Продолжение формирования понятий «аллотропия», «связь физических и химических свойств элемента»
3.	Серная кислота, состав, строение, свойства, применение	Строение и свойства серной кислоты, качественная реакция на сульфат-анион	Качественный анализ
4.	Зачет

Тема 3. Сера
Сера. Аллотропия серы. Физические и химические свойства серы, ее получение и применение, нахождение в природе. Сероводород, его физические и химические свойства, получение и применение, нахождение в природе. Сульфиды. Оксид серы (IV), его физические и химические свойства, получение и применение. Оксид серы (VI), его физические и химические свойства, получение и применение. Сернистая кислота и сульфиты.
Серная кислота, свойства разбавленной и концентрированной серной кислот. Серная кислота как окислитель. Сульфаты. Качественные реакции на сульфид-, сульфит- и сульфат-ионы.
Демонстрации
Получение аллотропных видоизменений кислорода и серы.
Взаимодействие серы с водородом и кислородом.
Действие концентрированной серной кислоты на металлы (цинк, медь) и органические вещества (целлюлозу, сахарозу).
Лабораторные опыты
Ознакомление с серой и ее природными соединениями.
Практические занятия
Получение и собирание газов (кислород и др.), опыты с ними.
Определение содержания карбонатов в известняке.
Устранение временной жесткости воды.
Исследование восстановительных свойств металлов.
Опыты, характеризующие свойства соединений металлов.
Экспериментальные задачи на получение и распознавание веществ.
Экспериментальное установление генетических связей между классами неорганических соединений.
Расчетные задачи
Вычисление массовой доли химического элемента в соединении.
Установление простейшей формулы вещества по массовым долям химических элементов.
Расчет объемных отношений газов при химических реакциях.
Вычисление массы веществ или объема газов по известному количеству вещества одного из вступивших в реакцию или получающихся веществ.
Расчет теплового эффекта по данным о количестве одного из участвующих в реакции веществ и выделившейся (поглощенной) теплоты.
Вычисления по уравнениям, когда одно из веществ взято в виде раствора определенной концентрации.
Вычисления по уравнениям, когда одно или несколько веществ взяты в избытке.
Вычисление массы или объема продукта реакции по известной массе или объему исходного вещества, содержащего примеси.
Определение выхода продукта реакции от теоретически возможного.
Расчет энтальпии реакции.
Расчет изменения энтропии в химическом процессе.
Расчет изменения энергии Гиббса реакции.
Расчет массы или объема растворенного вещества и растворителя для приготовления определенной массы или объема раствора с заданной концентрацией (массовой, молярной, моляльной).

1.2 Опорные конспекты, схемы и таблицы по теме «Халькогены»

В целях интенсификации процесса обучения в ходе проведения лекции по теме учителем совместно с учащимися составляются опорные конспекты. [4]
ЭЛЕМЕНТЫ ГЛАВНОЙ ПОДГРУППЫ VI ГРУППЫ (халькогены)

Строение внешнего энергетического слоя атомов элементов этой подгруппы следующее:
О, S – ns², np⁴;
Se, Те, Ро - (n – 1)d¹⁰, ns², np⁴.
В общем виде ns², np⁴.
При переходе в возбужденное состояние у всех атомов халькогенов (кроме кислорода) может увеличиваться число неспаренных электронов за счет перехода электронов с ns- и nр- подуровней на свободный nd-подуровень. При этом проявляются следующие валентные состояния.
· Валентность, равная IV.
ns², np³, nd¹

· Валентность, равная VI.
ns¹, np³,.nd²

СЕРА
Электронная формула серы 1s², 2s², 2p⁶, 3s², 3р⁴
Электронно-графическая формула внешнего электронного слоя:

При переходе в возбужденное состояние происходит переход по одному электрону с 3s- и 3р-орбиталей на свободную 3d-орбиталь:

В связи с этим у серы возможны проявления II, IV, VI валентностей. Возможные степени окисления -2, 0, +2, +4, +6.
Например: H₂S^-2 S⁰ S⁺²O S⁺⁴O₂ S⁺⁶O₃

Таблица 1. Химические свойства серы

Свойство	Описание и уравнения реакций
Взаимодействие с простыми веществами
Сера, как окислитель	S⁰ + 2e^- ® S^-2 При реакциях с металлами, водородом, неметаллами, имеющими меньшую электроотрицательность, чем сера:
Сера, как восстановитель
Реакции с кислородом, галогенами	С кислородом сера образует и двухвалентный оксид - неустойчивое соединение, разлагающееся и при комнатной температуре: 2S + O₂ ® 2SO
Взаимодействие со сложными веществами
С водой	Не взаимодействует
Взаимодействие с кислотами-окислителями
С растворами щелочей	При нагревании идет реакция диспропорционирования:
Вулканизация резины	При вулканизации в природный каучук включается примерно 3% серы (образуется резина) или 25 – 30% серы (образуется эбонит). Улучшение свойств обусловлено образованием большого числа поперечных «сшивок» между цепями и уменьшением числа двойных С=С связей, по которым проходит окисление природного каучука. · Горячая вулканизация. Смесь из латекса, серы и других веществ (наполнители, красители) нагревают, одновременно формуя из этой смеси необходимые изделия. · Холодная вулканизация. Сформованное изделие из латекса продолжительное время выдерживают в растворе серы в сероуглероде.

СЕРНАЯ КИСЛОТА

Таблица 2. Получение серной кислоты контактным способом

Стадия	Уравнения реакций
Обжиг пирита и получение оксида серы (IV)
Окисление SO₂ в SO₃ в присутствии катализатора (V₂O₅)
Растворение SО₃ в серной кислоте и получение олеума	H₂SO₄ + nSO₃ ® H₂SO₄ × nSO₃ Олеум используют для получения серной кислоты любой концентрации, разбавляя его в воде. Олеум перевозят в железных цистернах. H₂SO₄ ×nSO₃ + nH₂O ® (n – l)H₂SO₄

Таблица 3. Химические свойства серной кислоты

Свойство	Описание и уравнения реакций
Реакции разбавленной серной кислоты
С металлами, стоящими в ряду напряжений до водорода	2Na + H₂SO₄ ® Na₂SO₄ + Н₂ Zn + H₂SO₄ ® ZnSO₄ + H₂
С оксидами металлов	H₂SO₄ + MgO ® MgSO₄ + H₂O
С солями более слабых и более летучих кислот	H₂SO₄ + Na₂CO₃ ® Na₂SO₄ + H₂O + CO₂ H₂SO₄ + BaCl₃ ® BaSO₄ + 2HCl
С основаниями	H₂SO₄ + 2NaOH ® Na₂SO₄ + 2H₂O
С аммиаком	2NH₃ + H₂SO₄ ® (NH₄)₂SО₄
Реакции концентрированной серной кислоты
Взаимодействие с неактивными металлами	2H₂SO₄ + 2Ag ® Ag₂SO₄ + SO + 2H₂O H₂SO₄ + Cu ® CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O 2H₂SO₄ + Hg ® HgSO₄ + SO₂ + 2H₂O Следует помнить, что, так как в концентрированной серной кислоте окислителем является анион SO₄^2-, а не катион Н⁺, то водород не выделяется.
Взаимодействие с активными металлами	Активные металлы восстанавливают серную кислоту до H₂S: 4Mg + H₂SO₄ ® 4MgSO₄ + H₂S + 4H₂O
Взаимодействие с менее активными металлами	Менее активные металлы восстанавливают серную кислоту до SO₂: 2H₂SO₄ + Zn ® ZnSO₄ + SO₂ + 2H₂O В зависимости от концентрации могут образовываться и другие продукты реакции, например: S или Н₂S. 4H₂SO₄ + 3Zn ® 3ZnSO₄ + S¯ + 4H₂O 5H₂SO₄ + 4Zn ® 4ZnSO₄ + H₂S + 4H₂O
Взаимодействие с алюминием, хромом и железом	На холоде с этими металлами серная кислота не взаимодействует. При нагревании идут следующие реакции:
Взаимодействие с неметаллами	S + 2H₂SO₄ ® 3SO₂ + 2H₂O С + 2H₂SO₄ ® 2SO₂ + CO₂ + 2H₂O 2P + 5H₂SO₄ ® 2H₃PO₄ + 5SO₂ + 2H₂O
Окисление сложных веществ	8HI + H₂SO₄ ® 4I₂¯ + H₂S + 4H₂O 2HBr + H₂SO₄ ® Br₂¯ + SO₂ + 2H₂O 3H₂S + H₂SO₄ ® 4S¯ + 4H₂O H₂SO₄ + nC₁₂H₂₂O₁₁ ® 12nC + H₂SO₄ × 11nH₂O

ГЛАВА 2. МОИ УРОКИ

2.1 Урок № 1. Положение химических элементов подгруппы кислорода в периодической таблице химических элементов, строение их атомов

Цели и задачи: учащиеся должны уметь применять знания о строении атома для характеристики атомов элементов подгруппы кислорода; знать, как изменяется строение атомов элементов главной подгруппы.
Ход урока
I. Организационный момент; проверка домашнего задания
II. Новый материал.
1. Строение атомов кислорода и серы (табл. 4).
Таблица 4. Схемы строения атомов кислорода и серы

Химический знак	Размещение электронов по энергетическим уровням	Электронная формула
О	₊₈О 2е^-, 6е^-	1s² \| 2s²2p⁴
S	₊₁₆S 2е^-, 8е^-, 6е^-	1s² \| 2s²2p⁶ \| 3s²3p⁴3d⁰

Размещение электронов по орбиталям

На наружном энергетическом уровне атомов всех элементов VI A группы находится по 6 электронов. До устойчивого энергетического состояния атома, характерного для благородных газов, недостает двух электронов, которые способны присоединять эти элементы. Поэтому кислород является одним из сильных окислителей: О⁰ + 2е^-® О^-2
Кислород в подавляющем большинстве соединений проявляет постоянную степень окисления –2. Исключением являются соединения OF₂, где кислород имеет степень окисления +2, и пероксид водорода Н₂О₂, где кислород имеет степень окисления –1 (Н⁺¹—О^-1—О^-1—Н⁺¹). В подгруппе с возрастанием относительных атомных масс и увеличением атомных радиусов: а) закономерно уменьшаются неметаллические свойства; б) прочность водородных соединений падает; в) сила кислородных кислот уменьшается.
Таблица 5. Возможные степени окисления серы

Состояние атомов серы	Размещение электронов по орбиталям	Степень окисления
Нормальное состояние Возбужденные состояния		+ 2, - 2 + 4 + 6

У атомов серы на третьем энергетическом уровне имеется пять незаполненных d-орбиталей. Поэтому возможно распаривание электронов. В результате этого у атомов серы появляется либо четыре, либо шесть неспаренных электронов, которые при образовании соединений с более электроотрицательным элементом смещаются в его сторону (табл. 5). Этим объясняется степень окисления серы в соединениях с кислородом: S⁺⁴O₂ и S⁺⁶O₃.
III. Закрепление нового материала.
3.1 Ответьте на вопросы:
1. На основе теории строения атомов, используя таблицу, поясните, почему кислород является более сильным окислителем, чем сера. Почему кислород проявляет постоянную валентность?
2. Возможные степени окисления кислорода и серы.
2.2 Урок № 2. Сера, строение молекул, физические и химические свойства
Знать: аллотропные модификации серы; физические и химические свойства, получение и применение серы, оксидов серы(IV) и серы(VI), cерной кислоты, сульфатов; качественные реакции на сульфат- и сульфид-ионы; химические реакции, лежащие в основе производства серной кислоты; общие научные принципы химического производства.
Уметь: рассматривать в сравнении аллотропные модификации; записывать уравнения реакций, характеризующие свойства серы и ее соединений; рассматривать химические свойства веществ с точки зрения окислительно-восстановительных и ионных представлений.
Основные понятия: аллотропия, аллотропные модификации.
ХОД УРОКА
I. Организационный момент; проверка домашнего задания
II. Новый материал
1. Сера в природе и ее получение. В природе сера встречается как в свободном состоянии (сопутствует горным породам), так и в виде соединений. Важнейшие природные соединения серы показаны на схеме 1.

