✔ вопрос, страница 77 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

В сероводороде и сульфидах сера имеет минимальную степень окисления $-2$, следовательно, эти соединения проявляют в химических реакциях только восстановительные свойства. В какие реакции вступают сероводород и сульфиды?

Сероводород ($H_2S$) и сульфиды (соли сероводородной кислоты) являются сильными восстановителями, так как сера в них находится в своей низшей степени окисления -2 ($S^{-2}$). Это означает, что в окислительно-восстановительных реакциях (ОВР) атом серы может только отдавать электроны, повышая свою степень окисления до 0, +4 или +6. Однако, помимо ОВР, эти соединения вступают и в другие типы реакций.

1. Окислительно-восстановительные реакции (в роли восстановителей)

В этих реакциях сероводород и сульфиды взаимодействуют с различными окислителями. Глубина окисления серы зависит от силы окислителя и условий проведения реакции (концентрация, температура).

• Взаимодействие с кислородом (горение):

  При недостатке кислорода сероводород сгорает с образованием свободной серы:
  $2H_2S + O_2 \xrightarrow{t} 2S \downarrow + 2H_2O$

  При избытке кислорода сероводород сгорает до оксида серы(IV):
  $2H_2S + 3O_2 \xrightarrow{t} 2SO_2 \uparrow + 2H_2O$

  Аналогично происходит промышленный обжиг сульфидных руд:
  $2ZnS + 3O_2 \xrightarrow{t} 2ZnO + 2SO_2 \uparrow$

• Взаимодействие с галогенами:

  Сероводород легко окисляется сильными окислителями, такими как галогены. Например, он обесцвечивает бромную воду:
  $H_2S + Br_2 \rightarrow S \downarrow + 2HBr$

• Взаимодействие с кислотами-окислителями:

  С концентрированной серной кислотой:
  $H_2S^{-2} + H_2S^{+6}O_4(\text{конц.}) \rightarrow S^0 \downarrow + S^{+4}O_2 \uparrow + 2H_2O$

  С концентрированной азотной кислотой сера окисляется до высшей степени окисления +6:
  $H_2S + 8HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow H_2SO_4 + 8NO_2 \uparrow + 4H_2O$

• Взаимодействие с другими сильными окислителями:

  Реакция с перманганатом калия в кислой среде:
  $5H_2S + 2KMnO_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow 5S \downarrow + 2MnSO_4 + K_2SO_4 + 8H_2O$

Ответ: Сероводород и сульфиды вступают в окислительно-восстановительные реакции с различными окислителями (кислородом, галогенами, кислотами-окислителями, перманганатами и др.), где всегда выступают в роли восстановителей. Продукты окисления серы зависят от силы окислителя и условий реакции и могут включать свободную серу ($S$), оксид серы(IV) ($SO_2$) или серную кислоту/сульфаты ($H_2SO_4, SO_4^{2-}$).

2. Реакции, не связанные с изменением степени окисления

Сероводород является кислотой, а сульфиды — солями, поэтому они участвуют в реакциях, характерных для этих классов соединений.

• Кислотно-основные реакции:

  Сероводород — очень слабая двухосновная кислота. Он реагирует со щелочами, образуя средние соли (сульфиды) или кислые соли (гидросульфиды) в зависимости от соотношения реагентов.

  Образование средней соли (при избытке щелочи):
  $H_2S + 2NaOH \rightarrow Na_2S + 2H_2O$

  Образование кислой соли (при избытке кислоты или соотношении 1:1):
  $H_2S + NaOH \rightarrow NaHS + H_2O$

• Реакции ионного обмена (осаждение):

  Пропускание сероводорода через растворы солей или добавление растворимых сульфидов является качественным методом обнаружения многих ионов металлов, так как образуются нерастворимые сульфиды с характерной окраской.

  С солями меди(II):
  $H_2S + CuSO_4 \rightarrow CuS \downarrow + H_2SO_4$ (черный осадок)

  С солями свинца(II):
  $Na_2S + Pb(NO_3)_2 \rightarrow PbS \downarrow + 2NaNO_3$ (черный осадок)

  С солями кадмия(II):
  $H_2S + CdCl_2 \rightarrow CdS \downarrow + 2HCl$ (желтый осадок)

Ответ: Сероводород вступает в реакции как слабая двухосновная кислота, образуя со щелочами сульфиды и гидросульфиды. Сероводород и растворимые сульфиды участвуют в реакциях ионного обмена с солями многих металлов, образуя нерастворимые осадки, что используется в аналитической химии.