# Сера и её соединения: оксиды и серная кислота > От жёлтого порошка до аккумулятора под капотом: аллотропия серы, сероводород, оксиды и два характера серной кислоты — разбавленной и концентрированной. **Химия, 9 класс.** Урок бесплатного онлайн-самоучителя «ШкольныйГид». Обновлено: 2026-09-27. Страница урока: https://shkolniygid.ru/himiya/9-klass/sera-i-soedineniya/ Под капотом машины стоит аккумулятор, внутри которого плещется раствор серной кислоты; в спичечной коробке прячется сера в головках спичек; в пачке сушёных яблок — след сернистого газа, которым плоды обрабатывали перед сушкой. Один химический элемент — три разные роли в твоей неделе. При этом сера — рекордсмен по аллотропии среди школьных неметаллов, а её кислота ведёт себя по-разному в зависимости от того, много в растворе воды или мало. Разберёмся, где какой характер. ### Аллотропия серы: три лица одного элемента Сера — жёлтый хрупкий порошок или кристаллы, которые не смачиваются водой: «серный цвет» всплывает и отказывается намокать. Аллотропных модификаций три. Ромбическая — лимонно-жёлтые кристаллы, устойчива при обычных условиях. Моноклинная — игольчатые кристаллы, устойчивы выше 96 °C. Пластическая — тёмная резиноподобная масса: её получают, резко выливая расплавленную серу в холодную воду, и постепенно превращается обратно в ромбическую. На воздухе сера горит голубоватым пламенем с резким запахом: $$S + O_2 \to SO_2$$ *Горение серы: продукт — оксид серы(IV), он же сернистый газ* ### Сероводород, оксиды и серная кислота Сероводород $H_2S$ — бесцветный газ с запахом гнилых яиц, токсичный, чуть тяжелее воздуха; его раствор — слабая сероводородная кислота. Качественная реакция: пропусти сероводород через раствор соли свинца — выпадет чёрный осадок $PbS$. Оксид серы(IV) $SO_2$ — сернистый газ с резким запахом, ядовит; раствор — непрочная сернистая кислота $H_2SO_3$. Именно $SO_2$ обрабатывают сухофрукты и вино: он подавляет микробы и сохраняет цвет. Оксид серы(VI) $SO_3$ с водой соединяется бурно, отдавая серную кислоту: $SO_3 + H_2O \to H_2SO_4$. Разбавленная серная кислота — типичная сильная кислота: растворяет металлы до водорода ($Fe + H_2SO_4 \to FeSO_4 + H_2\uparrow$), реагирует с основными оксидами, основаниями и солями. Её соли — сульфаты; на сульфат-ион есть качественная реакция: соль бария даёт белый осадок $BaSO_4$, который не растворяется даже в кислотах. ### Сероводород в природе и кислотные дожди Сероводород — не только запах несвежих яиц. Его выделяют гниющие остатки белка, он копится в иле болот и на больших глубинах Чёрного моря. Токсичность у газа серьёзная: в высокой концентрации он притупляет обоняние — кажется, что запах ушёл, а опасность осталась. С солями свинца сероводород даёт чёрный осадок: старые картины темнеют не от возраста, а от следов сероводорода в воздухе, превращающих свинцовые белила в чёрный сульфид свинца. Оксид серы(IV) выбрасывают в атмосферу электростанции на угле и металлургические печи: в топливе и рудах всегда есть примеси серы. В облаках газ окисляется и соединяется с влагой — на землю падают кислотные дожди, подкисляющие озёра и вредящие лесам. Отсюда жёсткие современные требования к очистке дымовых газов и топливу с малым содержанием серы. Для химика тут же появляется выгода: отходящие газы медеплавильных заводов улавливают и перерабатывают в ту же серную кислоту. Неожиданная деталь рынка: сегодня значительную часть серы добывают не из руд и не в кратерах, а попутно — при очистке нефти и природного газа. В сырье растворён сероводород, его отделяют и перерабатывают в чистую серу. Поэтому в мире серы цены двигаются вслед за нефтехимией: больше газа и нефти с сероводородом — больше серы на заводах. ![Схема круговорота серы: терракотовая панель «Вулканы и глубины» с выбросами SO₂ и H₂S (≈ 10 млн т серы в год; после Пинатубо 1991 аэрозоль сульфатов на год-два