СЕРА В ПРИРОДЕ

Сульфиды: свинцовый блеск PbS, медный блеск Cu₂S, цинковая обманка ZnS, пирит FeS₂, сероводород H₂S (в минеральных источниках и в природном газе)

Сульфаты:
гипс CaSO₄×2H₂O, горькая соль MgSO₄×7H₂O, мирабилит Na₂SO₄×10H₂O (глауберова соль)

Белки

Схема 1
2. Получение. Для отделения серы в свободном состоянии от других горных пород пользуются ее легкоплавкостью (112,8°С).
3. Физические свойства серы. Сера – твердое кристаллическое вещество желтого цвета. Как неметалл, она плохо проводит теплоту и не проводит электрический ток. Кусочки серы тонут в воде – ее плотность близка к 2, а порошок серы всплывает (не смачивается водой). Подобно сере в измельченном состоянии водой не смачиваются многие соединения. Этим свойством пользуются для отделения сернистых руд от «пустой породы». Такой метод обогащения руд называется флотацией и используется на практике.
Сера хорошо растворяется в сероуглероде, толуоле и др. При температуре 112,8°С сера плавится, превращаясь в легкоподвижную жидкость желтого цвета. При дальнейшем нагревании она темнеет и густеет. При температуре 444 6 °С она закипает. Если нагретую до кипения серу вылить в холодную воду, то образуется пластическая сера, которая растягивается. Кристаллическая и пластическая сера – это аллотропные видоизменения химического элемента серы.
Кристаллическая сера легко плавится: это свидетельствует о том, что ее кристаллическая решетка должна быть молекулярной. Рентгенографические и другие исследования подтверждают, что кристаллическая решетка серы действительно состоит из кольцевых молекул (рис. 1). При нагревании восьмичленные кольца молекул серы разрываются, превращаясь в длинные цепи (рис. 1), которые могут растягиваться и сокращаться. Это пластическая сера. (Ответьте на вопросы 3—4 ([5], с. 29)).

Рис. 1. Кристаллическая решетка серы, состоящая из восьмичленных колец молекулы серы (а); разрыв восьмичленных колец молекулы серы при нагревании и образование длинных цепей (б).
4. Химические свойства серы. В связи с большим атомным радиусом, чем у кислорода, окислительные свойства серы выражены слабее. Поэтому в реакциях с кислородом сера - восстановитель и проявляет степени окисления +4 и +6 (табл. 6). Окислительные свойства серы проявляются в реакциях с металлами и водородом, а восстановительные — в реакциях с кислородом и галогенами (кроме иода). Химические свойства серы показаны в таблице 6.
III. Закрепление нового материала
1. Пользуясь данными таблиц, объясните, почему у атомов хлора степени окисления выражаются нечетными числами, а у атомов серы — четными. Почему кислород проявляет постоянную валентность, а сера — переменную?
2. Сравните свойства кристаллической и пластической серы. На основе этого примера поясните сущность аллотропии.

Таблица 6

Химические свойства серы
окислительные	восстановительные
1. Сера реагирует почти со всеми металлами: 2. С некоторыми металлами, например Na, К, взаимодействует даже без нагревания: 3. При повышенной температуре реагирует с водородом:	При повышенной температуре сера реагирует с фтором и с кислородом (горит):

5. Применение серы. Области применения серы показаны на схеме 2
Схема 2

3.     Перечислите природные соединения серы, напишите их химические формулы и определите в них степени окисления серы.
4.     Составьте уравнения реакций, при которых из простых веществ образуются сложные вещества, формулы которых следующие: Li₂S, ZnS, H₂S, SO₂, CS₂ и SF₆. Используя данные таблицы, поясните, какие свойства (окислительные или восстановительные) проявляет сера в этих реакциях.
5.     Как можно получить диоксид серы? Назовите не менее трех способов получения SO₂. Почему диоксид серы может быть и окислителем, и восстановителем?
6.     Известно соединение, содержащее 0,27928 массовых долей, или 27,928%, фосфора и 0,72072 массовых долей, или 72,072%, серы. Найдите его простейшую формулу.
7.     При образовании 1 моль оксида серы (IV) из элементов выделяется 332,8 кДж. Сколько выделится теплоты при сгорании 1 г серы?
Лабораторные опыты
V. Ознакомление с образцами серы и ее природных соединений
Рассмотрите выданные вам образцы серы и ее природных соединений. В тетрадях сделайте запись по следующей схеме:
1.Название
2.Химическая формула
3.Агрегатное состояние
4.Цвет
5.Твердость
IV. Домашнее задание
2.3 Урок № 3. Серная кислота, состав, строение, свойства, применение
Цели урока: учащиеся должны знать строение, физические и химические свойства H₂SO₄; уметь на основе знаний о скорости химических реакций и химическом равновесии обосновывать выбор условий течения реакций, лежащих в основе производства серной кислоты; определять на практике сульфат- и сульфид-ионы.
Основные понятия: сернистый ангидрид, серный ангидрид, комплексное использование сырья.
Ход урока
I. Организационный момент; проверка домашнего задания
II. Новый материал
1. Электронная и структурная формулы. Так как сера находится в 3-м периоде периодической системы, то правило октета не соблюдается и атом серы может приобрести до двенадцати электронов.

(Шесть электронов серы обозначены звездочкой.)
2. Получение. Серная кислота образуется при взаимодействии оксида серы (VI) с водой (SO₃ + Н₂О ® H₂SO₄). Описание производства серной кислоты приводится в § 16 ([5], с. 37 – 42).
3. Физические свойства. Серная кислота — бесцветная, тяжелая (r =1,84 г/см³), нелетучая жидкость. При растворении ее в воде происходит очень сильное разогревание. Помните, что нельзя вливать воду в концентрированную серную кислоту (рис. 2)! Концентрированная серная кислота поглощает из воздуха водяные пары. В этом можно убедиться, если открытый сосуд с концентрированной серной кислотой уравновесить на весах: через некоторое время чашка с сосудом опустится.

Рис. 2. Приготовление раствора серной кислоты
4. Химические свойства. Разбавленная серная кислота обладает общими свойствами, характерными для кислот и специфическими (табл. 7).

Таблица 7

Химические свойства серной кислоты
Общие с другими кислотами	Специфические
1. Водный раствор изменяет окраску индикаторов.	1. Концентрированная серная кислота — сильный окислитель: при нагревании она реагирует почти со всеми металлами (искл. Аu, Pt и нек. др.). В этих реакциях в зависимости от активности металла и условий выделяются SO₂, H₂S, S, например: Cu+2H₂SO₄ CuSO₄+SO₂ +2H₂O
2. Разбавленная серная кислота реагирует с металлами: H₂SO₄+Zn ® ZnSO₄+H₂ 2H⁺ + SO₄^2-+Zn⁰ ® Zn²⁺ + SO₄^2- +H₂⁰ 2H⁺ + Zn⁰ ® Zn²⁺ + H₂⁰	2. Концентрированная серная кислота энергично реагирует с водой с образованием гидратов: H₂SO₄ + nH₂O ® H₂SO₄ × nН₂О+ Q Концентрированная серная кислота способна отщепить от органических веществ водород и кислород в виде воды, обугливая органические вещества
3. Реагирует с основными и амфотерными оксидами: H₂SO₄ + MgO ® MgSO₄ + H₂O 2H⁺+SO₄^2-+MgO®Mg²⁺+SO₄^2-+H₂O 2H⁺ + MgO ® Mg²⁺ + H₂O	3. Характерной реакцией на серную кислоту и ее соли является взаимодействие с растворимыми солями бария: Н₂SО₄+ ВаСl₂ ® BaSO₄¯ +2HCl 2H⁺ + SO₄^2- + Ba²⁺ + 2Cl^- ® BaSO₄¯ + 2Н⁺ + 2Сl^- Ba²⁺ + SO₄^2- ® BaSO₄¯ Выпадает белый осадок, который не растворяется ни в воде, ни в концентрированной азотной кислоте
4. Взаимодействует с основаниями: H₂SO₄ + 2KOH ® K₂SO₄ + 2H₂O 2H⁺ + SO₄^2- + 2K⁺+ 2OH^- ® ® 2K⁺+ SO₄^2- + 2H₂O 2H⁺ + 2OH^- ® 2H₂O Если кислота взята в избытке, то образуется кислая соль: H₂SO₄+NaOH ® NaHSO₄+H₂O
5. Реагирует с солями, вытесняя из них другие кислоты: 3H₂SO₄+Ca₃(PO₄)₂ ®3CaSO₄+2H₃PO₄

6.Применение. Серную кислоту широко применяют (рис. 3), она является основным продуктам химической промышленности.

