Номер 8, страница 142 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

8. Какой элемент является окислителем при взаимодействии металла с разбавленной и концентрированной серной кислотой?

Свойства серной кислоты как окислителя зависят от ее концентрации. Поэтому необходимо рассмотреть два случая.

При взаимодействии металла с разбавленной серной кислотой

В разбавленном водном растворе серная кислота диссоциирует на ионы и проявляет свойства, характерные для сильных кислот. В реакциях с металлами, которые стоят в электрохимическом ряду напряжений левее водорода, окислителем выступает не атом серы, а катион водорода ($H^+$). Металл окисляется, а катионы водорода восстанавливаются до газообразного водорода ($H_2$).

Рассмотрим на примере реакции цинка с разбавленной серной кислотой:

$Zn^0 + H_2^{+1}S^{+6}O_4^{-2} \rightarrow Zn^{+2}S^{+6}O_4^{-2} + H_2^0 \uparrow$

В этой реакции цинк отдает электроны (окисляется), а водород принимает электроны (восстанавливается):

$Zn^0 - 2e^- \rightarrow Zn^{+2}$

$2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0$

Таким образом, окислителем является элемент водород в степени окисления +1.

Ответ: при взаимодействии металла с разбавленной серной кислотой окислителем является водород ($H^+$).

При взаимодействии металла с концентрированной серной кислотой

Концентрированная серная кислота является очень сильным окислителем. Окислительные свойства проявляет атом серы в высшей степени окисления +6 ($S^{+6}$). Концентрированная $H_2SO_4$ реагирует с большинством металлов (в том числе и с теми, что стоят в ряду напряжений правее водорода, например, медь, серебро), а также со многими неметаллами. Водород в этих реакциях не выделяется. Продукты восстановления серы зависят от активности металла и условий реакции. Это могут быть $SO_2$ (сера +4), $S$ (сера 0) или $H_2S$ (сера -2).

Рассмотрим на примере реакции меди с концентрированной серной кислотой:

$Cu^0 + 2H_2S^{+6}O_4 \text{(конц.)} \rightarrow Cu^{+2}SO_4 + S^{+4}O_2 \uparrow + 2H_2O$

В этой реакции медь отдает электроны (окисляется), а сера принимает электроны (восстанавливается):

$Cu^0 - 2e^- \rightarrow Cu^{+2}$

$S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4}$

Таким образом, окислителем является элемент сера в степени окисления +6.

Ответ: при взаимодействии металла с концентрированной серной кислотой окислителем является сера ($S^{+6}$).