Номер 148, страница 207 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.148. Объясните, почему при действии концентрированной серной кислоты на иодид калия не может образоваться сероводород. Запишите уравнение упомянутой реакции.

Решение

Объясните, почему при действии концентрированной серной кислоты на иодид калия не может образоваться сероводород.

Взаимодействие концентрированной серной кислоты ($H_2SO_4$) с иодидом калия ($KI$) является окислительно-восстановительной реакцией. Концентрированная $H_2SO_4$ выступает в роли сильного окислителя, а иодид-ион ($I^-$) — в роли сильного восстановителя. Восстановительная активность галогенид-ионов увеличивается в ряду $F^- < Cl^- < Br^- < I^-$, поэтому иодид-ион является самым сильным восстановителем среди них.

Благодаря своей высокой восстановительной способности, иодид-ион может восстанавливать серу из высшей степени окисления +6 (в $H_2SO_4$) до различных, в том числе и до самой низкой, степени окисления -2, что соответствует образованию сероводорода ($H_2S$). Одновременно иодид-ион окисляется до молекулярного иода ($I_2$).

Однако сероводород не является конечным продуктом этой реакции. Причина заключается в том, что в реакционной смеси одновременно присутствуют и сероводород (восстановитель), и иод (окислитель). Они вступают между собой во вторичную реакцию:

$I_2 + H_2S \rightarrow S \downarrow + 2HI$

В результате этой реакции сероводород окисляется до элементарной серы, которая выпадает в виде желтого осадка. Таким образом, даже если сероводород и образуется на промежуточной стадии, он немедленно расходуется в реакции с иодом. Конечными продуктами восстановления серной кислоты в данном процессе являются преимущественно диоксид серы ($SO_2$) и элементарная сера ($S$).

Ответ: Сероводород не может образоваться в качестве конечного продукта реакции, так как он является сильным восстановителем и немедленно реагирует с иодом (окислителем), который также образуется в ходе реакции. В результате этого взаимодействия сероводород окисляется до элементарной серы.

Запишите уравнение упомянутой реакции.

Реакция между концентрированной серной кислотой и иодидом калия является сложной и протекает с образованием смеси продуктов. Поскольку иодид-ион восстанавливает серу до разных степеней окисления, можно записать несколько уравнений, соответствующих образованию разных продуктов.

1. Восстановление до диоксида серы ($SO_2$):
$2KI + 2H_2SO_4(\text{конц.}) \rightarrow I_2 + SO_2 \uparrow + K_2SO_4 + 2H_2O$

2. Восстановление до элементарной серы ($S$):
$6KI + 4H_2SO_4(\text{конц.}) \rightarrow 3I_2 + S \downarrow + 3K_2SO_4 + 4H_2O$

3. Восстановление до сероводорода ($H_2S$) с его последующим окислением иодом (суммарный процесс):
$8KI + 5H_2SO_4(\text{конц.}) \rightarrow 4I_2 + H_2S \uparrow + 4K_2SO_4 + 4H_2O$

Так как в реальности образуется смесь продуктов ($SO_2$ и $S$), можно записать общее уравнение, отражающее этот факт. Оно является комбинацией нескольких процессов:

$8KI + 6H_2SO_4(\text{конц.}) \rightarrow 4I_2 + S \downarrow + SO_2 \uparrow + 4K_2SO_4 + 6H_2O$

Ответ: Так как реакция приводит к образованию смеси продуктов, ее можно описать несколькими уравнениями. Наиболее полное суммарное уравнение, отражающее образование основных продуктов, выглядит так: $8KI + 6H_2SO_4(\text{конц.}) \rightarrow 4I_2 + S + SO_2 + 4K_2SO_4 + 6H_2O$.