Рис. 3. Применение серной кислоты: 1 – получение красителей; 2 – минеральных удобрений; 3 – очистка нефтепродуктов; 4 – электролитическое получение меди; 5 – электролит в аккумуляторах; 6 – получение взрывчатых веществ; 7 – красителей; 8 – искусственного шелка; 9 — глюкозы; 10 — солей; 11 – кислот.
Серная кислота образует два ряда солей — средние и кислые:
Na₂SО₄NaHSО₄
сульфат натрия                гидросульфат натрия
(средняя соль)              (кислая соль)
Соли серной кислоты широко используют, например, Na₂SO₄×10H₂O – кристаллогидрат сульфата натрия (глауберова соль) применяют в производстве соды, стекла, в медицине и ветеринарии. CaSO₄×2H₂O – кристаллогидрат сульфата кальция (природный гипс) – применяют для получения полуводного гипса, необходимого в строительстве, а в медицине – для накладывания гипсовых повязок. CuSO₄×5H₂O – кристаллогидрат сульфата меди (II) (медный купорос) – используют в борьбе с вредителями растений.
III. Закрепление нового материала
1. Зимой между рамами окон иногда помещают сосуд с концентрированной серной кислотой. С какой целью это делают, почему сосуд нельзя заполнять кислотой доверху?
2. Концентрированная серная кислота при нагревании реагирует с ртутью и серебром, подобно тому, как она реагирует с медью. Составьте уравнения этих реакций и укажите окислитель и восстановитель.
3. Как распознать сульфиды? Где они применяются?
4. Составьте уравнения реакций, которые практически осуществимы, используя приведенные схемы:
CuSO₄ + HCl ®
Hg + H₂SO₄₍_конц₎ ®
Cu + HCl ®
NaNO₃ + HCl ®
MgCl₂ + H₂SO₄₍_конц_.) ®
Na₂SO₃ + H₂SO₄®
NaOH + H₂SO₄ ®
Al(OH)₃ + H₂SO₄ ®
При составлении уравнений реакций укажите условия их осуществления. В тех случаях, где это требуется, составьте уравнения в ионном и сокращенном ионном виде.
5. Назовите окислитель в реакциях: а) разбавленной серной кислоты с металлами; б) концентрированной серной кислоты с металлами.
6. Что вы знаете о сернистой кислоте?
7. Почему концентрированная серная кислота является сильным окислителем? Каковы особые свойства концентрированной серной кислоты?
8. Как концентрированная серная кислота взаимодействует с металлами?
9. Где применяются серная кислота и ее соли?
Задачи
1. Какой объем кислорода потребуется для сжигания: а) 3,4 кг сероводорода; б) 6500 м³ сероводорода?
2. Какова масса раствора, содержащего 0,2 массовые доли серной кислоты, которая расходуется на реакцию с 4,5 г алюминия?
Лабораторные опыты
VI. Распознавание сульфат-ионов в растворе. В одну пробирку налейте 1—2 мл раствора сульфата натрия, в другую — столько же сульфата цинка, а в третью — разбавленного раствора серной кислоты. Во все пробирки поместите по грануле цинка, а затем добавьте несколько капель раствора хлорида бария или нитрата бария.
Задания. 1. Как можно отличить серную кислоту от ее солей? 2. Как отличить сульфаты от других солей? Составьте уравнения проделанных вами реакций в молекулярном, ионном и сокращенном ионном виде.
IV. Домашнее задание [5]
2.4 Урок-зачет по теме «Халькогены»
Цель урока: Закрепление и проверка знаний и умений учащихся.
Перед проведением тестового контроля (15 мин) с целью закрепления пройденного материала нужно решить задачи по теме. [6]
Задача 1. При полном разложении нитрата щелочного металла масса выделившегося кислорода составляет 8,2 % от исходной массы нитрата. Установите формулу нитрата.
Решение
Пусть масса нитрата, вступившего в реакцию, равна 100 г, тогда масса выделившегося кислорода равна 8,2 г.
Запишем уравнение реакции разложения нитрата, обозначив символ элемента буквой X:
NО₃ = 2XNO₂ + О₂.
(у + 62) г/моль    32 г/моль
Находим количества веществ нитрата щелочного металла и кислорода:
w(XNO₃) = 100 / (у + 62) (моль); n (О₂) = 8,2 / 32 (моль).
По уравнению реакции из 2 моль нитрата выделяется 1 моль кислорода. Отсюда следует:
2 (8,2 / 32) = 100 / (y + 62).
Решая уравнение, находим, что у = 133. Следовательно, щелочной металл — это цезий.
Задача 2. Напишите уравнения реакций в соответствии со схемой превращений:

. В схеме А — газ, необходимый для дыхания; В – простое вещество желтого цвета; С - удушливый газ, в два раза тяжелее кислорода; D - газ с неприятным запахом тухлых яиц.
Решение
А — кислород; В — сера; С — оксид серы (IV); D — сероводород.
Химические превращения могут быть представлены следующими уравнениями:
O₂ + 2H₂S = 2S + 2H₂O; S + O₂ = SO₂; SO₂ + 2H₂S = 3S + 2H₂O; S + H₂= H₂S.
Задача 3. Простое вещество А образуется из газообразного вещества Б во время грозы. Вещество А неустойчиво и легко превращается в вещество Б. В веществе Б сгорает вещество В красного цвета, образуя вещество Г черного цвета. Если на вещество Г подействовать газообразным веществом Д, которое значительно легче воздуха, можно получить вещество В. Определите состав веществ А, Б, В, Г, Д и напишите уравнения реакций.
Решение
А – озон, Б — кислород, В — медь, Г — оксид меди (II), Д — водород.
Задача 4. В лаборатории имеются вещества: перманганат калия, нитрат натрия, хлорат калия, пероксид бария. Какое из этих веществ нужно использовать, чтобы получить максимальный объем кислорода? Ответ подтвердите расчетами.
Решение
Запишем уравнения реакций получения кислорода из предложенных веществ:
2KMnO₄ = K₂MnO₄ + MnO₂ + О₂;
158 г/моль
2NaNО₃ = 2NaNO₂ + О₂;
85 г/моль
2KClO₃ = 2KCl + 3О₂;
122,5 г/моль
2ВаО₂ = 2ВаО + О₂.
169 г/моль
Пусть для получения кислорода использовали равные навески веществ, обозначим их массу буквой т. Определим количество вещества кислорода по каждому уравнению реакции:
n (KMnO₄) = т /158, следовательно, n(0₂) = т /(2 × 158);
n (NaNO₃) = т /85, следовательно, n(0₂) = т /(2 × 85);
n (KClO₃) = т /122,5, следовательно, n(O₂) = 3 т /(2 × 122,5);
n (BaО₂) = т /169, следовательно, n(О₂) = т /(2 • 169).
Сравнивая количества вещества кислорода, которое получается в каждой реакции, делаем вывод, что максимальное количество, а значит, и объем этого вещества можно получить при разложении хлората калия.
Задача 5. Смесь равных масс алюминия и кислорода нагрели в закрытом сосуде в отсутствие воздуха. После окончания реакции к смеси веществ добавили такую же массу расплавленной серы. Во сколько раз масса исходной смеси отличается от массы полученной смеси веществ?
Решение
Пусть в реакцию вступили 100 г алюминия и 100 г кислорода. Найдем количества веществ:
n (Аl) = 100/27 = 3,7 моль;
n (О₂) = 100/32 = 3,1 моль.
По уравнению реакции
4Аl + 3О₂ = 2Аl₂О₃
с 3,7 моль алюминия прореагируют 2,8 моль кислорода. Следовательно, 0,3 моль кислорода останутся в избытке. Этот избыток кислорода будет взаимодействовать с серой: S + О₂ = SO₂
n (S) = 100/32 = 3,1 моль.
Количество вещества оксида серы(IV) будет равно 0,3 моль; 2,8 моль серы останется после реакции. Итак, по окончании всех реакций смесь будет содержать оксид алюминия (3,7/2 моль), серу (2,8 моль) и оксид серы(IV) (0,3 моль). Найдем массу этой смеси:
т = 1,85 • 102 + 2,8 • 32 + 0,3 • 64 = 298 г.
Масса исходных веществ равна 200 г. Масса полученной смеси больше массы исходных веществ примерно в 1,5 раза.
Задача 6. Через раствор массой 280 г, содержащий 0,02 массовые доли гидроксида калия, пропустили 2,24 л оксида серы(IV). Какая соль (кислая или средняя) образовалась? Какова ее масса?
Ответ. Кислая соль KHSO₃ массой 12 г.
Задача 7. Какова массовая доля гидроксида натрия в растворе массой 200 г, если известно, что при пропускании сернистого газа через раствор образуется сульфит натрия массой 25,2 г? Ответ. 8%.
Задача 8. Рассчитайте массу серной кислоты, содержащейся в растворе объемом 2 л с массовой долей кислоты 0,98, плотность раствора 1,84 г/см³. Ответ. 3,6 кг.

Задача 9. Какой объем раствора серной кислоты концентрацией 0,25 моль/л вступает в реакцию с цинком, если при этом выделяется водород объемом 6,72 л (н. у.)? Ответ: 1,2 л.
Задача 10. При полном разложении 56,1 г смеси хлората калия и перманганата калия образовалось 8,96 л кислорода. Определите состав исходной смеси в % по массе.
Ответ. w (KMnO₄) = 56,3%; w (KClO₃) = 43,7%.
Задача 11. При нагревании 63,2 г перманганата калия получено 3,36 л кислорода. Определите степень разложения перманганата калия (в %) и количественный состав твердого остатка.
Ответ. Степень разложения KMnO₄ – 75%; w (K₂MnO₄) = 50,6%; w (MnO₂) = 22,3%; w (KMnO₄) = 27,1%.
Задача 12. Вычислите объем раствора серной кислоты с массовой долей Н₂SO₄ 96% (w= 1,84 г/мл), необходимого для приготовления 2 л раствора с молярной концентрацией 0,25 моль/л.
Ответ: 27,74 мл.
Далее учащимся на доске предлагаются задания для самоконтроля из следующих заданий:
1. Допишите уравнения практически осуществимых реакций:
а) Na₂SO₄ + KCl... ;
б) SO₂ + Cа(ОН)₂... ;
в) Al + O₂... ;
г) KOH + H₂SO₄... ;
д) Сu(OH)₂ + SO₃... ;
е) Ba(OH)₂ + H₂S... ;
ж) H₂SO₄ + Cu... ;
з) CaSO₄ + Ba(NO₃)₂... ;
и) Na₂SO₃ + H₂SO₄... ;
к) Al + H₂SO_{4 (}_разб_.)... .
2. Какие из предложенных веществ реагируют между собой:
Мg, Ва(ОН)₂, SO₃, Н₂О, Сu(ОН)₂, К₂SO₄, Н₂SO₄, Сu?
Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций.
3. С какими веществами реагирует оксид серы(IV):
H₂O, H₂SO₄, NаСl, NаОН, СаО, О₂, Аl(ОН)₃?
4. Напишите уравнения реакций следующих превращений:

Установите формулы веществ А и Х.
5. Составьте схемы электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнениях реакций:
а) H₂S + НNO₂ S + NO + H₂O;
б) Н₂О₂ + FeSO₄ + Н₂SO₄ Fe₂(SO₄)₃ + Н₂О;
в) Na₂O + NaI + Н₂SO₄ I₂ + Na₂SO₄ + Н₂О;
г) Н₂SO₄ + КВr K₂SO₄ + Вr₂ + SO₂ + Н₂О;
д) Н₂SO₄ + NaI + NаNО₃ I₂ + NO + Na₂SO₄ + Н₂О.

