Номер 6, страница 85 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

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

а) $S \to SO_2 \to SO_3 \to Na_2SO_4 \to BaSO_4$

б) $H_2SO_4 \to SO_2 \to K_2SO_3 \to MgSO_3 \to SO_2$

Для реакций, протекающих в растворах, запишите ионные уравнения, а в уравнениях окислительно-восстановительных реакций расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель.

а) S → SO₂ → SO₃ → Na₂SO₄ → BaSO₄

Решение

1. Получение оксида серы(IV) из серы. Реакция горения серы в кислороде. Это окислительно-восстановительная реакция.

$S + O_2 \xrightarrow{t} SO_2$

Метод электронного баланса:

$S^0 - 4e^- \rightarrow S^{+4}$ | 1 (окисление)

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

S (сера, в степени окисления 0) является восстановителем, $O_2$ (кислород, в степени окисления 0) является окислителем.

2. Окисление оксида серы(IV) до оксида серы(VI). Реакция протекает в присутствии катализатора ($V_2O_5$). Это окислительно-восстановительная реакция.

$2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$

Метод электронного баланса:

$S^{+4} - 2e^- \rightarrow S^{+6}$ | 2 (окисление)

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

$SO_2$ (сера в степени окисления +4) является восстановителем, $O_2$ (кислород, в степени окисления 0) является окислителем.

3. Получение сульфата натрия из оксида серы(VI). Реакция кислотного оксида с основанием.

$SO_3 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O$

Реакция протекает в растворе. Полное ионное уравнение:

$SO_3 + 2Na^+ + 2OH^- \rightarrow 2Na^+ + SO_4^{2-} + H_2O$

Сокращенное ионное уравнение:

$SO_3 + 2OH^- \rightarrow SO_4^{2-} + H_2O$

4. Получение сульфата бария из сульфата натрия. Реакция ионного обмена с образованием нерастворимого осадка.

$Na_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2NaCl$

Реакция протекает в растворе. Полное ионное уравнение:

$2Na^+ + SO_4^{2-} + Ba^{2+} + 2Cl^- \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2Na^+ + 2Cl^-$

Сокращенное ионное уравнение:

$Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4 \downarrow$

Ответ:

1. $S + O_2 \xrightarrow{t} SO_2$; S - восстановитель, $O_2$ - окислитель.

2. $2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$; $SO_2$ - восстановитель, $O_2$ - окислитель.

3. $SO_3 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O$; сокращенное ионное уравнение: $SO_3 + 2OH^- \rightarrow SO_4^{2-} + H_2O$.

4. $Na_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2NaCl$; сокращенное ионное уравнение: $Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4 \downarrow$.

б) H₂SO₄ → SO₂ → K₂SO₃ → MgSO₃ → SO₂

Решение

1. Получение оксида серы(IV) из серной кислоты. Реакция концентрированной серной кислоты с малоактивным металлом, например, медью. Это окислительно-восстановительная реакция.

$2H_2SO_4(конц.) + Cu \xrightarrow{t} CuSO_4 + SO_2 \uparrow + 2H_2O$

Метод электронного баланса:

$Cu^0 - 2e^- \rightarrow Cu^{+2}$ | 1 (окисление)

$S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4}$ (в составе $SO_2$) | 1 (восстановление)

Cu (медь, в степени окисления 0) является восстановителем, $H_2SO_4$ (сера в степени окисления +6) является окислителем.

2. Получение сульфита калия из оксида серы(IV). Реакция кислотного оксида со щелочью.

$SO_2 + 2KOH \rightarrow K_2SO_3 + H_2O$

Реакция протекает в растворе. Полное ионное уравнение:

$SO_2 + 2K^+ + 2OH^- \rightarrow 2K^+ + SO_3^{2-} + H_2O$

Сокращенное ионное уравнение:

$SO_2 + 2OH^- \rightarrow SO_3^{2-} + H_2O$

3. Получение сульфита магния из сульфита калия. Реакция ионного обмена с образованием осадка.

$K_2SO_3 + MgCl_2 \rightarrow MgSO_3 \downarrow + 2KCl$

Реакция протекает в растворе. Полное ионное уравнение:

$2K^+ + SO_3^{2-} + Mg^{2+} + 2Cl^- \rightarrow MgSO_3 \downarrow + 2K^+ + 2Cl^-$

Сокращенное ионное уравнение:

$Mg^{2+} + SO_3^{2-} \rightarrow MgSO_3 \downarrow$

4. Получение оксида серы(IV) из сульфита магния. Реакция вытеснения слабой летучей кислоты из ее соли более сильной кислотой.

$MgSO_3 + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + SO_2 \uparrow + H_2O$

Реакция протекает с твердым веществом в растворе кислоты. Полное ионное уравнение:

$MgSO_3(s) + 2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow Mg^{2+} + SO_4^{2-} + SO_2 \uparrow + H_2O$

Сокращенное ионное уравнение:

$MgSO_3(s) + 2H^+ \rightarrow Mg^{2+} + SO_2 \uparrow + H_2O$

Ответ:

1. $2H_2SO_4(конц.) + Cu \xrightarrow{t} CuSO_4 + SO_2 \uparrow + 2H_2O$; Cu - восстановитель, $H_2SO_4$ - окислитель.

2. $SO_2 + 2KOH \rightarrow K_2SO_3 + H_2O$; сокращенное ионное уравнение: $SO_2 + 2OH^- \rightarrow SO_3^{2-} + H_2O$.

3. $K_2SO_3 + MgCl_2 \rightarrow MgSO_3 \downarrow + 2KCl$; сокращенное ионное уравнение: $Mg^{2+} + SO_3^{2-} \rightarrow MgSO_3 \downarrow$.

4. $MgSO_3 + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + SO_2 \uparrow + H_2O$; сокращенное ионное уравнение: $MgSO_3(s) + 2H^+ \rightarrow Mg^{2+} + SO_2 \uparrow + H_2O$.