охлаждала климат), охра-стрелка окисления SO₂ + H₂O → H₂SO₄, сине-фиолетовая панель кислотных дождей (pH чистого дождя ≈ 5,6, с серной кислотой — до 4: страдают леса, озёра, мрамор и металл), стрелка вымывания сульфатов SO₄²⁻ в почву, реки и океан, зелёная панель «Почва и живые организмы» с растением — корни всасывают сульфаты, сера попадает в белки через аминокислоты цистеин и метионин; справа бирюзовая панель океана (сульфаты ≈ 2,7 г на кг воды, диметилсульфид фитопланктона — «запах моря»), серая панель осадочных пород — гипс CaSO₄·2H₂O и пирит FeS₂, оранжевая панель «Человек — SO₂ из труб» в разы больше вулканов, легенда «Как читать схему» и плашка-ловушка: кислотные дожди дают и оксиды азота.](https://shkolniygid.ru/img/lessons/krugovorot-sera.webp) *Ключ схемы — два круга: быстрый (воздух → дожди → почва → белки → океан, дни и годы) и медленный (породы → вулканы, миллионы лет). Проследи охряные стрелки: сернистый газ из вулканов и труб окисляется до серной кислоты и падает с дождём, корни всасывают сульфаты — так сера попадает в белки всего живого. Ловушка: кислотные дожди — не «только сера» (вклад дают и оксиды азота), но у промышленных городов главный вклад — SO₂ из угля.* | Степень окисления серы | Оксид | Кислота | Соли | | --- | --- | --- | --- | | −2 | — | $H_2S$ — сероводородная | сульфиды | | +4 | $SO_2$ — сернистый газ | $H_2SO_3$ — сернистая | сульфиты | | +6 | $SO_3$ | $H_2SO_4$ — серная | сульфаты | $$Cu + 2H_2SO_4 \to CuSO_4 + SO_2\uparrow + 2H_2O$$ *Концентрированная серная кислота окисляет медь — водорода нет* > **Ловушка.** Концентрированная $H_2SO_4$ — не «та же кислота, только крепче», а окислитель с другим характером: она гигроскопична (жадно поглощает воду, поэтому осушает газы), отнимает воду у органики — сахар в ней обугливается в чёрную массу, а металлы окисляет без выделения водорода, с выходом $SO_2$. Железо и алюминий она на холоде пассивирует — покрывает защитной плёнкой, поэтому её возят в стальных цистернах. И главное правило: кислоту вливают в воду тонкой струйкой, а не наоборот — при смешивании выделяется много тепла, и капля воды на поверхности кислоты вскипает с брызгами. **Сколько серы в серной кислоте** 1. Считаем относительную молекулярную массу: два водорода, одна сера, четыре кислорода. — $$M_r(H_2SO_4) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98$$ 2. Доля серы — её атомная масса, делённая на массу всей молекулы. — $$w(S) = \frac{32}{98} \approx 0{,}33$$ 3. Переводим в проценты: примерно треть массы серной кислоты — сера. — $$0{,}33 \cdot 100\% = 33\%$$ ### Контактный способ: как варят серную кислоту Серу добывают в самородном виде в вулканических районах и выплавляют из сульфидных руд, прежде всего из пирита FeS2. Дальше работает трёхступенчатый конвейер, который называют контактным способом: газ пропускают через слой катализатора, «контакт». Сначала пирит обжигают и получают сернистый газ, затем SO2 доокисляют до SO3 при нагревании на катализаторе, наконец оксид серы(VI) соединяют с водой — и в цистернах уже серная кислота. - обжиг: сера и пирит горят в кислороде, продукт — оксид серы(IV); - окисление: сернистый газ доокисляют до серного ангидрида SO3 на катализаторе; - поглощение: SO3 соединяется с водой и даёт серную кислоту. ### Хлеб химической промышленности: где кислота работает Серную кислоту не зря зовут «хлебом химической промышленности»: почти ни одно производство не обходится без неё или её производных. Мировое производство измеряется сотнями миллионов тонн в год, а на тонну фосфорных удобрений уходит несколько сотен килограммов кислоты. - удобрения: суперфосфат и сульфат аммония делают на её основе; - аккумуляторы: под капотом автомобиля — раствор кислоты плотностью около 1,3 г/мл; - металлургия: травление стали перед покрытием, очистка руд; - химия: красители, волокна, лекарства, взрывчатые