3.5 Система уроков по теме «Кислотные дожди» для 10–11 классов с углубленным изучением экологии
Цели:
- раскрыть причины и механизм образования кислотных дождей;
- показать их влияние на все компоненты биосферы, в том числе на человека;
- обсудить основные методы снижения кислотообразующих выбросов в атмосферу.
На занятиях можно использовать аудиовизуальные технические средства обучения:
- плакаты «Шкала кислотности», «Кислотные дожди», «Последствия кислотных дождей»;
- дидактический раздаточный материал в виде таблицы, диаграммы источников выбросов в атмосферу оксидов серы и азота, схемы образования кислотных аэрозолей и дождей;
- видеофильм Минприроды о состоянии воздушного бассейна России.
Тема «Кислотные дожди» изучается на нескольких уроках и завершается контролем полученных школьниками знаний.
ХОД УРОКА
В новое тысячелетие человечество вступает в условиях экологического кризиса. До ноосферы Вернадского как сферы коллективного разума на Земле еще очень далеко. В последней четверти ХХ в. три глобальные экологические проблемы – разрушение озонового слоя Земли, прогрессирующее потепление ее климата и кислотные дожди – сделали вполне реальной угрозу самоуничтожения человечества. Еще в конце прошлого века Энгельс предупреждал: «Не будем, однако, слишком обольщаться нашими победами над природой. За каждую такую победу она нам мстит. Каждая из этих побед имеет, правда, в первую очередь те последствия, на которые мы рассчитывали, но во вторую и третью очередь совсем другие, непредвиденные последствия, которые очень часто уничтожают последствия первых». Знакомство с проблемой кислотных дождей подтвердит нам правоту этих слов.
Преодоление экологического кризиса во всех его проявлениях, ведущих к деградации природы и, как следствие, к деградации и исчезновению человечества, жизненно необходимо. Не должны оказаться пророческими слова великого ученого-естествоиспытателя, впервые создавшего теорию развития живой природы, Жана Батиста Ламарка: «Можно, пожалуй, сказать, что назначение человека заключается в том, чтобы уничтожить свой род, предварительно сделав земной шар непригодным для обитания».
Для успешного разрешения планетарных экологических кризисов и дальнейшего развития человеческой цивилизации необходимо понимание и осознание этих кризисных проблем всеми, в том числе подрастающим поколением, чтобы направить свою деятельность на изменение структуры общественного и хозяйственного устройства, формирование экологического мировоззрения, ответственного за состояние дома, в котором мы все живем, – нашей планеты Земли.
Теперь подробно познакомимся с сутью проблемы кислотных осадков, в том числе дождей.
Кислотные осадки представляют собой различные виды атмосферных осадков (дождь, снег, туман, роса) с кислотностью выше нормы.
1. Понятие кислотности
Кислотность водного раствора определяется присутствием в нем положительных водородных ионов Н⁺ и характеризуется концентрацией этих ионов в одном литре раствора C(H⁺) (моль/л или г/л). Щелочность водного раствора определяется присутствием гидроксильных ионов ОН– и характеризуется их концентрацией C(ОН^–).
Как показывают расчеты, для водных растворов произведение молярных концентраций водородных и гидроксильных ионов – величина постоянная, равная
C(H⁺) × C(ОН^–) = 10^–14,
другими словами, кислотность и щелочность взаимосвязанны: увеличение кислотности приводит к снижению щелочности, и наоборот.
Раствор является нейтральным, если концентрации водородных и гидроксильных ионов одинаковы и равны (каждая) 10–7 моль/л. Такое состояние характерно для химически чистой воды.
Из сказанного следует, что для кислых сред выполняется условие: 10^–7 < C(H⁺)  10⁰, для щелочных сред: 10^–14  C(H⁺) < 10^–7.

SHAPE \* MERGEFORMAT

Рис. 4. Показатели кислотности различных веществ

На практике степень кислотности (или щелочности) раствора выражается более удобным водородным показателем рН, представляющим собой отрицательный десятичный логарифм молярной концентрации водородных ионов:
рН = –lgC(H⁺).
Например, если в растворе концентрация водородных ионов равна 10^–5 моль/л, то показатель кислотности этого раствора рН = 5. При этом изменению показателя кислотности рН на единицу соответствует десятикратное изменение концентрации водородных ионов в растворе. Так, концентрация водородных ионов в среде с рН = 2 в 10, 100 и 1000 раз выше, чем в среде с рН = 3, 4 и 5 соответственно.
В кислых растворах рН < 7, и чем меньше, тем кислее раствор. В щелочных растворах рН > 7, и чем больше, тем выше щелочность раствора.
Шкала кислотности идет от рН = 0 (крайне высокая кислотность) через рН = 7 (нейтральная среда) до рН = 14 (крайне высокая щелочность). Показатель кислотности рН различных веществ, встречающихся в повседневной жизни, приведен на рис. 4.
Чистая природная, в частности дождевая, вода в отсутствие загрязнителей тем не менее имеет слабокислую реакцию (рН = 5,6), поскольку в ней легко растворяется углекислый газ с образованием слабой угольной кислоты:
СО₂ + Н₂О = Н₂СО₃.
Для определения показателя кислотности используют различные рН-метры, в частности дорогостоящие электронные приборы. Простым способом определения характера среды является применение индикаторов – химических веществ, окраска которых изменяется в зависимости от рН среды. Наиболее распространенные индикаторы – фенолфталеин, метилоранж, лакмус, а также естественные красители из красной капусты и черной смородины.
Достаточно точно показатель кислотности рН измеряется с помощью индикаторной бумаги, содержащей кислотореагирующие пигменты (демонстрируется определение рН различных веществ, указанных на плакате (рис. 4) с помощью полосок индикаторной бумаги).
2. Основные антропогенные источники кислотообразующих выбросов
Главные кислотообразующие выбросы в атмосферу – диоксид серы SO₂ (cернистый ангидрид, или сернистый газ) и оксиды азота NО_х (монооксид, или оксид азота NО, диоксид азота NO₂ и др.).
Природными источниками поступления диоксида серы в атмосферу являются главным образом вулканы и лесные пожары. Естественная фоновая концентрация SО₂ в атмосфере достаточно стабильна, включена в биохимический круговорот и для экологически благополучных территорий России равна 0,39 мкг/м³ (Арктика) – 1,28 мкг/м³ (средние широты). Эти концентрации значительно ниже принятого в мировой практике предельно допустимого значения (ПДК) по SО₂, равного 15 мкг/м³.
(Школьникам раздают диаграмму «Источники выбросов в атмосферу оксидов серы и азота» (рис. 5), которую они потом вклеивают в свою тетрадь-конспект.)
Общее количество диоксида серы антропогенного происхождения в атмосфере сейчас значительно превышает ее естественное поступление и составляет в год около 100 млн т (для сравнения: природные выбросы SO₂ в год равны примерно 20 млн т). Из них на долю США приходится 20%, на долю России – менее 10%. Диоксид серы образуется при сжигании богатого серой горючего, такого, как уголь и мазут (содержание серы в них колеблется от 0,5 до 5–6%), на электростанциях (~40% антропогенного поступления в атмосферу), в металлургических производствах, при переработке содержащих серу руд, при различных химических технологических процессах и работе ряда предприятий машиностроительной отрасли промышленности (~50%).

SHAPE \* MERGEFORMAT

Рис. 5. Источники выбросов в атмосферу оксидов серы (а) и азота (б)

При сжигании каждого миллиона тонн угля выделяется около 25 тыс. т серы в виде главным образом ее диоксида (до триоксида окисляется менее 3% серы); в 4–5 раз меньше окисленной серы дает сжигание мазута.
Как показывают данные, приведенные в таблице (учащимся раздают эту таблицу), в России выбросы диоксида серы составляют более 30% всех вредных промышленных выбросов. На предприятиях энергетической отрасли промышленности, черной и цветной металлургии доля выбросов диоксида серы составляет примерно 40 и 50% соответственно (см. табл.). Меньше доля выбросов SO₂ предприятиями нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, угольной и газовой отраслей промышленности (см. табл.) – около 8% собственных выбросов загрязняющих веществ и около 5% суммарных выбросов и оксида серы предприятиями России, хотя предприятия этих отраслей дают примерно пятую часть всех техногенных выбросов загрязняющих веществ.
Анализ техногенных источников выбросов сернистого газа в атмосферу показывает, что выбросы производят высокоразвитые промышленные страны, и это становится проблемой в первую очередь для них и их ближайших соседей.
Данные мониторинга воздушной атмосферы свидетельствуют об увеличении в последние годы доли выбросов азотных соединений в закисление атмосферных осадков.
Содержанию оксидов азота в атмосфере стали уделять внимание лишь после обнаружения озоновых дыр в связи с открытием азотного цикла разрушения озона.
Природные поступления в атмосферу оксидов азота связаны главным образом с электрическими разрядами, при которых образуется NО, впоследствии – NО₂. Значительная часть оксидов азота природного происхождения перерабатывается в почве микроорганизмами, т. е. включена в биохимический круговорот. Для экологически благополучных районов России естественная фоновая концентрация оксидов азота равна 0,08 мкг/м³ (Арктика) – 1,23 мкг/м³ (средние широты), что существенно ниже ПДК, равного 40 мкг/м³.
Оксиды азота техногенного происхождения образуются при сгорании топлива, особенно если температура превышает 1000 °С. При высоких температурах часть молекулярного азота окисляется до оксида азота NО, который в воздухе немедленно вступает в реакцию с кислородом, образуя диоксид NO₂ и тетраоксид диазота N₂O₄. Первоначально образующийся диоксид азота составляет лишь 10% выбросов всех оксидов азота в атмосферу, однако в воздухе значительная часть оксида азота превращается в диоксид.
При высокотемпературном сгорании органического природного топлива происходят реакции двух типов: между кислородом воздуха и азотом, содержащимся в топливе (в угле содержание азота составляет в среднем около 1%, нефти и газе – 0,2–0,3%), и между кислородом воздуха и азотом, также содержащимся в воздухе. Техногенные мировые выбросы оксидов азота в атмосферу составляют в год около 70 млн т, примерно 30% их приходится на долю США, 25% – на долю стран Западной Европы и лишь несколько процентов – на долю России (табл. 4). Суммарные антропогенные выбросы оксидов азота в атмосферу больше. Дополнительный источник таких выбросов – сельское хозяйство, интенсивно использующее химические удобрения, в первую очередь содержащие соединения азота. Вклад этой отрасли мирового хозяйства в загрязнение атмосферы оксидами азота учесть трудно, по некоторым данным, поступление оксидов азота в атмосферу с сельскохозяйственных полей сопоставимо с промышленными выбросами.
В России (рис. 6) около 25% выбросов оксидов азота дает сжигание топлива на предприятиях электро- и теплоэнергетики, столько же – на предприятиях металлургической, машиностроительной и не связанной с процессами горения топлива химической отраслей промышленности (например, получение азотной кислоты и взрывчатых веществ). Главный источник техногенных оксидов азота в атмосфере – автотранспорт и другие виды моторного транспорта (около 40%). Распределение выбросов оксидов азота по основным отраслям промышленного производства приведены в таблице.

