Номер 4, страница 202 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 42. Железо как химический элемент. Глава 4. Металлы побочных подгрупп - номер 4, страница 202.

Условие.

4. Пирит представляет собой соль дисульфана $H_2S_2$, являющегося аналогом пероксида водорода. Определите валентность и степень окисления серы в дисульфане. Укажите степени окисления элементов в формуле пирита.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Соединение 1: дисульфан, формула $H_2S_2$.
Соединение 2: пирит, формула $FeS_2$.
Условие 1: Дисульфан ($H_2S_2$) является аналогом пероксида водорода ($H_2O_2$).
Условие 2: Пирит ($FeS_2$) является солью дисульфана.

Найти:

1. Валентность и степень окисления серы в дисульфане ($H_2S_2$).
2. Степени окисления элементов в формуле пирита ($FeS_2$).

Решение:

1. Определение валентности и степени окисления серы в дисульфане

По условию, дисульфан ($H_2S_2$) является аналогом пероксида водорода ($H_2O_2$). Структурная формула пероксида водорода — H-O-O-H. По аналогии, структурная формула дисульфана будет H-S-S-H.

Валентность элемента определяется числом химических связей, которые образует его атом. В структуре H-S-S-H каждый атом серы образует две ковалентные связи: одну с атомом водорода и одну с другим атомом серы. Следовательно, валентность серы в дисульфане равна II.

Степень окисления — это условный заряд атома в молекуле. В соединениях с неметаллами водород, как правило, имеет степень окисления $+1$. Молекула $H_2S_2$ в целом электронейтральна, поэтому сумма степеней окисления всех атомов в ней равна нулю. Обозначим степень окисления серы через $x$ и составим уравнение: $2 \cdot (+1) + 2 \cdot x = 0$ $2 + 2x = 0$ $2x = -2$ $x = -1$ Таким образом, степень окисления серы в дисульфане равна -1.

2. Определение степеней окисления элементов в пирите

Пирит ($FeS_2$) является солью, образованной кислотой — дисульфаном ($H_2S_2$). Это означает, что в состав пирита входит катион металла (железа) и кислотный остаток дисульфана — дисульфид-анион $S_2^{2-}$. В этом ионе, как и в исходной молекуле кислоты, два атома серы связаны друг с другом, а общий заряд иона равен -2. Следовательно, степень окисления каждого атома серы в дисульфид-ионе $S_2^{2-}$ равна -1.

Так как формульная единица пирита $FeS_2$ электронейтральна, суммарный заряд должен быть равен нулю. Заряд катиона железа ($Fe$) должен компенсировать отрицательный заряд дисульфид-аниона. Пусть степень окисления железа равна $y$: $y + (-2) = 0$ $y = +2$ Таким образом, степень окисления железа в пирите равна +2.

Итак, в пирите $FeS_2$ железо имеет степень окисления +2, а каждый из двух атомов серы (входящих в состав дисульфид-иона $S_2^{2-}$) имеет степень окисления -1. Проверка: $(+2) + 2 \cdot (-1) = 2 - 2 = 0$.

Ответ: В дисульфане ($H_2S_2$) валентность серы равна II, степень окисления серы равна -1. В пирите ($FeS_2$) степень окисления железа ($Fe$) равна +2, степень окисления серы ($S$) равна -1.