Химические свойства серы

Урок в классе гуманитарного профиля

Цели. Изучить химические свойства серы, рассмотреть соединения серы Н₂S и SО₂ как загрязнителей окружающей среды.

Самородная сера

Оборудование и реактивы. Спиртовка, фарфоровая чашка, спички, ложечка для сжигания веществ; Al, S, Mg, CuSO₄•5H₂O, FeSO₄•7H₂O, ZnSO₄•2H₂O, NaHSO₄, Na₂S₂O₃.

ХОД УРОКА

Урок начинается с устного опроса (5 мин). Учащиеся получают задание на пару (одну карточку на парту) и отвечают в избранном учителем порядке.

Индивидуальные задания на карточках

1. Какие элементы входят в подгруппу кислорода? Сколько у них электронов на внешнем электронном слое?
2. Какие степени окисления проявляют элементы подгруппы кислорода?
3. Почему кислород не имеет степеней окисления +4, +6?
4. Как изменяются свойства неметаллов в подгруппе сверху вниз? Почему?
5. Что такое аллотропия? Приведите примеры.
6. Что такое озон? Каковы физические свойства озона? Почему озон более сильный окислитель, чем кислород?
7. Как образуется пластическая сера? Какова степень родства пластической и кристаллической серы?
8. Как разделить смесь S и Fе или S и речного песка? На каком свойстве серы основывается разделение смеси?
9. Почему кислород проявляет постоянную валентность (II), а сера – переменную (II, IV, VI)?

Учитель. Второй элемент подгруппы кислорода говорит о себе так:

«В древней магии присутствую
При рождении огня,
Называют серой издавна меня».

Кислород проявляет только окислительные свойства, а сера – и окислительные, и восстановительные. С чем это связано? Оказывается, в реакциях с простыми веществами-металлами сера принимает электроны (S⁰ + 2e ), а в реакциях с активными неметаллами (О₂, F₂, Cl₂, Br₂) отдает свои электроны (S⁰ – 4e и S⁰ – 6e ).
На нашем уроке сера совершит путешествие по таблице Д.И.Менделеева. В результате мы рассмотрим химические свойства серы. Сегодня мы узнаем об особеностях веществ – сероводорода H₂S и сернистого газа SО₂, получим некоторые сведения о роли серы в жизни растений и животных. Кроме того, будет сказано о применении серы и сульфатов.

Путешествие серы по таблице Д.И.Менделеева

Учитель. В большом доме, который построил Менделеев, жила красавица Сера. Целыми днями она крутилась перед зеркалом и спрашивала всех, красива ли она. Ко всему прочему она была очень важной и любопытной. И вот однажды она исчезла. Ушла и стала путешествовать по периодической таблице.

Мацестинская лечебница

Жилец квартиры № 14. Был поздний вечер. Соседи слева, Аl и Мg, танцевали. Тут подошла сера. Неожиданно возникла искра, и произошла бурная реакция.
(Демонстрация опыта взаимодействия серы с алюминием при нагревании в фарфоровой чашке.
Уравнение реакции на доске:

2Al + 3S = Al₂S₃.)

Вопрос. Как собрать ртуть, если вы случайно разбили термометр?
Ответ. Можно воспользоваться порошком серы:

Hg + S = HgS.

Другой случай. Был поздний вечер, когда я услышал звуки, исходившие из верхней части моей квартиры. Эта Сера пришла в гости к Углероду. Я заснул. Утром же увидел в квартире Углерода бесцветную жидкость с приятным эфирным запахом. Это образовался сероуглерод CS₂:

С + 2S = CS₂.

В результате в квартире все обои и ткани обесцветились, а у моего соседа в квартире № 15 даже растворились стекла.
Жилец квартиры № 9. Вечером я заметил, как в квартиру № 1 постучалась Сера. Той ночью я проснулся от резкого ощущения в носу и горле. Вижу: у Ашки закружилась голова. Чувствовался сильный неприятный запах. Это образовался сероводород:

H₂ + S = H₂S.