Таблица 8. Выбросы (по годам) вредных веществ

Следует отметить, что при наметившейся в 1990-е гг. в России тенденции снижения выбросов загрязняющих веществ промышленными предприятиями (табл. 8) доля диоксида серы и оксидов азота в этих выбросах увеличивается.
Суммарные выбросы всех загрязнителей в воздушную среду в 1997 г. по сравнению с 1993 г. сократились примерно на 30%, диоксида серы – примерно на 20%, оксидов азота – на 30%. (школьники делают расчеты, пользуясь данными таблицы.)
Однако лишь 20% этих сокращений обусловлены природоохранными мероприятиями и усилением экологического контроля. Основная причина – спад производства, который за эти годы составил более 50%. Расхождение между относительными показателями спада производства и сокращения выбросов свидетельствует о росте отрицательного техногенного воздействия на окружающую среду в расчете на единицу произведенного продукта. Как показывает анализ, спад производства был неравномерен в различных отраслях хозяйства – наименьшим он оказался в самых экологически напряженных секторах (энергетика, металлургия и др.) и наибольшим – в отраслях, оказывающих относительно слабое воздействие на окружающую среду (машиностроение, оборонная отрасль промышленности и др.), при этом выбросы автотранспорта возросли, причем в крупных городах – очень значительно.
Отметим еще два экономических аспекта рассматриваемой проблемы, оказывающих большое влияние на общую экологическую ситуацию в России, в том числе и связанную с кислотными осадками. К началу спада производства в России (1991) на предприятиях срок эксплуатации наличного промышленного оборудования был запредельным, в базовых отраслях промышленности (среди них те, что дают наибольшие кислотообразующие выбросы) средний возраст оборудования приближался к 30 годам. Изношенное оборудование требует больше ресурсов для эксплуатации, производит больше отходов, отличается повышенной аварийностью. Помимо отсутствия средств на капитальные затраты предприятия не имеют средств и на текущие затраты. В этих критических условиях для снижения удельных затрат на производимую продукцию предприятие экономит на всем и в первую очередь на охране окружающей среды, строительстве или модернизации очистных сооружений и других мероприятиях.
Как следует из ежегодных государственных докладов Госкомэкологии «О состоянии окружающей природной среды в Российской Федерации», данных мониторинга Росгидромета, во многих регионах даже сократившийся поток загрязнений превосходит ассимиляционный потенциал соответствующих экосистем, т. е. является для них заведомо чрезмерным.
3. Механизм образования кислотных осадков
Источники поступления окислов серы и азоты в атмосферу могут иметь как природное, так и антропогенное происхождение. Вклад антропогенных источников в образование кислотных дождей во много раз превышает вклад природных источников. На основе изучения процесса возникновения кислотных дождей в атмосфере выделим следующие блоки модели (рис. 6).
Диоксид серы, попавший в атмосферу, претерпевает ряд химических превращений, ведущих к образованию кислот.
Частично диоксид серы в результате фотохимического окисления превращается в триоксид серы (серный ангидрид) SО₃:
2SO₂ + O₂ ® 2SO₃,
который реагирует с водяным паром атмосферы, образуя аэрозоли серной кислоты:
SO₃ + Н₂O ® Н₂SO₄.
Естественные источники Естественные источники соединений серы. NO_x

Рис. 6. Блок-схема модели возникновения кислотных осадков в атмосфере.
(Ученикам раздают схему образования кислотных аэрозолей и дождей (рис. 7).)
Основная часть выбрасываемого диоксида серы во влажном воздухе образует кислотный полигидрат SО₂•nH₂O, который часто называют сернистой кислотой и изображают условной формулой Н₂SО₃:

SO₂ + H₂O ® H₂SO₃.
Сернистая кислота во влажном воздухе постепенно окисляется до серной:
2Н₂SО₃ + О₂ ® 2Н₂SO₄.
Аэрозоли серной и сернистой кислот приводят к конденсации водяного пара атмосферы и становятся причиной кислотных осадков (дожди, туманы, снег).

Рис. 7. Схема образования кислотных аэрозолей и дождей
При сжигании топлива образуются твердые микрочастицы сульфатов металлов (в основном при сжигании угля), легко растворимые в воде, которые осаждаются на почву и растения, делая кислотными росы.
Аэрозоли серной и сернистой кислот составляют около 2/3 кислотных осадков, остальное приходится на долю аэрозолей азотной и азотистой кислот, образующихся при взаимодействии диоксида азота с водяным паром атмосферы:

2NО₂ + Н₂О ® НNО₃ + НNО₂.
Существуют еще два вида кислотных дождей, которые пока не отслеживаются мониторингом атмосферы. Находящийся в атмосфере хлор (выбросы химических предприятий; сжигание отходов; фотохимическое разложение фреонов, приводящее к образованию радикалов хлора) при соединении с метаном (источники поступления метана в атмосферу: антропогенный – рисовые поля, а также результат таяния гидрата метана в вечной мерзлоте вследствие потепления климата) образует хлороводород, хорошо растворяющийся в воде с образованием аэрозолей соляной кислоты:
Сl^• + СН₄ ® CН^•₃ + НСl,
СН^•₃ + Сl₂ ® CН₃Cl + Сl^•.
Очень опасны выбросы фтороводорода (производство алюминия, стекольное), который хорошо растворяется в воде, что приводит к появлению в атмосфере аэрозолей плавиковой кислоты.
4. Выпадение кислотных дождей
Впервые кислотные дожди были отмечены в Западной Европе, в частности Скандинавии, и Северной Америке в 1950-х гг. Сейчас эта проблема существует во всем индустриальном мире и приобрела особое значение в связи с возросшими техногенными выбросами оксидов серы и азота (рис. 8).
За несколько десятилетий размах этого бедствия стал настолько широк, а отрицательные последствия столь велики, что в 1982 г. в Стокгольме состоялась специальная международная конференция по кислотным дождям, в которой приняли участие представители 20 стран и ряда международных организаций. До сих пор острота этой проблемы сохраняется, она постоянно в центре внимания национальных правительств и международных природоохранных организаций.
В среднем кислотность осадков, выпадающих в основном в виде дождей в Западной Европе и Северной Америке на площади почти 10 млн км², составляет 5–4,5, а туманы здесь нередко имеют рН, равный 3–2,5.
В последние годы кислотные дожди стали наблюдаться в промышленных районах Азии, Латинской Америки и Африки. Например, в Восточном Трансваале (ЮАР), где вырабатывается 4/5 электроэнергии страны, на 1 км² выпадает около 60 т серы в год в виде кислотных осадков. В тропических районах, где промышленность практически неразвита, кислотные осадки вызваны поступлением в атмосферу оксидов азота за счет сжигания биомассы.
В России наиболее высокие уровни выпадений окисленной серы и оксидов азота (до 750 кг/км² в год) на значительных по площади ареалах (несколько тыс. км²) наблюдаются в густонаселенных и промышленных регионах страны – в Северо-Западном, Центральном, Центрально-Черноземном, Уральском и других районах; на локальных ареалах (площадью до 1 тыс. км²) – в ближнем следе металлургических предприятий, крупных ГРЭС, а также больших городов и промышленных центров (Москва, Санкт-Петербург, Омск, Норильск, Красноярск, Иркутск и др.), насыщенных энергетическими установками и автотранспортом.
Превышение уровня критических нагрузок по выпадению окисленной серы отмечается в ряде областей (Ленинградская, Московская, Рязанская), на европейской территории России и по выпадениям оксидов азота – на половине этой территории.
За последние пять лет, согласно результатам измерений Росгидромета, наблюдается неизменное повышение кислотности дождей (минимальные значения рН = 3,1–3,4) на Урале и в Предуралье, на северо-западе и юге европейской территории России.

SHAPE \* MERGEFORMAT

Специфическая особенность кислотных дождей – их трансграничный характер, обусловленный переносом кислотообразующих выбросов воздушными течениями на большие расстояния – сотни и даже тысячи километров. Этому в немалой степени способствует принятая некогда «политика высоких труб» как эффективное средство против загрязнения приземного воздуха. Почти все страны одновременно являются «экспортерами» своих и «импортерами» чужих выбросов. Наибольший вклад в трансграничное подкисление природной среды России соединениями серы вносят Украина, Польша, Германия. В свою очередь, из России больше всего окисленной серы направляется в страны Скандинавии. Соотношения здесь такие: с Украиной – 1:17, с Польшей – 1:32, с Норвегией – 7:1. Экспортируется «мокрая» часть выбросов (аэрозоли), сухая часть загрязнений выпадает в непосредственной близости от источника выброса или на незначительном удалении от него.
Обмен кислотообразующими и другими загрязняющими атмосферу выбросами характерен для всех стран Западной Европы и Северной Америки. Великобритания, Германия, Франция больше направляют окисленной серы к соседям, чем получают от них. Норвегия, Швеция, Финляндия больше получают окисленной серы от своих соседей, чем выпускают через собственные границы (до 70% кислотных дождей в этих странах – результат «экспорта» из Великобритании и Германии). Трансграничный перенос кислотных осадков – одна из причин конфликтных взаимоотношений США и Канады.
5. Влияние кислотных дождей на экосистемы и людей
Кислотные дожди оказывают многоплановое влияние на окружающую среду (рис. 9). В первую очередь отрицательному воздействию подвергаются водные экосистемы, почва и растительность.
Природные поверхностные воды обладают буферными способностями по отношению к посторонним водородным и гидроксильным ионам, т. е. способностью поддерживать постоянную величину рН вблизи нейтральной точки; за пределами интервала значений рН = 4–13 буферная способность полностью утрачивается. Главным буферным соединением в воде является гидрокарбонат-ион HCO₃^–, образующийся при диссоциации угольной кислоты и способный нейтрализовать кислоты и основания:

