Номер 6, страница 283 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

6. Приведите примеры используемых в промышленности химических реакций получения азотной и серной кислот, с которыми вы ознакомились, изучая материал главы 6.

Промышленное получение азотной кислоты

Современный промышленный способ получения азотной кислоты (метод Оствальда) включает в себя три основные стадии, описываемые следующими химическими реакциями:

1. Каталитическое окисление аммиака кислородом воздуха. Реакция протекает на платино-родиевых катализаторах при температуре около 800-950 °C. В результате образуется оксид азота(II):

$4NH_3 + 5O_2 \xrightarrow{Pt/Rh, T} 4NO + 6H_2O$

2. Окисление оксида азота(II) до оксида азота(IV). Эту реакцию проводят при охлаждении газовой смеси, так как она является экзотермической:

$2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2$

3. Поглощение оксида азота(IV) водой в присутствии кислорода, который также присутствует в газовой смеси. В результате этой реакции образуется азотная кислота:

$4NO_2 + 2H_2O + O_2 \rightarrow 4HNO_3$

Ответ: Примеры реакций для промышленного получения азотной кислоты: $4NH_3 + 5O_2 \rightarrow 4NO + 6H_2O$; $2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2$; $4NO_2 + 2H_2O + O_2 \rightarrow 4HNO_3$.

Промышленное получение серной кислоты

Производство серной кислоты в промышленности осуществляется контактным способом, который также состоит из нескольких стадий:

1. Получение оксида серы(IV). Основным сырьем служит сера или сульфидные руды, например, пирит ($FeS_2$). Сырье сжигают (обжигают) в избытке воздуха:

При сжигании серы: $S + O_2 \xrightarrow{T} SO_2$

При обжиге пирита: $4FeS_2 + 11O_2 \xrightarrow{T} 2Fe_2O_3 + 8SO_2$

2. Каталитическое окисление оксида серы(IV) до оксида серы(VI). Эта реакция является обратимой и проводится при температуре 400–500 °C в присутствии катализатора, чаще всего оксида ванадия(V) ($V_2O_5$):

$2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$

3. Поглощение оксида серы(VI) концентрированной серной кислотой. В результате образуется олеум — раствор $SO_3$ в безводной серной кислоте. Прямое поглощение водой не используется из-за образования тумана серной кислоты.

$SO_3 + H_2SO_4 (\text{конц.}) \rightarrow H_2S_2O_7$

4. Разбавление олеума водой до получения серной кислоты необходимой концентрации.

$H_2S_2O_7 + H_2O \rightarrow 2H_2SO_4$

Ответ: Примеры реакций для промышленного получения серной кислоты: $S + O_2 \rightarrow SO_2$; $2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$; $SO_3 + H_2SO_4 \rightarrow H_2S_2O_7$; $H_2S_2O_7 + H_2O \rightarrow 2H_2SO_4$.