Вопросы. Какая химическая связь в соединении H₂S?
Назовите тип кристаллической решетки для H₂S и степень окисления атома серы.
Водный раствор H₂S – слабая кислота. Как обнаружить ионы S₂– в растворе?
Учитель. Сероводород – высокотоксичное, крайне ядовитое вещество. Вдыхание H₂S вызывает головокружение и головную боль. Сероводород разрушает гемоглобин в крови, который является переносчиком кислорода. Вдыхание его даже в небольших количествах может привести к смерти. Поэтому помощь при отравлении – чистый воздух.
Но H₂S – не только яд. Купание в сероводородных ваннах вызывает легкое раздражение кожи, расширяет кровеносные сосуды, оказывает целительное действие при ревматизме, заболеваниях кожи. Особенно славятся сероводородные целебные источники Мацесты, где круглый год лечатся люди.
Жилец квартиры № 7. В полночь я был разбужен топотом ног. Звуки не давали заснуть. Сера постучалась в дверь квартиры № 8. Но тут вдруг звуки исчезли, потух свет, раздался резкий стук, от которого я потерял сознание. Утром я увидел, что от образовавшегося оксида серы(IV) все шторы и окрашенные материалы побелели.
(Демонстрация опыта «Сжигание серы».
Уравнение реакции:

S + O₂ = SO₂.)

Учитель. Хоть SO₂ и ядовитый газ, применяется он широко. Сернистый газ SO₂ – прекрасное дезинфицирующее средство, им окуривают склады, овощехранилища, чтобы уничтожить микроорганизмы и плесень. На консервных заводах этим газом обрабатывают фрукты и овощи для их обеззараживания. На сахарных заводах с помощью SO₂ отбеливают сахар. Его применяют также для отбеливания соломы, шелка, шерсти, т. е. там, где нельзя применять хлор.
Повышение содержания SO₂ и H₂S в атмосфере ведет к аллергическим заболеваниям, к образованию кислотных дождей. В настоящее время в мире выброс SО₂ составляет
250–300 млн т в год. К чему это может привести?
(Обсуждение проблемы с учащимися.)
Можно отметить такие вредные последствия: нарушение экологического равновесия, экологический и эстетический ущерб, в частности, разрушение зданий и памятников культуры, ухудшение продуктивности сельскохозяйственных животных.

Сообщения учащихся содержат сведения о выпадении кислотных дождей, разрушительных последствиях их воздействия и мерах по охране атмосферы от кислотообразующих выбросов.

Учитель. При курении тоже образуются SO₂ и Н₂S, отравляя организм. Не губите свое здоровье сознательно! Не курите!
Ученик (сообщение). В 79 г. н. э. в Италии произошло извержение вулкана Везувия. Лава залила соседние города Помпеи, Геркуланум и Стабию и законсервировала их на века. При этом погибло две тысячи жителей. Это произошло так быстро, что многие из них не успели даже покинуть свои дома. Одной из причин гибели людей стало удушающее действие сернистого газа и сероводорода, обильно выделявшихся из жерла вулкана.

Извержение Везувия (как его представлял себе Дидье, 1872 г.)

Учитель. Что произошло с точки зрения химии?

2Н₂S + SO₂ = 3S + 2H₂O + Q,

2Н₂S + O₂ = 2S + 2H₂O,

S + O₂ = SO₂.

О подобной страшной истории есть строки у Ю.Кузнецова в стихотворении «Тайна Черного моря»:

О чем говорится в стихотворении? Какое явление описывается?
Любит ли сера ходить в гости к сложным веществам? Взаимодействует ли она с ними?
При нагревании сера взаимодействует с водными растворами щелочей и с кислотами-окислителями:

3S + 6КОН = 2К₂S + К₂SО₃ + 3Н₂O,

S + 6HNO₃ (конц.) = Н₂SО₄ + 6NO₂ + 2H₂O,

S + 2Н₂SО₄ (конц.) = 3SO₂ + 2H₂O.

Сера и валеология

Учитель. Какое значение имеет сера в организме животных, растений и человека? Содержание серы в организме человека массой 70 кг – 140 г. Сколько серы содержится в вашем организме? (Вычисляет каждый ученик.) В сутки человеку необходим 1 г серы, чтобы его получить, достаточно обычного рациона питания. Серой богаты горох, фасоль, овсяные хлопья, пшеница, мясо, рыба, плоды и сок манго.
Сера входит в состав гормонов, витаминов, она есть в хрящевой ткани, волосах, ногтях. При недостатке серы в организме наблюдается хрупкость ногтей и костей, выпадение волос. Следите за своим здоровьем!

