Номер 3, страница 78 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 4. Кислород и сера. Параграф 21. Оксид серы(VI). Серная кислота. Подумай, ответь, выполни... - номер 3, страница 78.

Условие.

3. Назовите окислитель в реакциях:
а) разбавленной серной кислоты с металлами;
б) концентрированной серной кислоты с металлами.

Решение.

Решение 2.

а) разбавленной серной кислоты с металлами

В реакциях разбавленной серной кислоты с металлами, которые стоят в электрохимическом ряду напряжений до водорода, окислителем выступают катионы водорода $H^+$. В ходе реакции металл (восстановитель) отдает электроны, окисляясь до положительно заряженного иона, а катионы водорода принимают электроны, восстанавливаясь до молекулярного водорода $H_2$. Степень окисления серы $+6$ в сульфат-ионе ($SO_4^{2-}$) при этом не изменяется.

Пример реакции взаимодействия цинка с разбавленной серной кислотой:

$Zn + H_2SO_4(\text{разб.}) \rightarrow ZnSO_4 + H_2 \uparrow$

Изменение степеней окисления:

$Zn^0 - 2e^- \rightarrow Zn^{+2}$ (цинк окисляется, является восстановителем)

$2H^{+1} + 2e^- \rightarrow H_2^0$ (водород восстанавливается, ион $H^+$ является окислителем)

Ответ: окислителем являются ионы водорода $H^+$.

б) концентрированной серной кислоты с металлами

В реакциях концентрированной серной кислоты с металлами окислительные свойства проявляет сама кислота за счет атома серы в высшей степени окисления $+6$. Концентрированная серная кислота является сильным окислителем и способна реагировать с большинством металлов, в том числе и с теми, которые стоят в ряду напряжений после водорода (например, медь, серебро, ртуть). В этих реакциях водород не выделяется, а образуется вода. Атом серы $S^{+6}$ восстанавливается до более низких степеней окисления. В зависимости от активности металла и условий проведения реакции (концентрация кислоты, температура) продуктами восстановления могут быть:

• $SO_2$ (диоксид серы, степень окисления серы $+4$) – при реакции с малоактивными и средней активности металлами.
• $S$ (сера, степень окисления $0$) – при реакции с более активными металлами.
• $H_2S$ (сероводород, степень окисления серы $-2$) – при реакции с самыми активными металлами.

Пример реакции взаимодействия меди с концентрированной серной кислотой:

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

Изменение степеней окисления:

$Cu^0 - 2e^- \rightarrow Cu^{+2}$ (медь окисляется, является восстановителем)

$S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4}$ (в $SO_2$) (сера восстанавливается, $S^{+6}$ является окислителем)

Ответ: окислителем является сера в степени окисления $+6$ (в составе серной кислоты $H_2SO_4$).