вещества; - осушка: гигроскопичность позволяет сушить ею газы, которые с кислотой не реагируют. Аккумулятор — самый близкий к тебе пример. Плотность электролита показывает заряд батареи: разряженная кислота слабеет, и такой раствор замерзает уже при небольшом морозе. Вот почему перед зимой автосервисы проверяют электролит ареометром — и по одному числу судят о здоровье батареи. ### Вулканизация: сера делает резину Натуральный каучук капризен: в жару он липнет к рукам, в мороз трескается. В 1839 году американец Чарльз Гудьир случайно нагрел каучук с серой — и получил упругий, прочный и нерастворимый материал: резину. Смысл открытия в том, что атомы серы «сшивают» длинные каучуковые цепи в единую сетку: цепи больше не могут разъехаться в жару или порваться на холоде. Дозу серы можно варьировать: чуть-чуть — мягкие шины и подошвы, много — твёрдый эбонит, из которого делают электротехнические детали: он не проводит ток. Вулканизация до сих пор одна из главных статей расхода серы в мире — рядом с производством серной кислоты. ### Разбор типовой задачи **Сколько кислоты выйдет из серного ангидрида** 1. Оксид серы(VI) соединяется с водой в соотношении один к одному. — $$SO_3 + H_2O \to H_2SO_4$$ 2. На завод привезли 96 кг оксида серы(VI). Считаем молярную массу: сера 32 плюс три кислорода по 16. — $$M_r(SO_3) = 32 + 3 \cdot 16 = 80$$ 3. Переводим массу в количество вещества: 96 кг — это 96 000 г. — $$n(SO_3) = \frac{96000}{80} = 1200$$ 4. По уравнению кислоты выходит столько же — 1200 моль. Молярная масса серной кислоты 98 г/моль. — $$n(H_2SO_4) = 1200$$ 5. Умножаем количество на массу одного моля и переводим обратно в килограммы. — $$m(H_2SO_4) = 1200 \cdot 98 = 117600$$ 6. Ответ: из 96 кг SO3 получится 117,6 кг серной кислоты. Масса выросла, потому что ангидрид «прихватил» ровно столько воды, сколько требует уравнение. *[Интерактив: Два характера серной кислоты — доступен на странице урока]* *[Интерактив: Карточки: сера и её соединения — доступен на странице урока]* ### Словарь урока **Аллотропия** — существование одного элемента в виде нескольких простых веществ: у серы их три **Контактный способ** — производство серной кислоты: обжиг, окисление сернистого газа на катализаторе, поглощение ангидрида водой **Гигроскопичность** — способность концентрированной кислоты жадно поглощать воду из воздуха **Обугливание** — концентрированная кислота отнимает воду у сахара, бумаги и дерева, оставляя чёрный уголь **Пассивация** — покрытие железа и алюминия защитной плёнкой в холодной концентрированной кислоте **Сульфат-ион** — узнаётся по белому осадку BaSO4, который не растворяется даже в кислотах ### Как это спрашивают на контрольной и ОГЭ - цепочки превращений: сера → оксид серы(IV) → оксид серы(VI) → серная кислота — уравнение на каждую стрелку; - качественные реакции: сульфат-ион — соль бария, сероводород — соль свинца; - как доказать, что кислота концентрированная: нагреть с медью — выделится бурый газ SO2, а водорода не будет; - почему её возят в стальных цистернах: пассивация железа на холоде; - задачи на массовую долю серы в кислоте или в её солях. В цепочках после каждой стрелки проверяй, откуда берётся недостающий кислород: сера на воздухе всегда добирает его до нужной степени окисления. Если в задаче мелькают слова «обугливание» или «осушка» — перед тобой концентрированная кислота, и привычные реакции с металлами до водорода к ней не применяются. *[Интерактив: Собери пары: сера и её соединения — доступен на странице урока]* > **Совет.