Знаете ли вы, что…

Соединения серы могут служить лекарственными препаратами.
Сера – основа мазей для лечения грибковых заболеваний кожи, для борьбы с чесоткой. Тиосульфат натрия Na₂S₂O₃ используется для борьбы с нею.
Многие соли серной кислоты содержат кристаллизационную воду: ZnSO₄•7H₂O и СuSO₄•5H₂O. Это купоросы. Их применяют как антисептические средства для опрыскивания растений и протравливания зерна в борьбе с вредителями сельского хозяйства.
Железный купорос FeSO₄•7H₂O используют при анемии.
BaSO₄ применяют при рентгенографическом исследовании желудка и кишечника.
Алюмокалиевые квасцы KAl(SO₄)₂•12H₂O – кровоостанавливающее средство при порезах.
Минерал Na₂SO₄•10H₂O носит название «глауберова соль» в честь открывшего его в XVIII в. немецкого химика И.Р.Глаубера. Глаубер во время своего путешествия внезапно заболел. Он ничего не мог есть. Желудок отказывался принимать пищу. Один из местных жителей направил его к источнику. Как только он выпил горько-соленую воду, сразу стал есть. Глаубер исследовал эту воду, из нее выкристаллизовалась соль Nа₂SO₄•10Н₂O. Сейчас ее применяют как слабительное в медицине, при окраске хлопчатобумажных тканей. Соль также находит применение в производстве стекла.
Крестоцветные, к которым относится капуста, усваивают из почвы столько же серы, сколько фосфора. Поэтому при недостатке серы в почве вносят удобрения в виде сульфата кальция СаSО₄.
Тысячелистник обладает повышенной способностью извлекать из почвы серу и стимулировать поглощение этого элемента соседними растениями.
Чеснок выделяет вещество – альбуцид H₂N––SO₂–NH–CO–СH₃ – едкое соединение серы. Это вещество предотвращает раковые заболевания, замедляет старение, предупреждает сердечные заболевания.

Цифровой диктант «Узнай меня»

Диктант посвящен трем веществам – кислороду О₂, озону О₃ и сере S. Он рассчитан на два варианта.

I вариант – четные вопросы,
II вариант – нечетные.

1. Газ, тяжелее воздуха в 1,6 раза.
2. Светло-желтый порошок.
3. Лучинка в этом веществе горит ярче.
4. Порошок не смачивается водой.
5. Газ обесцвечивает краски.
6. Газ с запахом свежести.
7. Вещество, которое в расплавленном виде растягивается как резина.
8. Газ, необходимый для жизни.
9. Элемент, открытый К.Шееле, в природе встречается в виде оксидов и как простое вещество.
10. Используется для очистки воды.
11. Проявляет только окислительные свойства.
12. Проявляет восстановительные и окислительные свойства.
13. Встречается в природе, в составе гипса.
14. Легко плавится.
15. Образуется при фотосинтезе.
16. Бесцветный газ без запаха.
17. Проявляет степени окисления –2, +4, +6.
18. Вещество, задерживающее ультрафиолетовые лучи Солнца в верхних слоях атмосферы.
19. Хороший диэлектрик.
20. Получают путем разложения воды электрическим током.
21. Уничтожает микроорганизмы в питьевой воде.
22. Входит в состав черного пороха.

Ответы.

О₂ – 3, 8, 9, 11, 15, 16, 20;
О₃ – 1, 3, 5, 6, 10, 11, 18, 21;
S – 2, 4, 7, 12, 13, 14, 17, 19, 22.

Закрепление материала

Свойства серы отражены на «анаконде»:

Напишите уравнения реакций для каждой стрелки на схеме. На какие свойства указывают эти реакции?

Домашнее задание. Попробуйте ваши знания о сере и ее соединениях отразить в стихах.

Р.Х.МУХУБУЛЛИНА,
учитель химии
(с. Большеустьикинское,
Республика Башкортостан)