Номер 6, страница 300 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 42. Оксид серы(VI). Серная кислота и её соли - номер 6, страница 300.

Условие.

6. Выберите вещества, реакции которых с концентрированной серной кислотой являются окислительно-восстановительными:

1) $CaCO_3$; 2) Mg; 3) MgO; 4) KCl; 5) KI; 6) $FeCl_2$; 7) $NH_3$; 8) $KNO_3$.

Составьте уравнения этих реакций.

Решение.

Решение 2.

Окислительно-восстановительными являются реакции концентрированной серной кислоты с веществами, которые могут выступать в роли восстановителей. Концентрированная серная кислота является сильным окислителем за счет серы в степени окисления +6. Реакция будет окислительно-восстановительной, если вещество способно повысить свою степень окисления (т.е. быть восстановителем). Такими веществами в списке являются:

• 2) Mg (металл, простое вещество)
• 5) KI (содержит йодид-ион $I^-$, который является сильным восстановителем)
• 6) FeCl₂ (содержит ион железа(II) $Fe^{2+}$, который может окислиться до $Fe^{3+}$)
• 7) NH₃ (содержит азот в низшей степени окисления -3, является восстановителем)

Вещества $CaCO_3$, $MgO$, $KCl$ и $KNO_3$ вступают с концентрированной серной кислотой в реакции обмена, не изменяя степеней окисления элементов.

Уравнения соответствующих окислительно-восстановительных реакций:

2) Mg

Магний, как активный металл, реагирует с концентрированной серной кислотой. Магний является восстановителем и окисляется от степени окисления 0 до +2. Сера в серной кислоте является окислителем и восстанавливается от +6 до +4 (в диоксиде серы $SO_2$).

Электронный баланс:
$Mg^0 - 2e^- \rightarrow Mg^{+2}$ | 1 (окисление)
$S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4}$ | 1 (восстановление)

Ответ: $Mg + 2H_2SO_4(конц.) \rightarrow MgSO_4 + SO_2 \uparrow + 2H_2O$

5) KI

Йодид калия содержит йодид-ион ($I^-$), который является сильным восстановителем. При реакции с концентрированной серной кислотой он окисляется до молекулярного йода ($I_2$). Сера (+6) в данном случае восстанавливается до сероводорода ($H_2S$), где её степень окисления -2, так как йодид-ион — сильный восстановитель.

Электронный баланс:
$2I^- - 2e^- \rightarrow I_2^0$ | 4 (окисление)
$S^{+6} + 8e^- \rightarrow S^{-2}$ | 1 (восстановление)

Ответ: $8KI + 5H_2SO_4(конц.) \rightarrow 4K_2SO_4 + 4I_2 + H_2S \uparrow + 4H_2O$

6) FeCl₂

Хлорид железа(II) содержит ион железа $Fe^{2+}$, который является восстановителем и окисляется до $Fe^{3+}$. Сера в серной кислоте (+6) восстанавливается до +4 (в $SO_2$). Хлорид-ион ($Cl^-$) не окисляется в этих условиях.

Электронный баланс:
$Fe^{+2} - 1e^- \rightarrow Fe^{+3}$ | 2 (окисление)
$S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4}$ | 1 (восстановление)

Ответ: $2FeCl_2 + 4H_2SO_4(конц.) \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + SO_2 \uparrow + 4HCl \uparrow + 2H_2O$

7) NH₃

Аммиак содержит азот в низшей степени окисления -3, поэтому является восстановителем. При реакции с горячей концентрированной серной кислотой азот окисляется до молекулярного азота ($N_2$), а сера (+6) восстанавливается до +4 (в $SO_2$).

Электронный баланс:
$2N^{-3} - 6e^- \rightarrow N_2^0$ | 1 (окисление)
$S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4}$ | 3 (восстановление)

Ответ: $2NH_3 + 3H_2SO_4(конц.) \xrightarrow{t} N_2 \uparrow + 3SO_2 \uparrow + 6H_2O$