Номер 3, страница 62 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

3. Получение $SO_2$.

1) В промышленности (дополните схемы реакций и расставьте коэффициенты с помощью метода электронного баланса):

а) $S + O_2 = \rule{10em}{0.5pt}$

б) $H_2S + O_2 = \rule{10em}{0.5pt} + \rule{10em}{0.5pt}$

в) $FeS_2 + O_2 = \rule{10em}{0.5pt} + \rule{10em}{0.5pt}$

2) В лаборатории (дополните схему реакции и напишите её сокращённое ионное уравнение):

$Na_2SO_3 + HCl = \rule{10em}{0.5pt} + \rule{10em}{0.5pt} + \rule{10em}{0.5pt}$

1) В промышленности (дополните схемы реакций и расставьте коэффициенты с помощью метода электронного баланса):

а) S + O₂ =

Решение

Это реакция горения серы в кислороде с образованием оксида серы(IV) или сернистого газа. Расставим коэффициенты методом электронного баланса.

Определим степени окисления элементов до и после реакции:

$S^0 + O_2^0 \rightarrow S^{+4}O_2^{-2}$

Составим полуреакции окисления и восстановления:

$S^0 - 4e^- \rightarrow S^{+4}$ | 1 (окисление, $S^0$ - восстановитель)
$O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}$ | 1 (восстановление, $O_2^0$ - окислитель)

Число отданных электронов равно числу принятых, поэтому коэффициенты перед серой и кислородом равны 1. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $S + O_2 = SO_2$

б) H₂S + O₂ =

Решение

Это реакция горения сероводорода в избытке кислорода. Продуктами реакции являются оксид серы(IV) и вода.

Определим степени окисления элементов, изменяющих их в ходе реакции:

$H_2S^{-2} + O_2^0 \rightarrow S^{+4}O_2 + H_2O^{-2}$

Составим электронный баланс:

$S^{-2} - 6e^- \rightarrow S^{+4}$ | 2 (окисление, $S^{-2}$ в $H_2S$ - восстановитель)
$O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}$ | 3 (восстановление, $O_2^0$ - окислитель)

Наименьшее общее кратное для 6 и 4 равно 12. Домножаем первую полуреакцию на 2, а вторую на 3. Таким образом, коэффициент перед веществами, содержащими серу ($H_2S$ и $SO_2$), равен 2, а коэффициент перед молекулярным кислородом ($O_2$) равен 3.

$2H_2S + 3O_2 \rightarrow 2SO_2 + H_2O$

Теперь уравняем количество атомов водорода. Слева $2 \times 2 = 4$ атома H, значит, справа перед $H_2O$ нужно поставить коэффициент 2.

$2H_2S + 3O_2 \rightarrow 2SO_2 + 2H_2O$

Проверим баланс по кислороду: слева $3 \times 2 = 6$ атомов O, справа $2 \times 2 + 2 \times 1 = 6$ атомов O. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $2H_2S + 3O_2 = 2SO_2 + 2H_2O$

в) FeS₂ + O₂ =

Решение

Это реакция обжига пирита (дисульфида железа(II)). Продуктами являются оксид железа(III) и оксид серы(IV).

Определим степени окисления элементов. В пирите $FeS_2$ железо имеет степень окисления +2, а сера -1 (это дисульфид-ион $S_2^{2-}$). В продуктах железо +3, а сера +4.

$Fe^{+2}S_2^{-1} + O_2^0 \rightarrow Fe_2^{+3}O_3^{-2} + S^{+4}O_2^{-2}$

Составим электронный баланс. В этой реакции окисляются и железо, и сера.

$Fe^{+2} - 1e^- \rightarrow Fe^{+3}$
$2S^{-1} - 10e^- \rightarrow 2S^{+4}$

Суммарный процесс окисления для одной формульной единицы $FeS_2$:

$Fe^{+2}S_2^{-1} - 11e^- \rightarrow Fe^{+3} + 2S^{+4}$ | 4 (окисление, $FeS_2$ - восстановитель)

Процесс восстановления кислорода:

$O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}$ | 11 (восстановление, $O_2$ - окислитель)

Наименьшее общее кратное для 11 и 4 равно 44. Домножаем процесс окисления на 4, а процесс восстановления на 11. Таким образом, коэффициент перед $FeS_2$ равен 4, а перед $O_2$ - 11.

$4FeS_2 + 11O_2 \rightarrow Fe_2O_3 + SO_2$

Теперь уравняем остальные элементы. Слева 4 атома Fe, значит, справа перед $Fe_2O_3$ ставим коэффициент 2. Слева $4 \times 2 = 8$ атомов S, значит, справа перед $SO_2$ ставим коэффициент 8.

$4FeS_2 + 11O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3 + 8SO_2$

Проверим баланс по кислороду: слева $11 \times 2 = 22$ атома O, справа $2 \times 3 + 8 \times 2 = 6 + 16 = 22$ атома O. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $4FeS_2 + 11O_2 = 2Fe_2O_3 + 8SO_2$

2) В лаборатории (дополните схему реакции и напишите её сокращённое ионное уравнение):

Na₂SO₃ + HCl =

Решение

Это реакция обмена между солью слабой кислоты (сульфитом натрия) и сильной кислотой (соляной кислотой). В результате реакции образуется соль (хлорид натрия) и неустойчивая сернистая кислота $H_2SO_3$, которая сразу разлагается на сернистый газ $SO_2$ и воду $H_2O$.

Молекулярное уравнение реакции:

$Na_2SO_3 + 2HCl = 2NaCl + SO_2\uparrow + H_2O$

Для написания ионного уравнения распишем сильные электролиты (растворимые соли и сильные кислоты) на ионы. Слабые электролиты, газы и нерастворимые вещества оставляем в молекулярном виде.

Полное ионное уравнение:

$2Na^+ + SO_3^{2-} + 2H^+ + 2Cl^- = 2Na^+ + 2Cl^- + SO_2\uparrow + H_2O$

Сократим одинаковые ионы (ионы-наблюдатели $Na^+$ и $Cl^-$) в левой и правой частях уравнения, чтобы получить сокращенное ионное уравнение.

Сокращённое ионное уравнение:

$SO_3^{2-} + 2H^+ = SO_2\uparrow + H_2O$

Ответ: Молекулярное уравнение: $Na_2SO_3 + 2HCl = 2NaCl + SO_2 + H_2O$.
Сокращённое ионное уравнение: $SO_3^{2-} + 2H^+ = SO_2\uparrow + H_2O$.