Рис. 9. Воздействия кислотных дождей на окружающую среду
НСО₃^– + Н⁺ Û Н₂СО₃,
НСО₃^– + ОН^– Û СО₃^2– + Н₂О.
Таким образом, гидрокарбонат-ион принимает на себя более или менее значительную часть добавляемых водородных или гидроксильных ионов, благодаря чему рН раствора меняется незначительно. Особенно высокими буферными способностями обладает морская вода, рН которой составляет в общем от 7 до 8,5, что соответствует слабощелочной реакции. Снеговые воды, а также большинство пресных водоемов, особенно в северных областях земного шара, обладают слабыми буферными свойствами и имеют кислую реакцию: 7 > рН > 4.
Самый богатый животный мир присущ водам, рН которых лежит в нейтральной или слабощелочной области. Он во много раз богаче, чем животный мир кислых или щелочных вод. Водоемы с очень кислыми водами необитаемы, жизни в них нет, как нет жизни и в водоемах со значениями рН больше 11.
Первыми жертвами кислотных дождей стали озера и реки. Сотни озер в Скандинавии, на северо-востоке США и на юго-востоке Канады, в Шотландии превратились в кислотные водоемы. Кислотные дожди привели к резкому снижению продуктивности 2500 озер Швеции. В Норвегии примерно половина поверхностных вод имеет повышенную кислотность, из 5000 озер в 1750 исчезла рыба. В провинции Онтарио (Канада) пострадало 20% озер, а в провинции Квебек – до 60% озер.
При повышении кислотности воды (еще до критического порога выживания водной биоты, например для моллюсков таким порогом является рН = 6, для окуней – рН = 4,5) в ней быстро нарастает содержание алюминия за счет взаимодействия гидроксида алюминия придонных пород с кислотой:
Аl(ОН)₃ + 3H⁺  Al³⁺ + 3Н₂О.
Даже небольшая концентрация ионов алюминия (0,2 мг/л) смертельна для рыб. В то же время фосфаты, обеспечивающие развитие фитопланктона и другой водной растительности, соединяясь с алюминием, становятся малодоступными этим организмам.
Повышение кислотности приводит к появлению в воде высокотоксичных ионов тяжелых металлов – кадмия, свинца и других, которые прежде входили в состав нерастворимых в воде соединений и не представляли угрозы живым организмам.
Дефицит питательных веществ и интоксикация воды приводят к своеобразной «стерилизации» водоемов. Закисленная и токсичная вода разрушает скелеты рыб и раковины моллюсков, а главное – снижает репродуктивные процессы. В свою очередь, это приводит к сокращению популяций наземных животных и птиц, связанных с водной биотой трофическими цепями (цепи питания).
«Мертвая вода» усиливает дефицит пресной воды, обусловленный возрастающими масштабами хозяйственного и бытового использования и ее загрязнением.
Что касается состояния рек и озер России, то качество воды большинства водных объектов в течение всех последних лет наблюдений и контроля со стороны Госкомэкологии не отвечает нормативным требованиям из-за сильного загрязнения промышленными сточными водами. Все (обратите на это внимание!) основные реки России и их крупные притоки оцениваются как «загрязненные» или «сильно загрязненные». При таком положении кислотные осадки мало изменяют качественные характеристики воды.
Почвенные организмы более приспособлены к пониженным значениям рН почвенной влаги, но и они угнетаются возрастающей кислотностью, особенно азотфиксирующие бактерии и грибницы. Разрыхляющие почву дождевые черви могут жить в слабокислых почвах, в таких условиях они «нейтрализуют» почвенные кислоты с помощью выделяемой ими извести; в кислой почве дождевые черви погибают. Среди других нарушений, происходящих в почве вследствие ее подкисления, следует отметить нарушение процессов питания растений, разрушение их корневой системы.
Почвенное подкисление считается одной из основных причин усыхания лесов умеренной зоны северного полушария, причем этот фактор долгодействующий, который может проявиться через много лет после прекращения вредных кислотообразующих выбросов в атмосферу. Больше всего страдают елово-пихтовые и дубовые леса. Непосредственное воздействие кислотных осадков приводит к нарушению листовой поверхности, процессов транспирации (испарение с поверхности листа) и фотосинтеза за счет разрушения хлорофилла (это воздействие можно определить зрительно по побурению листьев и игл).
Многообразно косвенное влияние: загрязнения выступают в роли пусковых механизмов биологических и биохимических процессов, ослабляющих растение, нарушающих его рост, повышающих чувствительность к климатическим изменениям, делающих его менее устойчивым к вредителям – грибам, бактериям, жукам и др.
В то же время подкисление почвы азотокислыми дождями стимулирует развитие лесных вредителей.
Наибольший урон кислотные дожди нанесли лесам Центральной Европы, в частности 35% лесов Германии (на площади более 2,5 млн га) повреждены ими. Ущерб от кислотных дождей для европейских лесов оценивается в 118 млн м³ древесины в год (из них около 35 млн м³ на европейской территории России). В меньшей степени от кислотных дождей страдают сельскохозяйственные растения, поскольку подкисление почв здесь можно контролировать агрохимикатами.
Воздействию кислотообразующих газов и кислотных осадков подвергаются органические материалы – кожа, бумага, ткани, резина, красители. Бумага, большинство тканей, кожа образованы гидрофильными веществами, которые накапливают воду между волокнами. Кислоты постепенно гидролизуют макромолекулы (главным образом целлюлозы и белков), в результате чего эти материалы становятся хрупкими и разрушаются. Как восстановитель диоксид серы вызывает обесцвечивание красителей, что приводит к выцветанию тканей.
Известняк, мел, мрамор, туф, содержащие карбонат кальция, разрушаются под действием кислотных дождей:
СаСО₃ + Н₂SО₄ ® Са²⁺ + SO₄^2–+ СО₂ + Н₂О,
СаСО₃ + 2HNO₃ ® Са²⁺ + 2NО₃^– + СО₂ + Н₂О.
Многие скульптуры и здания в Риме, Венеции и других городах, памятники зодчества, такие, как Акрополь в Афинах, Кёльнский собор и другие, за несколько последних десятилетий получили значительно большие повреждения, чем за все предыдущее время. Под угрозой полного разрушения в результате действия кислотных осадков находятся более 50 тыс. скульптур скального «Города Будд» под Юньанем в Китае, построенного 15 веков назад.
Из бетона и других минеральных строительных материалов, а также стекла под действием кислотных дождей выщелачиваются не только карбонаты, но и силикаты. Если рН осадков достигает значений, равных 4,5–3, то ионы алюминия начинают вымываться из кристаллической решетки. С уменьшением рН интенсивно протекает разрушение силикатной кристаллической структуры, как, например, в полевом шпате (сырье для производства керамики, стекла, цемента):
3KAlSi₃O₈ + 12Н₂О + 2H+ ® КAl₃Si₃O₁₀(ОН)₂ + 6H₄SiO₄ + 2К⁺,
2КAl₃Si₃O₁₀(ОН)₂ + 18Н₂О + 2Н⁺ ® 3Al₂O₃(Н₂О)₃ + 6H₄SiO₄ + 2К⁺.
Подобным образом кислотные дожди разрушают древние оконные стекла церквей, соборов и дворцов. Старинное стекло из-за повышенного содержания оксидов щелочных и щелочно-земельных металлов более подвержено действию кислот, чем современное.
Металлы под действием кислотных дождей, туманов и рос разрушаются еще быстрее, чем строительные материалы и стекло. Корка образующегося на поверхности железных изделий гигроскопичного сульфата железа (II) окисляется кислородом воздуха, при этом образуется основная соль сульфата железа (III), являющаяся составной частью ржавчины:
2FeSO₄ + Н₂О + 0,5O₂ ® 2Fe(ОН)SO₄.
Такой же ущерб претерпевают изделия из бронзы, на которых образуется так называемая патина, состоящая из карбонатов и сульфатов. Слои пыли и копоти на поверхности создают пленку, которая удерживает влагу и в которой постоянно растворяются кислотообразующие газы. Кислота разъедает металл, переводя его в виде ионов в раствор, что становится заметным при отслаивании корки налета, достигающей миллиметровой толщины. Изделие при этом теряет свою первоначальную форму.
Загрязнение воздуха кислотообразующими выбросами оказывает многообразное вредное влияние и на организм человека.
Вдыхание влажного воздуха, содержащего диоксид серы, особенно опасно для пожилых людей, страдающих сердечно-сосудистыми и легочными заболеваниями, в тяжелых случаях может возникнуть отек легких. Вредно это и для здоровых людей, поскольку SO₂ и сульфатные частицы обладают канцерогенным действием. Установлена тесная взаимосвязь между повышением смертности от бронхитов и ростом концентрации диоксида серы в воздухе. Во время трагического лондонского тумана 1952 г. более 4000 смертей было отнесено за счет повышенного содержания во влажном воздухе диоксида серы и сульфатных частиц.
Многочисленные исследования показали увеличение числа заболеваний дыхательных путей в районах, воздух которых загрязнен диоксидом азота NО₂. Попадая в дыхательные пути, он взаимодействует с гемоглобином крови, затрудняя перенос кислорода к органам и тканям, вызывает респираторные, астматические и сердечные заболевания. В феврале 1972 г. в Японии по этой причине заболело более 70 000 человек, для многих из них заболевание имело летальный исход. Кислотные дожди подобным образом действуют и на животных.
6. Меры по охране атмосферы от кислотообразующих выбросов
Чистота атмосферного воздуха планеты – одно из приоритетных направлений природоохранной деятельности национальных правительств, которая развивается в рамках программы, принятой на ХIX специальной сессии Генеральной Ассамблеи Организации Объединенных Наций в июне 1997 г.
Международными соглашениями установлены критические нормы выбросов диоксида серы и оксидов азота, ниже которых их воздействие на наиболее чувствительные компоненты экосистем не обнаруживается, а также ряд рекомендаций по осуществлению снижения этих выбросов.
Основными на сегодняшний день методами снижения загрязнения атмосферы, в том числе кислотообразующими выбросами, являются разработка и внедрение различных очистных сооружений и правовая защита атмосферы.
Ведутся исследования по снижению загрязнений от выхлопных газов автомобилей. Наибольшие трудности здесь вызывает именно уменьшение выбросов оксидов азота, которые помимо образования кислотных осадков ответственны за появление фотохимических загрязнителей (фотохимический смог) и разрушение озонового слоя в стратосфере. Для решения этой проблемы ведутся работы по созданию различных каталитических конвертеров, преобразующих оксиды азота в молекулярный азот.
Среди эффективных методов борьбы с выбросами окисленной серы в атмосферу через дымовые трубы следует отметить различные газоочистители, такие, как электрические фильтры, вакуумные, воздушные или жидкие фильтры-скрубберы. В последних газообразные продукты сгорания пропускаются через водный раствор извести, в результате образуется нерастворимый сульфат кальция СаSО₄. Этот метод позволяет удалить до 95% SО₂, но является дорогостоящим (снижение температуры дымовых газов и понижение тяги требует дополнительных затрат энергии на их подогрев; кроме того, возникает проблема утилизации СаSO₄) и экономически эффективен лишь при строительстве новых крупных предприятий. Такой же дорогостоящий метод очистки дымовых газов от оксидов азота с помощью изоциановой кислоты НNСО (удаляется до 99% оксидов азота, превращающихся в безвредные азот и воду).

