Номер 1, страница 56 - гдз по химии 11 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

1. В ряду соединений, формулы которых: $SO_2$, $SO_3$, $H_2S$, $H_2SO_4$, $Na_2SO_4$, $SF_6$, $FeS$

1) сера является только окислителем в веществах:

__________________ (названия и формулы)

2) сера является только восстановителем в веществах:

__________________ (названия и формулы)

3) сера является и окислителем и восстановителем в веществах:

__________________ (названия и формулы)

Решение

Окислительно-восстановительные свойства химического элемента в соединении определяются его степенью окисления. Для того чтобы классифицировать соединения серы, необходимо определить степень окисления атома серы в каждом из них и сравнить ее с минимально и максимально возможными значениями.

Сера (S) находится в 16-й группе (VIА группе) Периодической системы. Её возможные степени окисления лежат в диапазоне от $-2$ до $+6$:

• Низшая степень окисления $-2$. В этой степени окисления атом серы имеет максимальное для себя число электронов на внешней оболочке и может их только отдавать, проявляя исключительно свойства восстановителя.
• Высшая степень окисления $+6$. В этой степени окисления атом серы отдал все свои валентные электроны и может их только принимать, проявляя исключительно свойства окислителя.
• Промежуточные степени окисления (например, $0$ в простом веществе $S$, $+4$ в $SO_2$). В этих состояниях сера может как повышать, так и понижать свою степень окисления, проявляя двойственные окислительно-восстановительные свойства (т.е. может быть и окислителем, и восстановителем).

Теперь рассчитаем степень окисления серы в каждом из предложенных соединений:

• $SO_2$ (оксид серы(IV)): Степень окисления кислорода (O) равна $-2$. Пусть степень окисления серы (S) равна $x$. Тогда $x + 2 \cdot (-2) = 0$, откуда $x = +4$. Это промежуточная степень окисления.
• $SO_3$ (оксид серы(VI)): $x + 3 \cdot (-2) = 0$, откуда $x = +6$. Это высшая степень окисления.
• $H_2S$ (сероводород): Степень окисления водорода (H) равна $+1$. $2 \cdot (+1) + x = 0$, откуда $x = -2$. Это низшая степень окисления.
• $H_2SO_4$ (серная кислота): $2 \cdot (+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0$, откуда $2 + x - 8 = 0$, $x = +6$. Это высшая степень окисления.
• $Na_2SO_4$ (сульфат натрия): Степень окисления натрия (Na) равна $+1$. $2 \cdot (+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0$, откуда $2 + x - 8 = 0$, $x = +6$. Это высшая степень окисления.
• $SF_6$ (фторид серы(VI) или гексафторид серы): Степень окисления фтора (F) всегда $-1$. $x + 6 \cdot (-1) = 0$, откуда $x = +6$. Это высшая степень окисления.
• $FeS$ (сульфид железа(II)): В сульфидах сера как более электроотрицательный элемент имеет степень окисления $-2$. Это низшая степень окисления.

Основываясь на этих данных, распределим вещества по требуемым категориям.

1) сера является только окислителем в веществах:

В эту категорию попадают соединения, где сера находится в своей высшей степени окисления $+6$. В этом состоянии сера может только принимать электроны, понижая свою степень окисления, и, следовательно, выступать только в роли окислителя.
Ответ: оксид серы(VI) ($SO_3$), серная кислота ($H_2SO_4$), сульфат натрия ($Na_2SO_4$), фторид серы(VI) ($SF_6$).

2) сера является только восстановителем в веществах:

Сюда относятся соединения, где сера находится в своей низшей степени окисления $-2$. В этом состоянии сера может только отдавать электроны, повышая свою степень окисления, и, следовательно, выступать только в роли восстановителя.
Ответ: сероводород ($H_2S$), сульфид железа(II) ($FeS$).

3) сера является и окислителем и восстановителем в веществах:

В эту категорию входит соединение, где сера имеет промежуточную степень окисления, то есть между $-2$ и $+6$. В данном списке это оксид серы(IV) со степенью окисления серы $+4$. Такое соединение может как отдавать электроны (окисляться до $+6$, проявляя свойства восстановителя), так и принимать их (восстанавливаться до $0$ или $-2$, проявляя свойства окислителя).
Ответ: оксид серы(IV) ($SO_2$).