Номер 114, страница 205 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.114. Запишите уравнения реакций концентрированной серной кислоты со следующими кристаллическими веществами: иодид калия, нитрат калия, сульфид железа(II), сульфид меди(I), дихромат калия, перманганат калия.

Концентрированная серная кислота ($H_2SO_4$) является сильным окислителем, а также сильной, нелетучей кислотой и водоотнимающим средством. Реакции с кристаллическими веществами часто протекают при небольшом нагревании и зависят от свойств реагента.

иодид калия

Иодид калия ($KI$) — сильный восстановитель. В реакции с концентрированной серной кислотой иодид-ион ($I^−$) окисляется до свободного иода ($I_2$), а сера ($S^{+6}$) в серной кислоте восстанавливается. Поскольку иодид-ион является сильным восстановителем, сера восстанавливается до низших степеней окисления, в основном до сероводорода ($H_2S$). Реакция протекает в избытке кислоты с образованием гидросульфата калия ($KHSO_4$).
Уравнение реакции:
$8KI_{(тв.)} + 9H_2SO_{4 (конц.)} \rightarrow 4I_2 + H_2S \uparrow + 8KHSO_4 + 4H_2O$
Ответ: $8KI_{(тв.)} + 9H_2SO_{4 (конц.)} \rightarrow 4I_2 + H_2S \uparrow + 8KHSO_4 + 4H_2O$

нитрат калия

Серная кислота является нелетучей кислотой и вытесняет более летучую азотную кислоту ($HNO_3$) из её соли, нитрата калия ($KNO_3$), при нагревании. Это стандартный лабораторный способ получения азотной кислоты. Окислительно-восстановительной реакции не происходит, так как оба реагента являются сильными окислителями. Образуется гидросульфат калия.
Уравнение реакции:
$KNO_{3 (тв.)} + H_2SO_{4 (конц.)} \xrightarrow{t} KHSO_4 + HNO_3 \uparrow$
Ответ: $KNO_{3 (тв.)} + H_2SO_{4 (конц.)} \xrightarrow{t} KHSO_4 + HNO_3 \uparrow$

сульфид железа(II)

В сульфиде железа(II) ($FeS$) и железо($+2$), и сера($-2$) являются восстановителями. Концентрированная серная кислота окисляет железо до степени окисления $+3$, а сульфид-ион до степени окисления $+4$ (в составе $SO_2$). Сама серная кислота также восстанавливается до $SO_2$.
Уравнение реакции:
$2FeS_{(тв.)} + 10H_2SO_{4 (конц.)} \xrightarrow{t} Fe_2(SO_4)_3 + 9SO_2 \uparrow + 10H_2O$
Ответ: $2FeS_{(тв.)} + 10H_2SO_{4 (конц.)} \xrightarrow{t} Fe_2(SO_4)_3 + 9SO_2 \uparrow + 10H_2O$

сульфид меди(I)

Аналогично сульфиду железа(II), в сульфиде меди(I) ($Cu_2S$) и медь($+1$), и сера($-2$) являются восстановителями. Концентрированная серная кислота окисляет медь до степени окисления $+2$, а сульфид-ион до $SO_2$. Продуктом восстановления серной кислоты также является $SO_2$.
Уравнение реакции:
$Cu_2S_{(тв.)} + 6H_2SO_{4 (конц.)} \xrightarrow{t} 2CuSO_4 + 5SO_2 \uparrow + 6H_2O$
Ответ: $Cu_2S_{(тв.)} + 6H_2SO_{4 (конц.)} \xrightarrow{t} 2CuSO_4 + 5SO_2 \uparrow + 6H_2O$

дихромат калия

Дихромат калия ($K_2Cr_2O_7$) — сильный окислитель, как и концентрированная серная кислота. Окислительно-восстановительной реакции между ними не происходит. Серная кислота выступает как водоотнимающее средство, реагируя с солью с образованием соответствующего ангидрида — оксида хрома(VI) ($CrO_3$) и гидросульфата калия.
Уравнение реакции:
$K_2Cr_2O_{7 (тв.)} + 2H_2SO_{4 (конц.)} \rightarrow 2CrO_3 \downarrow + 2KHSO_4 + H_2O$
Ответ: $K_2Cr_2O_{7 (тв.)} + 2H_2SO_{4 (конц.)} \rightarrow 2CrO_3 \downarrow + 2KHSO_4 + H_2O$

перманганат калия

Реакция перманганата калия ($KMnO_4$) с концентрированной серной кислотой аналогична реакции с дихроматом калия. Оба вещества — сильные окислители. Серная кислота дегидратирует перманганат-ион с образованием неустойчивого оксида марганца(VII) ($Mn_2O_7$) — тёмно-зелёной маслянистой жидкости, которая может разлагаться со взрывом. Реакцию проводят при охлаждении.
Уравнение реакции:
$2KMnO_{4 (тв.)} + 2H_2SO_{4 (конц.)} \xrightarrow{cold} Mn_2O_7 + 2KHSO_4 + H_2O$
Ответ: $2KMnO_{4 (тв.)} + 2H_2SO_{4 (конц.)} \xrightarrow{cold} Mn_2O_7 + 2KHSO_4 + H_2O$