Номер 42, страница 68 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 7. Кислород, сера и их соединения - номер 42, страница 68.

Условие.

42. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

a) $H_2SO_4$ $\to$ $SO_2$ $\to$ $S$ $\to$ $SO_2$ $\to$ $SO_3$ $\to$ $H_2SO_4$

б) $FeS_2$ $\to$ $SO_2$ $\to$ $SO_3$ $\to$ $H_2SO_4$ $\to$ $SO_2$ $\to$ $K_2SO_3$ $\to$ $SO_2$

Решение.

Решение 2.

а) Решение:

1. Получение диоксида серы ($SO_2$) из серной кислоты ($H_2SO_4$). Концентрированная серная кислота является сильным окислителем и при нагревании реагирует с малоактивными металлами, например с медью, восстанавливаясь до диоксида серы.

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

2. Получение серы ($S$) из диоксида серы ($SO_2$). Это реакция восстановления, которую можно провести, пропуская диоксид серы через раствор сероводорода ($H_2S$).

$SO_2 + 2H_2S \rightarrow 3S\downarrow + 2H_2O$

3. Получение диоксида серы ($SO_2$) из серы ($S$). Простое вещество сера горит в кислороде с образованием оксида серы(IV).

$S + O_2 \xrightarrow{t} SO_2$

4. Окисление диоксида серы ($SO_2$) до триоксида серы ($SO_3$). Это обратимая каталитическая реакция, ключевая стадия в производстве серной кислоты. Протекает при повышенной температуре в присутствии катализатора, например, оксида ванадия(V).

$2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3 \quad (кат.\; V_2O_5, t)$

5. Получение серной кислоты ($H_2SO_4$) из триоксида серы ($SO_3$). Оксид серы(VI) — это кислотный оксид (серный ангидрид), который бурно реагирует с водой, образуя серную кислоту.

$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

Ответ:

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

$SO_2 + 2H_2S \rightarrow 3S\downarrow + 2H_2O$

$S + O_2 \xrightarrow{t} SO_2$

$2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$

$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

б) Решение:

1. Получение диоксида серы ($SO_2$) из пирита ($FeS_2$). Это первая стадия промышленного производства серной кислоты, заключающаяся в обжиге пирита в токе кислорода.

$4FeS_2 + 11O_2 \xrightarrow{t} 2Fe_2O_3 + 8SO_2\uparrow$

2. Окисление диоксида серы ($SO_2$) до триоксида серы ($SO_3$). Реакция аналогична шагу 4 в предыдущей цепочке.

$2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3 \quad (кат.\; V_2O_5, t)$

3. Получение серной кислоты ($H_2SO_4$) из триоксида серы ($SO_3$). Реакция аналогична шагу 5 в предыдущей цепочке.

$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

4. Получение диоксида серы ($SO_2$) из серной кислоты ($H_2SO_4$). Реакция аналогична шагу 1 в предыдущей цепочке.

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

5. Получение сульфита калия ($K_2SO_3$) из диоксида серы ($SO_2$). Кислотный оксид $SO_2$ реагирует со щелочью (гидроксидом калия) с образованием средней соли.

$SO_2 + 2KOH \rightarrow K_2SO_3 + H_2O$

6. Получение диоксида серы ($SO_2$) из сульфита калия ($K_2SO_3$). Более сильная кислота (например, серная) вытесняет более слабую (сернистую), которая неустойчива и распадается на $SO_2$ и воду.

$K_2SO_3 + H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + SO_2\uparrow + H_2O$

Ответ:

$4FeS_2 + 11O_2 \xrightarrow{t} 2Fe_2O_3 + 8SO_2\uparrow$

$2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$

$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

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

$SO_2 + 2KOH \rightarrow K_2SO_3 + H_2O$

$K_2SO_3 + H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + SO_2\uparrow + H_2O$