** Держи в голове три «пробирки» качественных реакций: на сульфат-ион — соль бария (белый осадок, в кислотах не растворяется), на сероводород — соль свинца (чёрный осадок), на кислую среду — лакмус (красный). Применение серной кислоты запоминай через образ «хлеб химической промышленности»: удобрения, аккумуляторы, металлы, волокна — всё начинается с неё. ## Частые вопросы ### Почему нельзя наливать воду в концентрированную серную кислоту? Смешивание идёт с сильным разогревом: вода легче кислоты, вскипает на её поверхности и выбрасывает брызги кислоты. Кислоту приливают в воду тонкой струйкой — тепло успевает рассеяться по всему объёму. ### Чем разбавленная серная кислота отличается от концентрированной? Разбавленная ведёт себя как обычная сильная кислота: реагирует с металлами до водорода, оксидами, основаниями. Концентрированная — окислитель: обугливает органику, окисляет медь до SO2, а железо и алюминий на холоде пассивирует. ### Как распознать серную кислоту среди двух прозрачных растворов? Добавь растворимую соль бария, например BaCl2: белый осадок BaSO4, нерастворимый в кислотах, укажет на сульфат-ион — значит, кислота серная. Тот же осадок с барием дают и соли серной кислоты — сульфаты, поэтому реакция опознаёт и их. ### Где сернистый газ встречается в жизни? Он образуется при сжигании угля на электростанциях, им обрабатывают сухофрукты и вино как консервант E220, а в атмосфере он превращается в кислоты — причина кислотных дождей. Из-за кислотных дождей выбросы SO2 на производствах сейчас жёстко ограничивают. ## Проверь себя (вопросы и ответы) #### Вопрос 1: При обычных условиях устойчива ромбическая сера. - ✅ Правда - ☐ Неправда *Пояснение: Ромбическая сера — самая устойчивая модификация при комнатной температуре; моноклинная устойчива выше 96 °C, а пластическая постепенно превращается в ромбическую.* #### Вопрос 2: Какой газ имеет запах гнилых яиц? - ☐ $SO_2$ - ✅ $H_2S$ - ☐ $CO_2$ - ☐ $NH_3$ *Пояснение: Запах гнилых яиц — визитная карточка сероводорода H2S. Сернистый газ пахнет горящей спичкой, аммиак — нашатырём.* #### Вопрос 3: Сколько атомов кислорода в молекуле серной кислоты? Запиши число. **Ответ:** 4 *Пояснение: Формула H2SO4: после индекса 4 у кислорода — четыре атома кислорода в каждой молекуле.* #### Вопрос 4: Что произойдёт, если в концентрированную серную кислоту плеснуть воды? - ☐ ничего заметного - ✅ вода вскипит и кислота забрызгает всё вокруг - ☐ кислота превратится в сульфат - ☐ вода исчезнет без следа *Пояснение: Растворение идёт с сильным разогревом: лёгкая вода вскипает на поверхности тяжёлой кислоты и выбрасывает брызги. Поэтому кислоту приливают в воду.* #### Вопрос 5: С чем реагирует разбавленная серная кислота? - ✅ железо - ✅ оксид меди(II) - ☐ медь - ✅ гидроксид натрия *Пояснение: Разбавленная кислота растворяет металлы до водорода (железо — да, медь — нет), реагирует с основными оксидами и основаниями. Медь в ряду активности стоит после водорода.* #### Вопрос 6: Сопоставь вещество и его примету. - $SO_2$ — сернистый газ с резким запахом - $H_2S$ — запах гнилых яиц - $SO_3$ — ангидрид серной кислоты - $BaSO_4$ — белый осадок, не растворим в кислотах *Пояснение: Оксид серы(IV) — газ с резким запахом, сероводород пахнет гнилыми яйцами, SO3 с водой даёт серную кислоту, а BaSO4 — классический белый осадок.* #### Вопрос 7: Разложи свойства по кислотам. - **Разбавленная H2SO4:** выделяет водород с цинком, реагирует с основными оксидами - **Концентрированная H2SO4:** обугливает бумагу, используется для осушки газов *Пояснение: С цинком с выделением водорода и с оксидами реагирует разбавленная кислота; обугливание органики и поглощение воды — свойства концентрированной.* #### Вопрос 8: Вставь пропуски. Концентрированная серная кислота при нагревании окисляет медь, но **водород** при этом не выделяет; воду она из воздуха **поглощает**, поэтому используется как осушитель. *Пояснение: С медью концентрированная кислота даёт SO2, а не водород. Гигроскопичность — способность поглощать воду.* ## Тренажёр На [странице тренажёра](https://shkolniygid.ru/himiya/9-klass/sera-i-soedineniya/trenazher/) — 4 типов задач с бесконечными вариантами чисел, проверкой ответа и разбором каждого шага.