Номер 123, страница 205 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

Тема 7. Элементы-неметаллы и их соединения. 7.2. Элементы VI группы. 7.2.2. Сера. Уровень 1 - номер 123, страница 205.

Условие.

7.123. Как осуществить следующие превращения?

$\mathrm{a}) {\mathrm{H}}_2\mathrm{S}⟶{\mathrm{SO}}_2⟶{\mathrm{SO}}_3⟶{\mathrm{H}}_2{\mathrm{S}}_2{\mathrm{O}}_7⟶{\mathrm{Fe}}_2{\left({\mathrm{SO}}_4\right)}_3$

$\mathrm{б}) {\mathrm{SBr}}_2⟶{\mathrm{SO}}_2⟶\mathrm{S}⟶{\mathrm{H}}_2\mathrm{S}⟶{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4⟶{\mathrm{KHSO}}_4⟶{\mathrm{BaSO}}_4$

Решение 3.

а) Для осуществления данной цепочки превращений $H_2S \rightarrow SO_2 \rightarrow SO_3 \rightarrow H_2S_2O_7 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3$ можно провести следующие реакции:

1. $H_2S \rightarrow SO_2$
Сжигание сероводорода в избытке кислорода:
$2H_2S + 3O_2 \xrightarrow{t} 2SO_2 + 2H_2O$

2. $SO_2 \rightarrow SO_3$
Каталитическое окисление диоксида серы кислородом в присутствии катализатора (оксида ванадия(V)) при нагревании:
$2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$

3. $SO_3 \rightarrow H_2S_2O_7$
Растворение триоксида серы в концентрированной серной кислоте с образованием олеума (дисерной кислоты):
$SO_3 + H_2SO_4 \text{(конц.)} \rightarrow H_2S_2O_7$

4. $H_2S_2O_7 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3$
Реакция олеума с оксидом железа(III):
$Fe_2O_3 + 3H_2S_2O_7 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + 3H_2SO_4$

Ответ: Уравнения реакций, необходимые для осуществления превращений: $2H_2S + 3O_2 \rightarrow 2SO_2 + 2H_2O$; $2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$; $SO_3 + H_2SO_4 \rightarrow H_2S_2O_7$; $Fe_2O_3 + 3H_2S_2O_7 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + 3H_2SO_4$.

б) Для осуществления данной цепочки превращений $SBr_2 \rightarrow SO_2 \rightarrow S \rightarrow H_2S \rightarrow H_2SO_4 \rightarrow KHSO_4 \rightarrow BaSO_4$ можно провести следующие реакции:

1. $SBr_2 \rightarrow SO_2$
Окисление дибромида серы кислородом при нагревании:
$SBr_2 + O_2 \xrightarrow{t} SO_2 + Br_2$

2. $SO_2 \rightarrow S$
Восстановление диоксида серы сероводородом (реакция Клауса) с образованием элементарной серы:
$SO_2 + 2H_2S \rightarrow 3S \downarrow + 2H_2O$

3. $S \rightarrow H_2S$
Прямой синтез сероводорода из простых веществ при нагревании:
$S + H_2 \xrightarrow{t} H_2S$

4. $H_2S \rightarrow H_2SO_4$
Окисление сероводорода сильным окислителем, например, пероксидом водорода:
$H_2S + 4H_2O_2 \rightarrow H_2SO_4 + 4H_2O$

5. $H_2SO_4 \rightarrow KHSO_4$
Реакция серной кислоты с гидроксидом калия в мольном соотношении 1:1 для получения кислой соли — гидросульфата калия:
$H_2SO_4 + KOH \rightarrow KHSO_4 + H_2O$

6. $KHSO_4 \rightarrow BaSO_4$
Реакция ионного обмена между гидросульфатом калия и растворимой солью бария (например, хлоридом бария) с образованием нерастворимого осадка сульфата бария:
$KHSO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + KCl + HCl$

Ответ: Уравнения реакций, необходимые для осуществления превращений: $SBr_2 + O_2 \rightarrow SO_2 + Br_2$; $SO_2 + 2H_2S \rightarrow 3S + 2H_2O$; $S + H_2 \rightarrow H_2S$; $H_2S + 4H_2O_2 \rightarrow H_2SO_4 + 4H_2O$; $H_2SO_4 + KOH \rightarrow KHSO_4 + H_2O$; $KHSO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 + KCl + HCl$.