Номер A, страница 144 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

A

1. С какими веществами реагируют кислотные оксиды?

2. Чем отличаются окислительно-восстановительные свойства оксидов серы (IV) и серы (VI), и какова их функциональная роль в ОВР?

3. Найдите ошибку в тексте. Сера образует три оксида: оксид серы S (IV) – $SO_2$ (сернистый газ или диоксид серы), желтого цвета, с острым удушливым запахом газ. Оксид серы (IV), акгидрид серы – $SO_3$, летучая, бесцветная жидкость. Оксид серы (VIII) – $SO_4$. Она хорошо растворяется в воде, в результате образует сернистую $H_2SO_3$ и серную кислоту $H_2SO_4$, значит они кислотные оксиды.

1. С какими веществами реагируют кислотные оксиды?

Кислотные оксиды – это оксиды, которые при взаимодействии с водой образуют кислоты или которые реагируют с основаниями с образованием соли и воды. Они вступают в реакции с веществами, обладающими основными или амфотерными свойствами.

Основные типы веществ, с которыми реагируют кислотные оксиды:

• С основаниями. В результате реакции образуется соль и вода. Это реакция нейтрализации.

  Пример: $P_2O_5 + 6NaOH \rightarrow 2Na_3PO_4 + 3H_2O$

• С основными оксидами. Продуктом реакции является соль.

  Пример: $SO_3 + CaO \rightarrow CaSO_4$

• С амфотерными оксидами. Кислотные оксиды реагируют с амфотерными оксидами (например, при сплавлении), образуя соль. В этой реакции амфотерный оксид проявляет основные свойства.

  Пример: $SiO_2 + Al_2O_3 \xrightarrow{t} Al_2(SiO_3)_3 \text{ (в виде силикатного стекла)}$

• С водой. Большинство кислотных оксидов (кроме, например, $SiO_2$) реагируют с водой с образованием соответствующей кислоты.

  Пример: $SO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2SO_3$ (сернистая кислота)

Ответ: Кислотные оксиды реагируют с основаниями, основными оксидами, амфотерными оксидами и, в большинстве случаев, с водой.

2. Чем отличаются окислительно-восстановительные свойства оксидов серы (IV) и серы (VI), и какова их функциональная роль в ОВР?

Окислительно-восстановительные свойства оксидов серы (IV) ($SO_2$) и серы (VI) ($SO_3$) коренным образом различаются из-за разной степени окисления атома серы.

Оксид серы (IV), $SO_2$ (диоксид серы):

В молекуле $SO_2$ сера имеет промежуточную степень окисления $+4$ (возможные степени окисления серы от -2 до +6). Это означает, что атом серы может как отдавать электроны, повышая свою степень окисления до +6 (проявляя свойства восстановителя), так и принимать электроны, понижая степень окисления до 0 или -2 (проявляя свойства окислителя). Таким образом, $SO_2$ проявляет окислительно-восстановительную двойственность.

• Как восстановитель (более характерная роль): $S^{+4} \rightarrow S^{+6} + 2e^-$

  $2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$ (в присутствии катализатора $V_2O_5$)

  $SO_2 + Br_2 + 2H_2O \rightarrow H_2SO_4 + 2HBr$

• Как окислитель: $S^{+4} + 4e^- \rightarrow S^0$

  $SO_2 + 2H_2S \rightarrow 3S \downarrow + 2H_2O$

Оксид серы (VI), $SO_3$ (триоксид серы):

В молекуле $SO_3$ сера находится в своей высшей степени окисления $+6$. Атом серы уже отдал все свои валентные электроны и не может дальше повышать степень окисления. Он может только принимать электроны, то есть понижать свою степень окисления. Следовательно, оксид серы (VI) в окислительно-восстановительных реакциях может быть только окислителем.

• Как окислитель: $S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4}$

  $SO_3 + 2HBr \rightarrow SO_2 + Br_2 + H_2O$

  $SO_3 + H_2S \rightarrow SO_2 + S \downarrow + H_2O$ (реакция идет сложнее)

Функциональная роль в ОВР:

- $SO_2$ может выполнять роль и окислителя, и восстановителя (окислительно-восстановительная двойственность).

- $SO_3$ выполняет исключительно роль окислителя.

Ответ: Оксид серы (IV) ($SO_2$) проявляет двойственные окислительно-восстановительные свойства (может быть и окислителем, и восстановителем), так как сера в нем имеет промежуточную степень окисления +4. Оксид серы (VI) ($SO_3$) является только окислителем, так как сера в нем находится в высшей степени окисления +6 и может только ее понижать.

3. Найдите ошибку в тексте.

Приведенный в задании текст содержит множество грубых химических ошибок:

1. Неверное свойство $SO_2$: Утверждение "оксид серы S (IV) – $SO_2$ ... желтого цвета" ошибочно. Оксид серы (IV), или диоксид серы, – это бесцветный газ. Желтый цвет имеет простое вещество сера.

2. Несуществующий оксид: Упоминание "Оксид серы (VIII) – $SO_4$" является вымыслом. Высшая степень окисления серы, как элемента 16-й группы, равна +6. Оксида серы со степенью окисления +8 не существует. Соответственно, и формула $SO_4$ для стабильного оксида неверна.

3. Противоречивые и неверные описания: Текст сначала описывает $SO_2$ как "желтый газ", а затем "Оксид серы (IV)... $SO_2$, летучая, бесцветная жидкость". Это является как внутренним противоречием, так и фактической ошибкой ($SO_2$ при нормальных условиях - газ). Вероятно, имелся в виду оксид серы (VI) - $SO_3$, который может существовать в виде летучей жидкости, но и формула, и название ($SO_2$, оксид серы(IV)) указаны неверно.

4. Некорректное описание образования кислот: Фраза "Она хорошо растворяется в воде, в результате образует сернистую $H_2SO_3$ и серную кислоту $H_2SO_4$" абсолютно неверна. Каждый кислотный оксид образует при реакции с водой одну соответствующую ему кислоту:

   $SO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2SO_3$ (сернистая кислота)

   $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$ (серная кислота)

   Один оксид не может образовывать сразу две разные кислоты при простом растворении.

5. Неверная информация о количестве оксидов: Утверждение "Сера образует три оксида" и последующий их список ($SO_2$, снова $SO_2$ с другим описанием и несуществующий $SO_4$) не соответствует действительности. Основными и наиболее важными оксидами серы являются $SO_2$ и $SO_3$.

Ответ: В тексте допущены следующие ошибки: 1. $SO_2$ ошибочно назван газом желтого цвета, хотя он бесцветный. 2. Описан несуществующий оксид серы(VIII) с формулой $SO_4$. 3. $SO_2$ описан дважды с противоречивыми свойствами. 4. Неверно указано, что при растворении в воде образуется смесь сернистой и серной кислот.