Решение проверочной работы: Сера и ее соединения (Вариант 1)

Вот решения всех заданий из проверочной работы. ПРОВЕРОЧНАЯ РАБОТА по теме «СЕРА И ЕЕ СОЕДИНЕНИЯ» ВАРИАНТ 1 Часть А 1. Степень окисления серы в сернистой кислоте равна: Сернистая кислота имеет формулу \(H_2SO_3\). В этом соединении: Степень окисления водорода \(H\) равна \(+1\). Степень окисления кислорода \(O\) равна \(-2\). Пусть степень окисления серы \(S\) равна \(x\). Тогда сумма степеней окисления всех атомов в молекуле должна быть равна нулю: \(2 \cdot (+1) + x + 3 \cdot (-2) = 0\) \(2 + x - 6 = 0\) \(x - 4 = 0\) \(x = +4\) Правильный ответ: 3) \(+4\) 2. Оксид серы (IV) относится к: Оксид серы (IV) имеет формулу \(SO_2\). Это кислотный оксид, так как он образован неметаллом и при взаимодействии с водой образует кислоту (\(H_2SO_3\)). Правильный ответ: 1) Кислотным оксидам 3. Для проведения качественной реакции на сульфат-ион нужно в исследуемый раствор добавить: Качественной реакцией на сульфат-ион (\(SO_4^{2-}\)) является реакция с ионами бария (\(Ba^{2+}\)), в результате которой образуется белый осадок сульфата бария (\(BaSO_4\)), нерастворимый в кислотах. Для этого можно использовать растворимые соли бария, например, хлорид бария (\(BaCl_2\)) или нитрат бария (\(Ba(NO_3)_2\)). Правильный ответ: 2) нитрат бария 4. Какая из химических реакций практически не осуществима: Рассмотрим каждую реакцию: 1) \(H_2SO_4\) (разб.) \(+ Mg \rightarrow MgSO_4 + H_2\) Эта реакция осуществима, так как магний стоит в ряду активности металлов до водорода и вытесняет его из разбавленных кислот. 2) \(H_2SO_4\) (конц.) \(+ Cu \rightarrow CuSO_4 + SO_2 + H_2O\) Эта реакция осуществима, так как концентрированная серная кислота является сильным окислителем и реагирует с медью, восстанавливаясь до \(SO_2\). 3) \(H_2SO_4\) (разб.) \(+ NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O\) Эта реакция осуществима, это реакция нейтрализации кислоты щелочью. 4) \(H_2SO_4\) (разб.) \(+ Cu \rightarrow CuSO_4 + H_2\) Эта реакция практически не осуществима, так как медь стоит в ряду активности металлов после водорода и не вытесняет его из разбавленных кислот. Правильный ответ: 4) \(H_2SO_4\) (разб.) \(+ Cu \rightarrow CuSO_4 + H_2\) 5. Вещество, формула которого \(KHSO_4\), называется: \(KHSO_4\) – это кислая соль серной кислоты, содержащая ион \(HSO_4^-\) (гидросульфат-ион). Поэтому она называется гидросульфат калия. Правильный ответ: 4) гидросульфат калия 6. Какую химическую реакцию не возможно использовать для получения сернистого газа: Сернистый газ – это \(SO_2\). Рассмотрим реакции: 1) \(S + O_2 \rightarrow SO_2\) Эта реакция возможна, это горение серы. 2) \(H_2S + O_2 \rightarrow SO_2 + H_2O\) Эта реакция возможна, это горение сероводорода при избытке кислорода. 3) \(BaSO_4 \rightarrow Na_2SO_3 + HCl \rightarrow\) Эта запись некорректна, но если имеется в виду реакция сульфита с кислотой, например \(Na_2SO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + SO_2 + H_2O\), то она возможна. 4) \(Na_2SO_3 + HCl \rightarrow\) Эта реакция возможна, \(Na_2SO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + SO_2 + H_2O\). Вероятно, в варианте 3) допущена опечатка, и имелся в виду \(BaSO_4\). Сульфат бария (\(BaSO_4\)) – очень устойчивое соединение, и из него напрямую получить \(SO_2\) термическим разложением или реакцией с кислотой невозможно в обычных условиях. Если же имелось в виду \(BaSO_3\) (сульфит бария), то он реагирует с кислотами с образованием \(SO_2\). Исходя из предложенных вариантов, если \(BaSO_4\) – это сульфат бария, то реакция с ним для получения \(SO_2\) невозможна. Правильный ответ: 3) \(BaSO_4 \rightarrow Na_2SO_3 + HCl \rightarrow\) (предполагая, что \(BaSO_4\) не реагирует с \(HCl\) с образованием \(SO_2\)) 7. Выберите несколько веществ, с которыми способна вступать в реакции разбавленная серная кислота: Разбавленная серная кислота (\(H_2SO_4\)) реагирует: 1) С активными металлами (стоящими до водорода в ряду активности). 