Номер 5, страница 63, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

5. Могут ли происходить окислительно-восстановительные реакции между следующими веществами:

а) $H_2S$ и $HI$;

б) $H_2S$ и $H_2SO_3$;

в) $H_2SO_4$ и $HClO_4$?

а) H₂S и HI

Для того чтобы между веществами могла произойти окислительно-восстановительная реакция (ОВР), одно из них должно быть окислителем (принимать электроны), а другое – восстановителем (отдавать электроны). Рассмотрим степени окисления элементов в данных соединениях.

В сероводороде ($H₂S$) сера имеет степень окисления -2, что является для неё низшей возможной степенью окисления. Следовательно, $H₂S$ может только отдавать электроны, то есть быть восстановителем.

$S^{-2} \rightarrow S^{0} + 2e^{-}$

В иодоводороде ($HI$) иод имеет степень окисления -1, что также является для него низшей степенью окисления. Следовательно, $HI$ также может быть только восстановителем.

$2I^{-1} \rightarrow I₂^{0} + 2e^{-}$

Поскольку оба вещества, $H₂S$ и $HI$, могут проявлять только восстановительные свойства, окислительно-восстановительная реакция между ними невозможна, так как отсутствует окислитель.

Ответ: Нет, окислительно-восстановительная реакция не может происходить, так как оба вещества являются только восстановителями.

б) H₂S и H₂SO₃

Рассмотрим окислительно-восстановительные свойства данных веществ.

В сероводороде ($H₂S$) сера находится в низшей степени окисления -2, поэтому $H₂S$ является восстановителем.

В сернистой кислоте ($H₂SO₃$) сера имеет промежуточную степень окисления +4 (возможные степени окисления серы от -2 до +6). Поэтому $H₂SO₃$ может проявлять как окислительные (понижая степень окисления до +2, 0, -2), так и восстановительные (повышая степень окисления до +6) свойства.

При взаимодействии с восстановителем ($H₂S$) сернистая кислота ($H₂SO₃$) будет выступать в роли окислителя. В ходе реакции сера со степенью окисления -2 ($H₂S$) окисляется, а сера со степенью окисления +4 ($H₂SO₃$) восстанавливается. Происходит реакция сопропорционирования, в которой два атома одного элемента в разных степенях окисления переходят в одну промежуточную степень окисления. В данном случае образуется простое вещество – сера ($S^{0}$).

Уравнение реакции:

$2H₂\overset{-2}{S} + H₂\overset{+4}{S}O₃ \rightarrow 3\overset{0}{S} \downarrow + 3H₂O$

Электронный баланс:

$\overset{-2}{S} - 2e^{-} \rightarrow \overset{0}{S} \quad | \cdot 2$ (восстановитель)

$\overset{+4}{S} + 4e^{-} \rightarrow \overset{0}{S} \quad | \cdot 1$ (окислитель)

Ответ: Да, такая реакция возможна. $H₂S$ – восстановитель, $H₂SO₃$ – окислитель.

в) H₂SO₃ и HClO₄

Оценим окислительно-восстановительные возможности реагентов.

В сернистой кислоте ($H₂SO₃$) сера имеет промежуточную степень окисления +4 и может быть как окислителем, так и восстановителем.

В хлорной кислоте ($HClO₄$) хлор находится в высшей степени окисления +7. Следовательно, $HClO₄$ может быть только окислителем. Хлорная кислота является одним из сильнейших окислителей.

Поскольку в паре есть сильный окислитель ($HClO₄$) и вещество, способное быть восстановителем ($H₂SO₃$), между ними возможна окислительно-восстановительная реакция. Сернистая кислота будет окисляться до серной кислоты ($H₂SO₄$), в которой сера имеет высшую степень окисления +6. Хлорная кислота, будучи сильным окислителем, будет восстанавливаться, например, до хлороводорода ($HCl$), где хлор имеет низшую степень окисления -1.

Пример возможного уравнения реакции:

$4H₂\overset{+4}{S}O₃ + H\overset{+7}{Cl}O₄ \rightarrow 4H₂\overset{+6}{S}O₄ + H\overset{-1}{Cl}$

Электронный баланс:

$\overset{+4}{S} - 2e^{-} \rightarrow \overset{+6}{S} \quad | \cdot 4$ (восстановитель)

$\overset{+7}{Cl} + 8e^{-} \rightarrow \overset{-1}{Cl} \quad | \cdot 1$ (окислитель)

Ответ: Да, такая реакция возможна. $H₂SO₃$ – восстановитель, $HClO₄$ – окислитель.