Номер 1, страница 78 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 4. Кислород и сера. Параграф 21. Оксид серы(VI). Серная кислота. Тестовые задания - номер 1, страница 78.

Условие.

1. Концентрированная серная кислота является окислителем в химических реакциях

1) $Cu + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O + SO_2$

2) $CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$

3) $NaCl + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + HCl$

4) $C + H_2SO_4 \rightarrow CO_2 + SO_2 + H_2O$

Решение.

Решение 2.

Концентрированная серная кислота является окислителем в тех реакциях, где сера понижает свою степень окисления. В серной кислоте ($H_2SO_4$) степень окисления серы равна $+6$. Окислительные свойства проявляются, когда в результате реакции образуются продукты восстановления серы, например, $SO_2$ (степень окисления $+4$), $S$ (степень окисления $0$) или $H_2S$ (степень окисления $-2$). Если же в реакции степень окисления серы не изменяется (остается $+6$, как в сульфат-ионе $SO_4^{2-}$), то кислота проявляет свои обычные кислотные свойства в реакциях обмена.

Рассмотрим каждую реакцию подробно:

1) Cu + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O + SO₂

Запишем сбалансированное уравнение реакции:

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

Определим степени окисления элементов, которые их изменяют:

• Медь ($Cu$) в левой части имеет степень окисления $0$, а в правой части в составе сульфата меди(II) ($CuSO_4$) – $+2$.
• Сера ($S$) в серной кислоте ($H_2SO_4$) имеет степень окисления $+6$. В продуктах реакции сера присутствует в двух соединениях: в $CuSO_4$ ее степень окисления по-прежнему $+6$, а в диоксиде серы ($SO_2$) – $+4$.

Так как медь повышает свою степень окисления, она является восстановителем. Сера понижает свою степень окисления с $+6$ до $+4$, следовательно, серная кислота является окислителем.

Процессы окисления и восстановления:

$Cu^0 - 2e^- \rightarrow Cu^{+2}$ | 1 (окисление)

$S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4}$ | 1 (восстановление)

Ответ: В данной реакции концентрированная серная кислота является окислителем.

2) CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O

Данное уравнение уже сбалансировано. Это реакция между основным оксидом и кислотой.

Определим степени окисления элементов:

• Медь ($Cu$) в оксиде меди(II) ($CuO$) имеет степень окисления $+2$, в сульфате меди(II) ($CuSO_4$) – также $+2$.
• Сера ($S$) в серной кислоте ($H_2SO_4$) имеет степень окисления $+6$, в сульфате меди(II) ($CuSO_4$) – также $+6$.
• Остальные элементы (водород и кислород) также не меняют своих степеней окисления.

Это реакция ионного обмена, а не окислительно-восстановительная. Серная кислота здесь проявляет свойства обычной кислоты.

Ответ: В данной реакции серная кислота проявляет типичные кислотные свойства, а не окислительные.

3) NaCl + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + HCl

Запишем сбалансированное уравнение реакции (при нагревании):

$2NaCl + H_2SO_4 \text{(конц.)} \rightarrow Na_2SO_4 + 2HCl \uparrow$

Это реакция обмена между солью и кислотой.

Определим степени окисления элементов:

• Натрий ($Na$): $+1 \rightarrow +1$.
• Хлор ($Cl$): $-1 \rightarrow -1$.
• Сера ($S$): $+6 \rightarrow +6$.

Ни один элемент не меняет свою степень окисления. Это не окислительно-восстановительная реакция. Серная кислота здесь выступает как сильная, нелетучая кислота, вытесняющая летучую соляную кислоту из ее соли.

Ответ: В данной реакции серная кислота проявляет типичные кислотные свойства, а не окислительные.

4) C + H₂SO₄ → CO₂ + SO₂ + H₂O

Запишем сбалансированное уравнение реакции:

$C + 2H_2SO_4 \text{(конц.)} \rightarrow CO_2 \uparrow + 2SO_2 \uparrow + 2H_2O$

Определим степени окисления элементов, которые их изменяют:

• Углерод ($C$) в левой части имеет степень окисления $0$, а в правой части в составе диоксида углерода ($CO_2$) – $+4$.
• Сера ($S$) в серной кислоте ($H_2SO_4$) имеет степень окисления $+6$, а в диоксиде серы ($SO_2$) – $+4$.

Так как углерод повышает свою степень окисления, он является восстановителем. Сера понижает свою степень окисления с $+6$ до $+4$, следовательно, серная кислота является окислителем.

Процессы окисления и восстановления:

$C^0 - 4e^- \rightarrow C^{+4}$ | 1 (окисление)

$S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4}$ | 2 (восстановление)

Ответ: В данной реакции концентрированная серная кислота является окислителем.