Восстановление нормальной кислотности водоемов возможно за счет известкования, при этом не только уменьшается кислотность воды, но и повышается ее буферная способность, т. е. сопротивляемость по отношению к будущим кислотным осадкам.
Известкование можно применять и для защиты лесов от кислотных дождей, используя распыление с самолетов свежемолотого доломита (СаСО₃•MgCO₃), который реагирует с кислотами с образованием безвредных веществ:
СаМg(СО₃)₂ + 2Н₂SО₃ = СаSО₃ + МgSО₃ + 2СО₂ + 2Н₂О,
СаМg(СО₃)₂ + 4НNО₃ = Са(NО₃)₂ + Мg(NО₃)₂ + 2СО₂ + 2Н₂О.
Для защиты памятников культуры и ценных архитектурных сооружений используют покрытия из высокомолекулярных соединений – силиконов и др.; для защиты металлических изделий – покрытия, образующие устойчивую к кислотам оксидную пленку.
Все перечисленные меры представляют собой реализацию метода «контроля на выходе» – снижение концентрации загрязнителей на стадии их попадания в атмосферу. Более эффективен с экологической точки зрения метод «контроля на входе», предусматривающий очистку топлива от потенциальных загрязнителей, использование экологически более чистых источников энергии и создание безотходных технологий - технологических процессов, сопоставимых с природными циклами в биосфере.
Содержание серы в выбросах можно уменьшить, используя низкосернистый уголь, а также путем физической или химической его промывки. Первая позволяет очистить уголь от неорганических примесей серы, таких, как сульфиды металлов. С помощью второй удаляется органическая сера. Отметим, что физические методы очистки малорентабельны, а применение химических методов очистки из-за ряда технических сложностей эффективно лишь на вновь строящихся электростанциях. Для средних и малых предприятий энергетики используется метод сжигания топлива в кипящем слое, при котором удаляется до 95% диоксида серы и от 50 до 75% оксидов азота.
Перспективна замена бензина в автомобилях другими видами топлива, применение газобаллонных автомобилей, использующих природный газ, и электромобилей; использование на электростанциях в качестве топлива природного газа.
Реально заменить горючие ископаемые могут возобновимые экологически чистые энергетические ресурсы, такие, как солнечная энергия, ветер, морские приливы, термальные источники недр Земли. Пока возможности таких энергопроизводств относительно ограничены, но тем не менее, например, в Дании ветровые электростанции дают около 12% энергии (столько же дают все АЭС в России).
Энергосбережение, внедрение новых неэнергоемких технологий и безотходных и малоотходных технологий производственных процессов, применение альтернативных источников энергии, все меры экологического контроля способны решить проблему загрязнения атмосферного воздуха, оздоровить окружающую среду, снять угрозу необратимых отрицательных изменений в биосфере Земли. [7 – 11]
Далее в плане занятий – просмотр видеофильма и контрольная работа.
Вариант контрольной работы
1.     Записать реакции, приводящие к появлению аэрозолей серной кислоты при выбросах в атмосферу сернистого газа.
2.     Воздействие кислотных дождей на водную биоту.
3.     Основные методы «контроля на входе» выбросов диоксида серы в атмосферу.

ГЛАВА 3. БАНК ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ ПО ТЕМЕ «ХАЛЬКОГЕНЫ»

Задания построены в тестовой форме. Каждое из них содержит один правильный вариант ответа или более. Задание считается полностью выполненным, если там, где это необходимо, приведены соответствующие формулы и уравнения химических реакций, указаны условия их проведения (агрегатное состояние, температура, катализатор). Для успешного выполнения заданий подчас требуются работа с дополнительной литературой, консультации учителя. Все это позволяет достигнуть максимального учебного эффекта.
Обведите номера всех правильных ответов и запишите, если необходимо, соответствующие формулы или уравнения реакций, указав условия их протекания. [12 – 17]

3.1 КАРТОЧКИ 1 УРОВНЯ

1. Электронная конфигурация атомов элементов VIA группы периодической системы может быть представлена в виде общей формулы ? , где п — номер энергетического уровня. Ответ: ns² np⁴
2. В каком из соединений наибольшая массовая доля (%) серы:
(1) Na₂SO₃;                                      (3) Na₂S₄O₆; (Ответ: 0,64)
(2) Na₂S₂O₃;                                     (4) Na₂S₂O₈?
3. Пропускание какого газа через раствор соли свинца вызывает образование черного осадка:
(1) СО₂;                         (3) H₂S; +
(2) N₂;                            (4) О₂?
4. Какое количество FeS₂ (моль) потребуется для получения 64 г SO₂ по уравнению      4FeS₂ + 11О₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂:
(1) 0,4;                           (3) 3,2;
(2) 0,5; +                        (4) 6,0?
5. Чему равен объем (л) 8,0 г оксида серы (IV) при н. у.:
(1) 2,8; +                        (3) 11,2;
(2) 5,6;                           (4) 22,4?
6. В 1 л воды растворяется при н.у. примерно 2,3 л сероводорода. Массовая доля (%) сероводорода в полученном растворе равна:
(1) 0,23;                         (3) 2,3;
(2) 0,34; +                      (4) 3,4
7. При разбавлении серной кислоты всегда приливают кислоту к воде. Чем опасно разбавление концентрированной H₂SO₄ приливанием к ней воды:
(1) может возникнуть пожар;
(2) может произойти разложение воды;
(3) может выделиться ядовитый газ;
(4) может произойти разбрызгивание раствора вследствие выделения теплоты? +
8. При взаимодействии сероводорода с раствором одной из солей:
(1) Na₂SO₄;                             (3) FeSO₄;
(2) CuSO₄; +                           (4) CdSO₄ —
выпал осадок желтого цвета.
9. К растворам солей, содержащих ионы:
(1) К⁺;                            (3) Рb²⁺;
(2) Bi³⁺;                         (4) Zn²⁺,
прилили раствор сульфида натрия. При этом осадки сульфидов металлов выпали во всех случаях, кроме ? . (1)
10. Пропускание H₂S через бромную воду приводит к обесцвечиванию последней. При этом имеет место реакция, уравнение которой ? . H₂S + Br₂ = 2HBr + S¯
11. Сульфиды s-элементов I группы периодической системы хорошо растворимы в воде. Их растворы имеют среду:
(1) слабокислую;                    (3) щелочную; +
(2) сильнокислую;                  (4) нейтральную.
12. Сера в свободном состоянии образует наиболее стабильные молекулы:
(1) S₂;                  (3) S₆;                  (2) S₄;                  (4) S₈.
13. Химическую формулу сульфида стронция можно записать следующим образом:
(1) SrS; +                       (3) SrS₂;
(2) Sr₂S;                         (4) SrS₃.
14. Какую массу (г) сульфида цинка (II) можно получить при нагревании 10 г цинка и 10 г серы:
(1) 10,0;                        (3) 20,0;
(2) 14,9;                        (4) 88,0?
15. Неметаллические свойства в ряду Se — Те — Ро ? (усиливаются, ослабевают?).
16. Растворимость сульфатов в ряду CaSO₄ — SrSO₄ — BaSO₄:
(1) увеличивается;
(2) уменьшается;
(3) остается неизменной;
(4) увеличивается, затем уменьшается.
17. Сила кислот в ряду H₂SO₃ — H₂SeO₃ — H₂TeO₃:
(1) увеличивается;
(2) уменьшается;
(3) остается неизменной;
(4) увеличивается, затем уменьшается.
18. При сгорании серы в кислороде преимущественно образуется соединение:
(1) SO;                           (3) SO₃;
(2) SО₂;                         (4) S₂О₃.
19. Одним продуктом реакции взаимодействия серы с бертолетовой солью будет хлорид калия, а другим ? . Уравнение реакции: ? .
20. Одним из продуктов прокаливания дихромата калия с серой является:
(1) Cr₂S₃;                       (3) K₂CrS₄;
(2) K₂CrO₄;                             (4) Cr₂О₃.
21. Сульфид алюминия получается в результате реакции:
(1) AlCl₃ + (NH₄)₂S + H₂О ®
(2) AlCl₃+Na₂S + H₂O ®

3.2 КАРТОЧКИ 2 УРОВНЯ

1. Некоторые свойства атомов элементов VIA группы, такие, как атомный и ионный (Э^2-) радиусы, в ряду О — S — Se — Те закономерно:
(1) уменьшаются;
(2) возрастают;
(3) не изменяются;
(4) уменьшаются, а затем возрастают,
а некоторые, такие, как электроотрицательность и первый потенциал (энергия) ионизации:
(1) уменьшаются;
(2) возрастают;
(3) не изменяются;
(4) уменьшаются, а затем возрастают.
2. Навеску цинка с двухкратной массой серы нагрели без доступа воздуха. Что оказалось в тигле по окончании реакции;
(1) чистый сульфид цинка;
(2) смесь сульфида цинка и серы;
(3) смесь цинка и сульфида цинка;
(4) смесь цинка и серы?
3. Образованию оксида серы (VI) при окислении оксида серы (IV) препятствуют ? (повышение, понижение?) температуры и ? (повышение, понижение?) давления.
4. Через стеклянную трубку пропускают смесь оксида серы (IV) и воздуха. В приемной пробирке начинает появляться продукт реакции — оксид серы (VI) при:
(1) комнатной температуре;
(2) нагревании до 500 °С;
(3) внесении в трубку оксида железа (III) и нагревании до 500 °С;
(4) комнатной температуре и внесении в трубку оксида железа (III).
5. Дано:
S_(т) + О_2(г) ® SO_2(г) + 296,9 кДж,
SO_2(г) + l/2О_2(г)® SО_3(г) + 101,3 кДж.
Тепловой эффект (кДж) образования SO_3(г) по уравнению
S_(т) + 3/2О₂ _(г)= SO₂ _(г)равен:
(1) 195,6;    3) 796,4;
(2) 398,2;    4) 499,5.
6. Теплоты сгорания моноклинной серы и ромбической серы соответственно равны +296,83 и +297,21 кДж/моль. Тепловой эффект превращения 1 моль моноклинной серы в ромбическую равен ? кДж.
7. Пучок из медных проволок сгорает в парах серы, образуя ? .
8. Д. Пристли получил оксид серы (IV) нагреванием ртути с концентрированной серной кислотой по реакции:
Hg_(ж) + 2H₂SO_4(ж) = HgSO_4(т) + SO_2(г) + 2Н₂О_(г).
В настоящее время в лабораторных условиях SО₂можно получить, используя в качестве исходных реагентов ? и ? . Принципиально отличным от него способом является получение SO₂ взаимодействием ? с ?
9. В ряду Н₂О — H₂S — H₂Se — H₂Te сила кислот
(1) уменьшается;                             (3) остается неизменной;
(2) возрастает;                       (4) уменьшается, затем возрастает.
10. При пропускании сероводорода через раствор хлорида железа (III) происходит реакция .
11. При взаимодействии избытка концентрированной серной кислоты с медью при нагревании будут получены:
(1) CuSO₄ + H₂;                      (3) CuSO₄ + H₂O + SO₂;
(2) CuO + H₂SО₃;                            (4) CuO + H₂S.
12. Концентрированная серная кислота восстанавливается цинком, как правило, до оксида серы (IV). Чему равна масса (г) оксида серы (IV), образующегося при полном взаимодействии с цинком концентрированного раствора, содержащего 245 г серной кислоты:
(1) 64,0;                                  (3) 128;
(2) 80,0;                                  (4) 160? '
13. Составьте уравнения реакций для каждого из приведенных ниже способов получения растворимого в воде сульфата.

Способ получения	Уравнение реакции
(1) Взаимодействие металлов с раствором H₂SO₄ (2) Разложение солей летучих кислот серной кислотой (3) Окисление сульфитов или сульфидов	? ? ?

