Номер 5, страница 80 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

5. Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

$ZnS \rightarrow H_2S \rightarrow S \rightarrow FeS \rightarrow SO_2$

Для окислительно-восстановительных реакций расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислители и восстановители.

Решение

1. ZnS → H₂S

Для получения сероводорода из сульфида цинка можно использовать реакцию обмена с сильной кислотой, например, с соляной кислотой. Данная реакция не является окислительно-восстановительной, так как степени окисления элементов не изменяются.

$ZnS + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2S\uparrow$

Ответ: $ZnS + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2S\uparrow$.

2. H₂S → S

Получение серы из сероводорода возможно путем его неполного сгорания в недостатке кислорода. Это окислительно-восстановительная реакция.

$2H_2S + O_2 \rightarrow 2S + 2H_2O$

Метод электронного баланса:

$S^{-2} - 2e^- \rightarrow S^0$ | 2 | окисление
$O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}$ | 1 | восстановление

$H_2S$ (за счет $S^{-2}$) является восстановителем, $O_2$ (за счет $O^0$) — окислителем.

Ответ: $2H_2S + O_2 \rightarrow 2S + 2H_2O$. Восстановитель — $H_2S$, окислитель — $O_2$.

3. S → FeS

Сульфид железа(II) получают при непосредственном взаимодействии простых веществ — железа и серы — при нагревании. Это окислительно-восстановительная реакция.

$Fe + S \xrightarrow{t} FeS$

Метод электронного баланса:

$Fe^0 - 2e^- \rightarrow Fe^{+2}$ | 1 | окисление
$S^0 + 2e^- \rightarrow S^{-2}$ | 1 | восстановление

$Fe$ (за счет $Fe^0$) является восстановителем, $S$ (за счет $S^0$) — окислителем.

Ответ: $Fe + S \xrightarrow{t} FeS$. Восстановитель — $Fe$, окислитель — $S$.

4. FeS → SO₂

Диоксид серы образуется при обжиге сульфида железа(II) в избытке кислорода. Это окислительно-восстановительная реакция.

$4FeS + 7O_2 \xrightarrow{t} 2Fe_2O_3 + 4SO_2$

Метод электронного баланса:

Определяем степени окисления и составляем электронные уравнения для элементов, изменяющих их:

$Fe^{+2} - 1e^- \rightarrow Fe^{+3}$ (окисление)
$S^{-2} - 6e^- \rightarrow S^{+4}$ (окисление)
$O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}$ (восстановление)

Восстановителем является $FeS$ (окисляются оба элемента), окислителем — $O_2$.

Одна формульная единица $FeS$ отдает $1 + 6 = 7$ электронов. Одна молекула $O_2$ принимает 4 электрона. Находим наименьшее общее кратное для чисел отданных (7) и принятых (4) электронов — это 28.

$7e^{-} \text{ (от }FeS\text{)} \times 4 = 28e^{-}$
$4e^{-} \text{ (к }O_2\text{)} \times 7 = 28e^{-}$

Таким образом, коэффициент перед $FeS$ равен 4, а перед $O_2$ — 7. Расставив эти коэффициенты, уравниваем остальные элементы и получаем итоговое уравнение.

Ответ: $4FeS + 7O_2 \xrightarrow{t} 2Fe_2O_3 + 4SO_2$. Восстановитель — $FeS$, окислитель — $O_2$.