Номер 3, страница 64 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 4. Кислород и сера. Параграф 17. Характеристика кислорода и серы. Подумай, ответь, выполни... - номер 3, страница 64.

Условие.

3. Перечислите природные соединения серы, напишите их химические формулы и определите в них степени окисления серы.

Решение.

Решение 2.

Найти:

Перечислить природные соединения серы, написать их химические формулы и определить в них степени окисления серы.

Решение:

Сера — химически активный элемент, который в природе встречается как в свободном состоянии (самородная сера), так и в виде многочисленных соединений. Наиболее распространены сульфиды и сульфаты, а также некоторые газообразные соединения. Рассмотрим основные из них.

1. Самородная сера

Химическая формула: $S$ (в твёрдом состоянии образует молекулы $S_8$).

Поскольку это простое вещество, степень окисления серы в нём по определению равна нулю.

2. Сульфиды (соединения серы с металлами)

В большинстве сульфидов степень окисления серы равна -2, так как сера является более электроотрицательным элементом по сравнению с металлами.

а) Пирит (железный колчедан)

Химическая формула: $FeS_2$.

Это соединение является дисульфидом железа(II). В нём присутствует дисульфид-анион $(S_2)^{2-}$, где два атома серы связаны между собой. Степень окисления железа равна +2. Для нахождения степени окисления серы ($x$) составим уравнение, учитывая, что молекула электронейтральна: $(+2) + 2 \cdot x = 0$. Отсюда $2x = -2$, и $x = -1$.

б) Галенит (свинцовый блеск)

Химическая формула: $PbS$.

Это сульфид свинца(II). Степень окисления серы как более электроотрицательного элемента равна -2. Соответственно, степень окисления свинца +2.

в) Сфалерит (цинковая обманка)

Химическая формула: $ZnS$.

Это сульфид цинка. Цинк в соединениях практически всегда имеет степень окисления +2, следовательно, степень окисления серы здесь -2.

г) Халькопирит (медный колчедан)

Химическая формула: $CuFeS_2$.

Это смешанный сульфид меди и железа. Чаще всего рассматривается как соединение, в котором медь имеет степень окисления +1, а железо +3. Степень окисления серы ($x$) находим из условия электронейтральности: $(+1) + (+3) + 2 \cdot x = 0$. Отсюда $4 + 2x = 0$, и $x = -2$.

3. Сульфаты (соли серной кислоты)

В сульфатах сера находится в своей высшей степени окисления.

а) Гипс

Химическая формула: $CaSO_4 \cdot 2H_2O$.

Это кристаллогидрат сульфата кальция. Для определения степени окисления рассматриваем формулу соли $CaSO_4$. Степень окисления кальция ($Ca$) равна +2, кислорода ($O$) — -2. Для серы ($x$) получаем: $(+2) + x + 4 \cdot (-2) = 0$. Отсюда $x - 6 = 0$, и $x = +6$.

б) Барит (тяжёлый шпат)

Химическая формула: $BaSO_4$.

Это сульфат бария. Расчёт аналогичен: степень окисления бария ($Ba$) +2, кислорода -2. Для серы ($x$): $(+2) + x + 4 \cdot (-2) = 0$, что даёт $x = +6$.

в) Мирабилит (глауберова соль)

Химическая формула: $Na_2SO_4 \cdot 10H_2O$.

Это кристаллогидрат сульфата натрия. Рассматриваем $Na_2SO_4$. Степень окисления натрия ($Na$) +1, кислорода -2. Для серы ($x$): $2 \cdot (+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0$. Отсюда $2 + x - 8 = 0$, и $x = +6$.

4. Газообразные соединения серы

а) Сероводород

Химическая формула: $H_2S$.

Встречается в вулканических газах, нефти, природных водах. Степень окисления водорода ($H$) +1. Для серы ($x$): $2 \cdot (+1) + x = 0$, что даёт $x = -2$.

б) Сернистый газ (диоксид серы)

Химическая формула: $SO_2$.

Выделяется при извержениях вулканов. Степень окисления кислорода ($O$) -2. Для серы ($x$): $x + 2 \cdot (-2) = 0$, что даёт $x = +4$.

Ответ:

Примеры природных соединений серы, их формулы и степени окисления серы в них:

- Самородная сера: формула $S$, степень окисления 0.

- Пирит (железный колчедан): формула $FeS_2$, степень окисления серы -1.

- Галенит (свинцовый блеск): формула $PbS$, степень окисления серы -2.

- Сфалерит (цинковая обманка): формула $ZnS$, степень окисления серы -2.

- Халькопирит (медный колчедан): формула $CuFeS_2$, степень окисления серы -2.

- Гипс: формула $CaSO_4 \cdot 2H_2O$, степень окисления серы +6.

- Барит (тяжёлый шпат): формула $BaSO_4$, степень окисления серы +6.

- Мирабилит (глауберова соль): формула $Na_2SO_4 \cdot 10H_2O$, степень окисления серы +6.

- Сероводород: формула $H_2S$, степень окисления серы -2.

- Сернистый газ (диоксид серы): формула $SO_2$, степень окисления серы +4.