Номер 11, страница 85 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

11. В схеме превращений

$SO_2 \xrightarrow{X} SO_3 \xrightarrow{Y} Na_2SO_4$

буквами X и Y обозначены вещества, формулы которых соответственно

1) $O_2$

2) $Na_2S$

3) $NaOH$

4) $H_2O$

5) $NaCl$

Решение

Для определения веществ X и Y необходимо последовательно рассмотреть каждый этап предложенной схемы химических превращений.

1. Превращение $SO_2 \xrightarrow{X} SO_3$

На первом этапе происходит превращение оксида серы(IV) ($SO_2$) в оксид серы(VI) ($SO_3$). В этой реакции степень окисления атома серы увеличивается с +4 до +6. Это означает, что $SO_2$ выступает в роли восстановителя, и для осуществления реакции требуется окислитель. Из предложенных вариантов веществ ($O_2$, $Na_2S$, $NaOH$, $H_2O$, $NaCl$) единственным веществом, способным окислить $SO_2$ до $SO_3$, является кислород ($O_2$).

Данная реакция является обратимой и экзотермической, она протекает при повышенной температуре (400–500 °C) и в присутствии катализатора, обычно оксида ванадия(V) ($V_2O_5$). Уравнение реакции выглядит следующим образом:

$2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$

Таким образом, вещество X — это кислород $O_2$, что соответствует варианту 1).

2. Превращение $SO_3 \xrightarrow{Y} Na_2SO_4$

На втором этапе из оксида серы(VI) ($SO_3$) необходимо получить сульфат натрия ($Na_2SO_4$). $SO_3$ является типичным кислотным оксидом (ему соответствует сильная серная кислота $H_2SO_4$). Кислотные оксиды реагируют с основаниями или основными оксидами, образуя соль. Поскольку в продукте реакции ($Na_2SO_4$) присутствует катион натрия ($Na^+$), реагент Y должен быть соединением натрия с основными свойствами.

Рассмотрим предложенные варианты: гидроксид натрия ($NaOH$) является сильным основанием (щёлочью) и будет реагировать с кислотным оксидом $SO_3$ в реакции нейтрализации.

Уравнение реакции:

$SO_3 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O$

Другие натрийсодержащие соединения из списка ($Na_2S$, $NaCl$) не подходят, так как являются солями и не вступают в такую реакцию с $SO_3$ с образованием сульфата натрия.

Следовательно, вещество Y — это гидроксид натрия $NaOH$, что соответствует варианту 3).

Ответ: В схеме превращений буквой X обозначен кислород ($O_2$), а буквой Y – гидроксид натрия ($NaOH$).