2) С основными оксидами. 3) С амфотерными оксидами. 4) С основаниями. 5) С солями, если образуется осадок, газ или слабый электролит. Рассмотрим предложенные вещества: 1) \(NaOH\) – основание, реагирует: \(H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O\) 2) \(CO_2\) – кислотный оксид, не реагирует с кислотой. 3) \(CaS\) – соль, реагирует: \(H_2SO_4 + CaS \rightarrow CaSO_4 \downarrow + H_2S \uparrow\) (образуется осадок и газ) 4) \(CaO\) – основной оксид, реагирует: \(H_2SO_4 + CaO \rightarrow CaSO_4 + H_2O\) 5) \(Na_2CO_3\) – соль, реагирует: \(H_2SO_4 + Na_2CO_3 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2 \uparrow\) 6) \(H_2CO_3\) – слабая кислота, не реагирует с более сильной кислотой. 7) \(Zn\) – металл, стоящий до водорода, реагирует: \(H_2SO_4 + Zn \rightarrow ZnSO_4 + H_2 \uparrow\) Вещества, с которыми способна вступать в реакции разбавленная серная кислота: \(NaOH\), \(CaS\), \(CaO\), \(Na_2CO_3\), \(Zn\). Правильный ответ: 1) \(NaOH\), 3) \(CaS\), 4) \(CaO\), 5) \(Na_2CO_3\), 7) \(Zn\) Часть В 1. Установите соответствие между формулами соединения серы и их названиями. Формулы. Названия. А. \(SO_2\) – 4. Оксид серы (IV) Б. \(SO_3\) – 2. Оксид серы (VI) В. \(H_2S\) – 3. Сероводород Г. \(H_2SO_3\) – 5. Сернистая кислота Д. \(H_2SO_4\) – 1. Серная кислота Соответствие: А - 4 Б - 2 В - 3 Г - 5 Д - 1 2. Установите соответствие между формулами соединениями серы и названиями их солей. Соединения серы. Названия солей. А. Сероводородная кислота (\(H_2S\)) – образует сульфиды и гидросульфиды. Б. Серная кислота (\(H_2SO_4\)) – образует сульфаты и гидросульфаты. В. Сернистая кислота (\(H_2SO_3\)) – образует сульфиты и гидросульфиты. 1. Сульфиты – соли сернистой кислоты. 2. Гидросульфаты – кислые соли серной кислоты. 3. Сульфаты – соли серной кислоты. 4. Сульфиды – соли сероводородной кислоты. 5. Гидросульфиды – кислые соли сероводородной кислоты. Соответствие: А. Сероводородная кислота – 4. Сульфиды, 5. Гидросульфиды Б. Серная кислота – 3. Сульфаты, 2. Гидросульфаты В. Сернистая кислота – 1. Сульфиты 3. Соотнесите степень окисления серы и химические формулы соединений: Степень окисления серы. Формула соединения. 1) \(+6\) 2) \(-2\) 3) \(+4\) 4) \(+2\) 5) \(0\) Формулы соединений: А) \(NaHS\) В \(NaHS\): \(Na\) имеет степень окисления \(+1\), \(H\) имеет \(+1\). Пусть \(S\) имеет \(x\). \(+1 + (+1) + x = 0 \Rightarrow x = -2\). Степень окисления серы \(-2\). Б) \(FeSO_4\) В \(FeSO_4\): \(Fe\) имеет степень окисления \(+2\) (так как сульфат-ион \(SO_4^{2-}\) имеет заряд \(-2\)). В сульфат-ионе \(SO_4^{2-}\): \(O\) имеет \(-2\). Пусть \(S\) имеет \(x\). \(x + 4 \cdot (-2) = -2 \Rightarrow x - 8 = -2 \Rightarrow x = +6\). Степень окисления серы \(+6\). В) \(SO_2\) В \(SO_2\): \(O\) имеет \(-2\). Пусть \(S\) имеет \(x\). \(x + 2 \cdot (-2) = 0 \Rightarrow x - 4 = 0 \Rightarrow x = +4\). Степень окисления серы \(+4\). Г) \(KHSO_3\) В \(KHSO_3\): \(K\) имеет \(+1\), \(H\) имеет \(+1\), \(O\) имеет \(-2\). Пусть \(S\) имеет \(x\). \(+1 + (+1) + x + 3 \cdot (-2) = 0 \Rightarrow 2 + x - 6 = 0 \Rightarrow x = +4\). Степень окисления серы \(+4\). Д) \(Al_2S_3\) В \(Al_2S_3\): \(Al\) имеет \(+3\). Пусть \(S\) имеет \(x\). \(2 \cdot (+3) + 3 \cdot x = 0 \Rightarrow 6 + 3x = 0 \Rightarrow 3x = -6 \Rightarrow x = -2\). Степень окисления серы \(-2\). Е) \(NaHSO_4\) В \(NaHSO_4\): \(Na\) имеет \(+1\), \(H\) имеет \(+1\), \(O\) имеет \(-2\). Пусть \(S\) имеет \(x\). \(+1 + (+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0 \Rightarrow 2 + x - 8 = 0 \Rightarrow x = +6\). Степень окисления серы \(+6\). Соответствие: 1) \(+6\) – Б) \(FeSO_4\), Е) \(NaHSO_4\) 2) \(-2\) – А) \(NaHS\), Д) \(Al_2S_3\) 3) \(+4\) – В) \(SO_2\), Г) \(KHSO_3\) Часть С 1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения: \(S \rightarrow H_2S \rightarrow Na_2S \rightarrow PbS\) 1) \(S \rightarrow H_2S\) Сера реагирует с водородом при нагревании: \(S + H_2 \xrightarrow{t} H_2S\) 2) \(H_2S \rightarrow Na_2S\) Сероводородная кислота реагирует со щелочью: \(H_2S + 2NaOH \rightarrow Na_2S + 2H_2O\) (Также можно использовать \(H_2S + Na \rightarrow Na_2S + H_2\), но это менее распространенный способ) 3) \(Na_2S \rightarrow PbS\) Сульфид натрия реагирует с растворимой солью свинца (например, нитратом свинца): \(Na_2S + Pb(NO_3)_2 \rightarrow PbS \downarrow + 2NaNO_3\) 2. Для реакции \(H_2SO_4\) (конц.) \(+ Zn \rightarrow ... + H_2S + H_2O\) определить коэффициенты методом электронного баланса, указать окислитель и восстановитель. Уравнение реакции: \(H_2SO_4\) (конц.) \(+ Zn \rightarrow ZnSO_4 + H_2S + H_2O\) Определим степени окисления элементов, которые их меняют: \(H_2\overset{+6}{S}O_4 + \overset{0}{Zn} \rightarrow \overset{+2}{Zn}\overset{+6}{S}O_4 + H_2\overset{-2}{S} + H_2O\) Изменение степеней окисления: Цинк: \(\overset{0}{Zn} \rightarrow \overset{+2}{Zn}\) Сера: \(\overset{+6}{S} \rightarrow \overset{-2}{S}\) (в \(H_2S\)) (Сера в \(ZnSO_4\) не меняет степень окисления, она остается \(+6\)) Составим электронный баланс: 1) Окисление (отдача электронов): \(\overset{0}{Zn} - 2e^- \rightarrow \overset{+2}{Zn}\) (Цинк – восстановитель) 2) Восстановление (прием электронов): \(\overset{+6}{S} + 8e^- \rightarrow \overset{-2}{S}\) (Сера в \(H_2SO_4\) – окислитель) Найдем наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов (2 и 8). НОК = 8. Разделим НОК на число электронов в каждой полуреакции, чтобы получить коэффициенты: Для цинка: \(8 / 2 = 4\) Для серы: \(8 / 8 = 1\) Теперь расставим коэффициенты в уравнении: \(4Zn + H_2SO_4 \rightarrow 4ZnSO_4 + H_2S + H_2O\) Уравняем атомы серы: В правой части: 4 атома серы в \(4ZnSO_4\) и 1 атом серы в \(H_2S\). Всего 5 атомов серы. Значит, в левой части должно быть 5 молекул \(H_2SO_4\). \(4Zn + 5H_2SO_4 \rightarrow 4ZnSO_4 + H_2S + H_2O\) Уравняем атомы водорода: В левой части: \(5 \cdot 2 = 10\) атомов водорода. В правой части: 2 атома водорода в \(H_2S\). Остается \(10 - 2 = 8\) атомов водорода, которые должны быть в \(H_2O\). Значит, нужно \(8 / 2 = 4\) молекулы \(H_2O\). \(4Zn + 5H_2SO_4 \rightarrow 4ZnSO_4 + H_2S + 4H_2O\) Проверим атомы кислорода: В левой части: \(5 \cdot 4 = 20\) атомов кислорода. В правой части: \(4 \cdot 4 = 16\) атомов кислорода в \(4ZnSO_4\) и \(4 \cdot 1 = 4\) атома кислорода в \(4H_2O\). Всего \(16 + 4 = 20\) атомов кислорода. Кислород уравнен. Окончательное уравнение: \(4Zn + 5H_2SO_4 \rightarrow 4ZnSO_4 + H_2S + 4H_2O\) Окислитель: \(H_2SO_4\) (сера в степени окисления \(+6\)) Восстановитель: \(Zn\) (цинк в степени окисления \(0\))