Страница 81 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

В соединениях с кислородом сера проявляет степени окисления $+4$ и $+6$. Какими свойствами характеризуются эти соединения? Какие из этих веществ проявляют только окислительные свойства, а какие — и окислительные, и восстановительные?

В соединениях с кислородом сера образует два оксида, соответствующих степеням окисления +4 и +6: оксид серы(IV) — $SO_2$ и оксид серы(VI) — $SO_3$.

Какими свойствами характеризуются эти соединения?

Оба этих соединения являются оксидами неметалла и проявляют ярко выраженные кислотные свойства.

1. Оксид серы(IV), $SO_2$ (сернистый газ) — это бесцветный газ с резким удушливым запахом. Он является кислотным оксидом. При растворении в воде он обратимо реагирует с ней, образуя слабую и нестойкую сернистую кислоту $H_2SO_3$:
$SO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2SO_3$

Оксид серы(IV) реагирует с основными и амфотерными оксидами, а также с основаниями, образуя соли сернистой кислоты — сульфиты:
$SO_2 + CaO \rightarrow CaSO_3$ (сульфит кальция)
$SO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_3 + H_2O$ (сульфит натрия)

2. Оксид серы(VI), $SO_3$ (серный ангидрид) — при стандартных условиях это летучая бесцветная жидкость. Он также является кислотным оксидом, причём более сильным, чем $SO_2$. Он бурно реагирует с водой, образуя сильную серную кислоту $H_2SO_4$:
$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

Оксид серы(VI) также активно реагирует с основными и амфотерными оксидами и основаниями, образуя соли серной кислоты — сульфаты:
$SO_3 + BaO \rightarrow BaSO_4$ (сульфат бария)
$SO_3 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + H_2O$ (сульфат калия)

Ответ: Соединения серы с кислородом со степенями окисления +4 ($SO_2$) и +6 ($SO_3$) являются кислотными оксидами. Они реагируют с водой (образуя сернистую и серную кислоты соответственно), с основными и амфотерными оксидами, а также с основаниями с образованием солей (сульфитов и сульфатов).

Какие из этих веществ проявляют только окислительные свойства, а какие — и окислительные, и восстановительные?

Окислительно-восстановительные свойства вещества зависят от степени окисления элемента, входящего в его состав. Сера, как элемент 16-й группы (VI-A), имеет диапазон степеней окисления от -2 (низшая) до +6 (высшая).

1. В оксиде серы(IV) ($SO_2$) сера имеет промежуточную степень окисления +4. Это означает, что атом серы может как принимать электроны, понижая свою степень окисления (проявляя окислительные свойства), так и отдавать электроны, повышая свою степень окисления до +6 (проявляя восстановительные свойства). Следовательно, оксид серы(IV) проявляет окислительно-восстановительную двойственность.

• Пример, где $SO_2$ — восстановитель (степень окисления серы повышается с +4 до +6):
  $2\overset{+4}{S}O_2 + O_2 \xrightarrow{V_2O_5, t} 2\overset{+6}{S}O_3$
• Пример, где $SO_2$ — окислитель (степень окисления серы понижается с +4 до 0):
  $\overset{+4}{S}O_2 + 2H_2\overset{-2}{S} \rightarrow 3\overset{0}{S} + 2H_2O$

2. В оксиде серы(VI) ($SO_3$) сера находится в своей высшей степени окисления +6. Атом серы уже отдал все свои валентные электроны и не может повышать степень окисления дальше. Он может только принимать электроны, понижая свою степень окисления. Поэтому оксид серы(VI) и другие соединения, содержащие серу в степени окисления +6 (например, серная кислота), проявляют только окислительные свойства.

• Пример, где $SO_3$ — окислитель (степень окисления серы понижается с +6 до +4):
  $\overset{+6}{S}O_3 + 2KI \rightarrow K_2\overset{+4}{S}O_3 + I_2$

Ответ: Соединения серы со степенью окисления +6 (например, оксид серы(VI) $SO_3$) проявляют только окислительные свойства. Соединения серы со степенью окисления +4 (например, оксид серы(IV) $SO_2$) проявляют и окислительные, и восстановительные свойства.