Номер 5, страница 55 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

5. Восстановительные свойства серы

1) Взаимодействие с кислородом:

$S + O_2 = \rule{2cm}{0.4pt}$

$\boxed{\phantom{X}}\ \bar{e}$

2) Взаимодействие с хлором:

$S + Cl_2 = \rule{2cm}{0.4pt}$

$\boxed{\phantom{X}}\ \bar{e}$

3) Взаимодействие со сложными веществами:

$S + KClO_3 = \rule{2cm}{0.4pt} + \rule{2cm}{0.4pt}$

1) Взаимодействие с кислородом:
При взаимодействии с кислородом сера, как менее электроотрицательный элемент, проявляет восстановительные свойства, то есть отдает электроны. Кислород является окислителем. В результате реакции горения серы на воздухе или в кислороде образуется оксид серы(IV) (сернистый газ).
Уравнение реакции выглядит следующим образом:
$S + O_2 = SO_2$
В этой реакции сера изменяет степень окисления с 0 до +4, отдавая 4 электрона. Кислород изменяет степень окисления с 0 до -2, принимая эти электроны.
Схема электронного баланса:
$S^0 - 4\bar{e} \rightarrow S^{+4}$ (восстановитель, окисление)
$O_2^0 + 4\bar{e} \rightarrow 2O^{-2}$ (окислитель, восстановление)
Из схемы видно, что от атома серы к молекуле кислорода переходит 4 электрона.
Ответ: $S + O_2 = SO_2$. В рамке на схеме следует вписать число 4.

2) Взаимодействие с хлором:
Хлор является более электроотрицательным элементом, чем сера, поэтому в реакции с ним сера будет восстановителем (будет окисляться), а хлор — окислителем (будет восстанавливаться). В зависимости от условий могут образовываться различные соединения, например, дихлорид серы ($SCl_2$).
Уравнение реакции:
$S + Cl_2 = SCl_2$
Определим степени окисления и составим электронный баланс. Сера повышает степень окисления с 0 до +2, а хлор понижает с 0 до -1.
Схема электронного баланса:
$S^0 - 2\bar{e} \rightarrow S^{+2}$ (восстановитель, окисление)
$Cl_2^0 + 2\bar{e} \rightarrow 2Cl^{-1}$ (окислитель, восстановление)
Таким образом, атом серы отдает 2 электрона молекуле хлора.
Ответ: $S + Cl_2 = SCl_2$. В рамке на схеме следует вписать число 2.

3) Взаимодействие со сложными веществами:
Сера может проявлять восстановительные свойства в реакциях с сильными окислителями, такими как хлорат калия ($KClO_3$). В этой окислительно-восстановительной реакции сера будет окисляться, а хлор, имеющий в хлорате степень окисления +5, будет восстанавливаться.
Продуктами данной реакции (при нагревании) являются оксид серы(IV) и хлорид калия. Составим уравнение реакции, используя метод электронного баланса.
Определим степени окисления элементов, участвующих в реакции:
$S^0 + K^{+1}Cl^{+5}O_3^{-2} \rightarrow S^{+4}O_2^{-2} + K^{+1}Cl^{-1}$
Составим полуреакции окисления и восстановления:
$S^0 - 4\bar{e} \rightarrow S^{+4}$ | 3 (процесс окисления, сера — восстановитель)
$Cl^{+5} + 6\bar{e} \rightarrow Cl^{-1}$ | 2 (процесс восстановления, хлор — окислитель)
Находим наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов (4 и 6), оно равно 12. Это позволяет нам расставить коэффициенты в уравнении. Перед веществами, содержащими серу, ставим коэффициент 3, а перед веществами, содержащими хлор, — 2.
Итоговое уравнение реакции:
$3S + 2KClO_3 = 3SO_2 + 2KCl$
Ответ: $3S + 2KClO_3 = 3SO_2 + 2KCl$.