14. Из нижеприведенных правых частей уравнения выберите ту, которая соответствует уравнению реакции между раствором нитрата свинца (II) и сульфидом аммония:
(1) 2NH₄N0_3(n) + Pb²⁺+ S^2-;
(2) Pb(NO₃)_2(T) + 2NH⁺ + S^2-;
(3) (NH₄)₂S₍_т₎ + Pb²⁺ + 2NO₃^-;
(4) PbS₍_т₎ + 2NH₄⁺ + 2N0₃^-.
Полное ионное уравнение этой реакции ? .

15. Сульфид меди (II) реагирует с горячей азотной кислотой с образованием оксида азота (II) и свободной серы по реакции
16. Раствор оксида серы (IV) можно использовать в качестве восстановителя. Напишите уравнения всех указанных ниже превращений.

Восстановление	Уравнение реакции
(1) Раствор KMnО₄ до MnSO₄ (2) Кислый раствор K₂Сr₂О₇ до Cr (3) Раствор нитрата ртути (I) до металлической ртути	? ? ?

17. Продукты, полученные после прокаливания смеси серы с железом, растворили в соляной кислоте. При этом произошло полное растворение, и объем выделившихся газов, измеренных при н. у., составил 4,48 л. Газообразные продукты пропустили через раствор нитрата свинца (II), при этом выпало 23,9 г осадка. Исходный состав смеси составлял:
(1) 11,2 г Fe, 3,2 г S;                       (3) 2,8 г Fe, 1,6 г S;
(2) 5,6 г Fe, 3,2 г S;                                   (4) 11,2 г Fe, 6,4 г S.
18. При добавлении к подкисленному розовому раствору перманганата калия раствора Na₂SO₃ происходит:
(1) помутнение в результате выделения свободной серы;
(2) обесцвечивание вследствие образования Мn²⁺;
(3) выделение пузырьков газа SO₂;
(4) окрашивание в темно-зеленый цвет из-за образования МnО₄^2-.
19. Смесь SO₂ и С1₂ реагирует на солнечном свету, при этом образуется:
(1) SO₃;                                            (3) SOC1₂;
(2) SO₂C1₂;                                                (4) S.
20. Тиосульфат натрия имеет формулу. Эту соль получают по реакции /
21. Продуктами взаимодействия серы с указанными на схеме веществами будут являться:

22. От примеси сероводорода очистить водород можно пропусканием последнего через раствор:
(1) соляной кислоты; (3) нитрата свинца (II);
(2) серной кислоты; (4) хлорида натрия.

3.3 КАРТОЧКИ 3 УРОВНЯ

1. Рассмотрите диаграмму состояния серы, т. е. условия превращения твердой серы в жидкое и парообразное состояния в зависимости от давления р и температуры t. Как изменится температура плавления серы при повышении давления:
(1) понизится;
(2) повысится;
(3) не изменится?
2. На рисунке представлено изменение количества вещества (v, моль) реагентов и продуктов реакции получения оксида серы (VI) из оксида серы (IV) по мере достижения равновесия.

Веществами А, Б и В являются соответственно:
(1) SO₃, SO₂ и О₂;                            (3) SO₃, O₂ и SO₂;
(2) SO₂, O₂ и SO₃;                            (4) О₂, SO₂ и SO₃.

3. На приведенном в предыдущем задании рисунке равновесное состояние достигается при значении времени:
(1) t₁;                                      (3) t₃;
(2) t₂;                                      (4) t₄.
4. Какая из схем наиболее правильно отображает электронную формулу при образовании химической связи в молекуле оксида серы (IV)?

5. В тигле к порошку серы прилили концентрированный раствор гидроксида натрия, после чего смесь кипятили некоторое время. По почернению бумаги, смоченной раствором Pb(NO₃)₂, установили, что в растворе присутствуют сульфид-ионы, образовавшиеся по реакции ? .
6. Сероводород и неон находятся при одной и той же температуре и давлении. Чему равен объем (л) сероводорода, имеющий такое же число молекул, как и 10,0 л неона:
(1) 3,33; (3) 22,4;
(2) 10,0; (4) 30,0?
7. В замкнутом сосуде объемом 1,5 л при н. у. находится смесь сероводорода с избытком кислорода. Смесь подожгли; после окончания реакции образовавшиеся продукты растворили в 49,2 см³ воды и получили 1,64%-ный раствор кислоты. В исходной смеси находились:
(1) 0,34 л H₂S и 1,16 л О₂;
(2) 0,60 л H₂S и 0,90 л О₂;
(3) 0,44 л H₂S и 1,06 л О₂;
(4) 0,22 л H₂S и 1,28 л О₂.
8. Ниже представлены теплоты образования (Q_o₆_p, кДж/моль) некоторых сложных веществ из простых (теплота образования простого вещества равна нулю);

Газ	H₂S	O₂	H₂O	SO₂
Qo6p, кДж/моль	+21	0	+286	+297

Тепловой эффект (кДж) реакции горения 1 моль сероводорода равен
(1)       +1124;                             (3) –1124;
(2)       +562;                               (4) –562.
9. Смесь 3,0 г серы и 12,7 г меди поместили в кварцевую трубку, которую затем запаяли под вакуумом, после чего ее нагревали до плавления смеси. Что оказалось в ампуле после охлаждения:
(1) сульфид меди (I);
(2) смесь сульфида меди (I) с серой;
(3) смесь сульфида меди (I) с медью;
(4) смесь серы с медью?
10. Тиосульфат натрия широко применяют в фотографии в качестве закрепителя. В основе этого процесса лежит взаимодействие тиосульфата с хлоридом серебра по уравнению реакции ? .
11. Образец технического сульфида железа (II) массой 5 г, содержащий 5% металлического железа, взаимодействует с соляной кислотой. Объем выделившихся газообразных продуктов, приведенный к н.у., равен:
(1) 1,27 л H₂S;                                 (3) 0,1 л Н₂ и 1,21 л H₂S;
(2) 1,21 л H₂S;                                 (4) 0,15 л Н₂ и 1,21 л H₂S;
12. Прочность соединений в ряду Н₂О —H₂S —H₂Se —Н₂Те изменяется, как показано на графике:

13. На рисунке показаны температуры кипения четырех соединений. Температура кипения воды значительно отличается от температуры кипения других и приведенных водородных соединений, так как:
(1) в молекуле воды между атомами ковалентная связь;
(2) в молекуле воды между атомами ионная связь;
(3) между молекулами воды возникает водородая связь;
(4) между молекулами воды действуют ван-дер-ваальсовы силы притяжения.

14. При обжиге 48,5 г сульфида металла в степени окисления +2 выделился газ, который может обесцветить раствор, содержащий 127 г иода. Назовите металл:
(1) Fe;                                               (3) Zn;
(2) Сu;                                              (4) Cd.
15. Загрязнение атмосферы при сжигании топлива зависит от его вида, особенностей горения, а также от очистки выбросов. При неполном сгорании твердого топлива в атмосферу поступают твердые частицы:
(1) сажа, зола;                                 (3) вода, сажа;
(2) ртуть, вода;                                (4) азот, сера;
токсичные компоненты:
(1) СО₂, Н₂О;                                   (3) СО, NO;
(2) N₂, SO₂;                                                (4) СО₂, N₂.
Часть из этих компонентов образует кислоты:
(1) Н₂О, N₂;         (2) SO₂, NO;        (3) СО₂, N₂;         (4) СО, NO.
[12 – 15]

ВЫВОДЫ

По результатам проведенной работы можно сделать следующие выводы:
1.       Сера и соединения на основе серы используются почти везде, - в промышленности, в быту;
2.       На производствах, в частности, при производстве серной кислоты или в теплоэнергетике образуются отходы, которые загрязняют окружающую среду;
3.       Бесконтрольное применение серосодержащих соединений в различных сферах человеческой деятельности и их переработка подчас приводит к серьезным нарушениям природного равновесия.
Можно привести множество примеров использования различных серосодержащих соединений в производствах, которые ведут к загрязнению окружающей среды, а эти все аспекты почему-то в школьном курсе рассматриваются недостаточно полно. Поэтому для экологизации школьного курса химии важное значение имеет рассмотрение темы «Сера. Соединения серы» с точки зрения экологии.
В этой связи нельзя не отметить, что учебные пособия по химии в школах должны быть более экологизированными. Также мне кажется, что объяснение темы по химии с использованием экологических фактов способствовало бы проявлению большего интереса учащихся к предмету.

ЛИТЕРАТУРА

1.                 Исидоров. Химия атмосферы. М.: Мир, 1991.
2.                 Программы для общеобразовательных учреждений: Химия. 8-11 кл. Сост. Н.И.Габрусева. — М.: Дрофа, 2000. — 192 с.
3.                 Примерная программа среднего (полного) общего образования по химии (профильный уровень). www.edu.ru
4.                 Асадник В.Н. Неорганическая химия. Блок-схемы, таблицы. Формулы: Учеб. пособие. / В.Н. Асадник. – Мн.: Книжный Дом, 2004. – с. 28 – 41.
5.                 Рудзитис Г.Е. Химия: Неорган. химия. Орган. Химия: Учеб. для 9 кл. общеобразовательных учреждений. / Г. Е. Рудзитис., Ф. Г. Фельдман. – 10-е изд., испр. – М.: Просвещение, 2001. – с. 23 – 32.
6.                 В.И. Никулина. Урок по теме «Кислород в природе. Оксиды» / Химия в школе, 2004, № 5, с. 53 – 57.
7.                 Система уроков по теме «Кислотные дожди» для 10–11 классов с углубленным изучением экологии http://www.1september.ru/ru/him/
8.                 Государственные доклады Госкомэкологии «О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации». Российская экологическая газета «Зеленый мир», 1994–1998.
9.                 Миллер Т. Жизнь в окружающей среде. В 3 кн. М: Пангея, 1996, т. 3.
10.            Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. М.: Мир, 1997.
11.            Небел Б. Наука об окружающей среде. В 2 т. М.: Мир, 1993.
12.            Ахметов М. А. Система обучающих заданий: творческий уровень. / Химия в школе, 2004, № 1, с. 21 – 28.
13.            Сорокин В. В., Злотников Э. Г. Проверь свои знания: Тесты по химии: Кн. для учащихся. – М.: Просвещение: Учеб. лит., 1997.
14.            Н. Н. Черняев, М.А. Ахметов. Тестовые задания и индивидуализация обучения / Химия в школе, 2001, № 9.
15.            Суровцева Р.П., Гузей Л.С., Останний Н.И., Татур А.О. Тесты по химии. 8-9 классы. Учебно-методическое пособие. М.: Дрофа, 1997.
16.            Глориозов П.А., Рысс В.Л. Проверочные работы по химии. 7, 8, 9, 10 классы. М.: Просвещение, 1980, 1981, 1985.
17.            Гаврусейко Н.П. Проверочные работы по неорганической химии. 8-9 классы. М.: Просвещение, 1990.

Bukvasha