Химия. 9 класс · Габриелян, Остроумов, Сладков · § 15

Упражнение 6 к § 15

Задача 1

Условие (кратко)

а) Осуществите превращения S → SO₂ → SO₃ → Na₂SO₄ → BaSO₄; для реакций в растворах — ионные уравнения, для ОВР — электронный баланс.

Решение

Горение серы:
$\mathrm{S + O_2 \xrightarrow{t} SO_2}$ $\mathrm{\overset{0}{S} - 4e \rightarrow \overset{+4}{S}}$ , множитель 1 — окисление, $\mathrm{S}$ — восстановитель; $\mathrm{\overset{0}{O_2} + 4e \rightarrow 2\overset{-2}{O}}$ , множитель 1 — восстановление, $\mathrm{O_2}$ — окислитель.
Каталитическое окисление:
$\mathrm{2SO_2 + O_2 \xrightarrow{t,\ \mathrm{V_2O_5}} 2SO_3}$ $\mathrm{\overset{+4}{S} - 2e \rightarrow \overset{+6}{S}}$ , множитель 2 — окисление, $\mathrm{SO_2}$ — восстановитель; $\mathrm{\overset{0}{O_2} + 4e \rightarrow 2\overset{-2}{O}}$ , множитель 1 — восстановление, $\mathrm{O_2}$ — окислитель.
Кислотный оксид со щёлочью:
$\mathrm{SO_3 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O}$ $\mathrm{SO_3 + 2OH^- \rightarrow SO_4^{2-} + H_2O}$
Качественная реакция на сульфат-ион:
$\mathrm{Na_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl}$ $\mathrm{2Na^+ + SO_4^{2-} + Ba^{2+} + 2Cl^- \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2Na^+ + 2Cl^-}$ $\mathrm{Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow}$

Ответ

S + O₂ → SO₂; 2SO₂ + O₂ → 2SO₃; SO₃ + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O; Na₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2NaCl

Почему так

Сера окисляется сначала до +4, затем до +6, а сульфат-ион связывают ионы бария в нерастворимый осадок.

Условие (кратко)

б) Осуществите превращения H₂SO₄ → SO₂ → K₂SO₃ → MgSO₃ → SO₂; для реакций в растворах — ионные уравнения, для ОВР — электронный баланс.

Решение

Концентрированная кислота с медью:
$\mathrm{Cu + 2H_2SO_4(\text{конц.}) \xrightarrow{t} CuSO_4 + SO_2\uparrow + 2H_2O}$ $\mathrm{\overset{0}{Cu} - 2e \rightarrow \overset{+2}{Cu}}$ , множитель 1 — окисление, $\mathrm{Cu}$ — восстановитель; $\mathrm{\overset{+6}{S} + 2e \rightarrow \overset{+4}{S}}$ , множитель 1 — восстановление, $\mathrm{H_2SO_4}$ — окислитель.
Кислотный оксид со щёлочью:
$\mathrm{SO_2 + 2KOH \rightarrow K_2SO_3 + H_2O}$ $\mathrm{SO_2 + 2OH^- \rightarrow SO_3^{2-} + H_2O}$
Обмен с растворимой солью магния (сульфит магния малорастворим):
$\mathrm{K_2SO_3 + MgCl_2 \rightarrow MgSO_3\downarrow + 2KCl}$ $\mathrm{Mg^{2+} + SO_3^{2-} \rightarrow MgSO_3\downarrow}$
Сильная кислота вытесняет сернистый газ:
$\mathrm{MgSO_3 + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + SO_2\uparrow + H_2O}$ $\mathrm{MgSO_3 + 2H^+ \rightarrow Mg^{2+} + SO_2\uparrow + H_2O}$

Ответ

Cu + 2H₂SO₄(конц.) → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O; SO₂ + 2KOH → K₂SO₃ + H₂O; K₂SO₃ + MgCl₂ → MgSO₃↓ + 2KCl; MgSO₃ + 2HCl → MgCl₂ + SO₂↑ + H₂O

Почему так

Концентрированная серная кислота восстанавливается до SO₂, а из сульфитов сильные кислоты снова вытесняют SO₂.