Номер 2, страница 180 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

2. Составьте уравнение реакции взаимодействия серы с бертолетовой солью $KClO_3$, зная, что в результате её образуется хлорид калия и сернистый газ. (При составлении уравнения данной реакции используйте метод электронного баланса.) Рассмотрите эту реакцию как окислительно-восстановительный процесс.

Решение

Запишем схему реакции взаимодействия серы ($S$) с бертолетовой солью (хлоратом калия, $KClO_3$), в результате которой, согласно условию, образуются хлорид калия ($KCl$) и сернистый газ (диоксид серы, $SO_2$):

$S + KClO_3 \rightarrow KCl + SO_2$

Чтобы составить уравнение реакции, необходимо расставить коэффициенты. Воспользуемся методом электронного баланса. Для этого определим степени окисления элементов, которые их изменяют в ходе реакции:

$\stackrel{0}{S} + K\stackrel{+5}{Cl}O_3 \rightarrow K\stackrel{-1}{Cl} + \stackrel{+4}{S}O_2$

Как видно из схемы, сера ($S$) изменяет степень окисления с 0 до +4, а хлор ($Cl$) — с +5 до -1.

Составим уравнения полуреакций окисления и восстановления:

$ \begin{array}{c|l|c} \stackrel{0}{S} - 4e^- \rightarrow \stackrel{+4}{S} & \text{процесс окисления} & 3 \\ \stackrel{+5}{Cl} + 6e^- \rightarrow \stackrel{-1}{Cl} & \text{процесс восстановления} & 2 \end{array} $

Сера отдает 4 электрона, а хлор принимает 6 электронов. Наименьшее общее кратное для чисел 4 и 6 равно 12. Находим коэффициенты, разделив 12 на число отданных или принятых электронов: для серы коэффициент будет 3 ($12 \div 4 = 3$), а для хлора — 2 ($12 \div 6 = 2$).

Подставим эти коэффициенты в исходную схему реакции:

$3S + 2KClO_3 \rightarrow 2KCl + 3SO_2$

Проверим баланс атомов остальных элементов (калия и кислорода). Слева: 2 атома K, $2 \cdot 3 = 6$ атомов O. Справа: 2 атома K, $3 \cdot 2 = 6$ атомов O. Баланс соблюден, уравнение составлено верно.

Теперь рассмотрим эту реакцию как окислительно-восстановительный процесс. Элемент, который отдает электроны и повышает свою степень окисления, является восстановителем. Элемент, который принимает электроны и понижает свою степень окисления, является окислителем.

В данной реакции:

Сера ($S^0$) является восстановителем, так как она окисляется (отдает электроны), повышая степень окисления с 0 до +4.

Хлорат калия ($KClO_3$), за счет хлора в степени окисления +5, является окислителем, так как хлор восстанавливается (принимает электроны), понижая степень окисления с +5 до -1.

Ответ: Итоговое уравнение реакции: $3S + 2KClO_3 = 2KCl + 3SO_2$. В этом окислительно-восстановительном процессе сера ($S$) выступает в роли восстановителя, а хлорат калия ($KClO_3$) — в роли окислителя.