Номер 11, страница 48 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 10. Cepa. Глава 1. Неметаллы - номер 11, страница 48.

Условие.

11. Водный раствор тиосульфата натрия используется для поглощения хлора. Напишите уравнение реакции, зная, что хлор окисляет тиосульфат-ионы до сульфат-ионов.

Решение.

Решение 2.

Решение

Данная реакция является окислительно-восстановительной (ОВР). В ней хлор ($Cl_2$) является окислителем, а тиосульфат натрия ($Na_2S_2O_3$) — восстановителем. Реакция протекает в водном растворе, поэтому вода ($H_2O$) также является участником реакции.

Согласно условию, хлор окисляет тиосульфат-ионы ($S_2O_3^{2-}$) до сульфат-ионов ($SO_4^{2-}$). Сам хлор при этом восстанавливается до хлорид-ионов ($Cl^-$).

Для нахождения коэффициентов в уравнении реакции воспользуемся методом электронно-ионного баланса (методом полуреакций).

1. Составим полуреакцию окисления. Тиосульфат-ион переходит в сульфат-ион. Уравняем атомы серы, затем атомы кислорода (с помощью $H_2O$), атомы водорода (с помощью $H^+$) и, наконец, заряды (с помощью электронов $e^-$).

Процесс окисления:

$S_2O_3^{2-} + 5H_2O - 8e^- \rightarrow 2SO_4^{2-} + 10H^+$

Здесь два атома серы, имеющие в тиосульфат-ионе среднюю степень окисления +2, отдают суммарно 8 электронов, превращаясь в два атома серы со степенью окисления +6 в составе сульфат-ионов.

2. Составим полуреакцию восстановления. Молекула хлора принимает электроны и превращается в хлорид-ионы.

Процесс восстановления:

$Cl_2 + 2e^- \rightarrow 2Cl^-$

Здесь каждый из двух атомов хлора со степенью окисления 0 принимает по одному электрону; таким образом, молекула $Cl_2$ принимает 2 электрона.

3. Уравняем число отданных и принятых электронов. Наименьшее общее кратное для 8 и 2 равно 8. Поэтому первую полуреакцию домножаем на 1, а вторую — на 4.

$S_2O_3^{2-} + 5H_2O - 8e^- \rightarrow 2SO_4^{2-} + 10H^+$ | × 1
$Cl_2 + 2e^- \rightarrow 2Cl^-$ | × 4

Суммируем полуреакции, сокращая электроны:

$S_2O_3^{2-} + 4Cl_2 + 5H_2O \rightarrow 2SO_4^{2-} + 8Cl^- + 10H^+$

Это итоговое ионное уравнение.

4. Перейдем к молекулярному уравнению. В левой части у нас тиосульфат натрия $Na_2S_2O_3$, поэтому в раствор поступают 2 иона $Na^+$. В правой части эти ионы натрия образуют соль с частью сульфат-ионов, формируя сульфат натрия $Na_2SO_4$. Оставшиеся ионы образуют кислоты: серную ($H_2SO_4$) и соляную ($HCl$).

Записываем полное молекулярное уравнение:

$Na_2S_2O_3 + 4Cl_2 + 5H_2O \rightarrow Na_2SO_4 + H_2SO_4 + 8HCl$

Проверка баланса атомов (Na, S, O, Cl, H) подтверждает правильность расстановки коэффициентов.

Ответ: $Na_2S_2O_3 + 4Cl_2 + 5H_2O \rightarrow Na_2SO_4 + H_2SO_4 + 8HCl$