Решение: Сравнительная характеристика оксидов серы

Ниже представлены ответы на вопросы и решения задач из учебника, оформленные для удобного переписывания в тетрадь. Вопрос 1. Сравнительная характеристика оксидов серы. Оксид серы(IV) \(SO_{2}\) — бесцветный газ с резким запахом, кислотный оксид. Соответствующая кислота — сернистая \(H_{2}SO_{3}\). Оксид серы(VI) \(SO_{3}\) — летучая жидкость (при стандартных условиях), типичный кислотный оксид. Соответствующая кислота — серная \(H_{2}SO_{4}\). Реакции с щелочами: 1) \(SO_{2} + 2NaOH \rightarrow Na_{2}SO_{3} + H_{2}O\) Ионный вид: \(SO_{2} + 2OH^{-} \rightarrow SO_{3}^{2-} + H_{2}O\) 2) \(SO_{3} + 2NaOH \rightarrow Na_{2}SO_{4} + H_{2}O\) Ионный вид: \(SO_{3} + 2OH^{-} \rightarrow SO_{4}^{2-} + H_{2}O\) Вопрос 2. Характеристика сернистой кислоты и её солей. Сернистая кислота \(H_{2}SO_{3}\) — слабая, двухосновная, неустойчивая (существует только в растворе). Соли называются сульфитами. Качественная реакция на сульфит-ион \(SO_{3}^{2-}\): взаимодействие с сильными кислотами. Наблюдается выделение газа с резким запахом: \(Na_{2}SO_{3} + 2HCl \rightarrow 2NaCl + SO_{2}\uparrow + H_{2}O\) \(SO_{3}^{2-} + 2H^{+} \rightarrow SO_{2}\uparrow + H_{2}O\) Вопрос 3. Характеристика серной кислоты и её солей. Серная кислота \(H_{2}SO_{4}\) — сильная двухосновная кислота, нелетучая, гигроскопичная. Соли называются сульфатами. Качественная реакция на сульфат-ион \(SO_{4}^{2-}\): взаимодействие с растворимыми солями бария. Выпадает белый осадок, нерастворимый в кислотах: \(Na_{2}SO_{4} + BaCl_{2} \rightarrow BaSO_{4}\downarrow + 2NaCl\) \(Ba^{2+} + SO_{4}^{2-} \rightarrow BaSO_{4}\downarrow\) Вопрос 4. Различие свойств разбавленной и концентрированной серной кислоты. Разбавленная \(H_{2}SO_{4}\) проявляет свойства типичной кислоты (реагирует с металлами до водорода с выделением \(H_{2}\)). Концентрированная \(H_{2}SO_{4}\) является сильным окислителем за счет серы в степени окисления \(+6\). Она реагирует почти со всеми металлами (кроме \(Au, Pt\)), при этом водород никогда не выделяется, а образуются продукты восстановления серы (\(SO_{2}, S, H_{2}S\)). Вопрос 5. Правило разбавления серной кислоты. Необходимо осторожно приливать кислоту в воду, постоянно перемешивая. Нельзя лить воду в кислоту, так как из-за сильного разогрева вода может мгновенно закипеть и разбрызгать кислоту, что приведет к химическим ожогам. Задание 6. Уравнения превращений. а) \(S \rightarrow SO_{2} \rightarrow SO_{3} \rightarrow Na_{2}SO_{4} \rightarrow BaSO_{4}\) 1) \(S + O_{2} \xrightarrow{t} SO_{2}\) Окислитель: \(O_{2}^{0} + 4e \rightarrow 2O^{-2}\) Восстановитель: \(S^{0} - 4e \rightarrow S^{+4}\) 2) \(2SO_{2} + O_{2} \xrightarrow{t, kat} 2SO_{3}\) 3) \(SO_{3} + 2NaOH \rightarrow Na_{2}SO_{4} + H_{2}O\) \(SO_{3} + 2Na^{+} + 2OH^{-} \rightarrow 2Na^{+} + SO_{4}^{2-} + H_{2}O\) \(SO_{3} + 2OH^{-} \rightarrow SO_{4}^{2-} + H_{2}O\) 4) \(Na_{2}SO_{4} + BaCl_{2} \rightarrow BaSO_{4}\downarrow + 2NaCl\) \(2Na^{+} + SO_{4}^{2-} + Ba^{2+} + 2Cl^{-} \rightarrow BaSO_{4}\downarrow + 2Na^{+} + 2Cl^{-}\) \(Ba^{2+} + SO_{4}^{2-} \rightarrow BaSO_{4}\downarrow\) б) \(H_{2}SO_{4} \rightarrow SO_{2} \rightarrow K_{2}SO_{3} \rightarrow MgSO_{3} \rightarrow SO_{2}\) 1) \(Cu + 2H_{2}SO_{4(konc)} \rightarrow CuSO_{4} + SO_{2}\uparrow + 2H_{2}O\) Окислитель: \(S^{+6} + 2e \rightarrow S^{+4}\) Восстановитель: \(Cu^{0} - 2e \rightarrow Cu^{+2}\) 2) \(SO_{2} + 2KOH \rightarrow K_{2}SO_{3} + H_{2}O\) \(SO_{2} + 2OH^{-} \rightarrow SO_{3}^{2-} + H_{2}O\) 3) \(K_{2}SO_{3} + MgCl_{2} \rightarrow MgSO_{3}\downarrow + 2KCl\) \(SO_{3}^{2-} + Mg^{2+} \rightarrow MgSO_{3}\downarrow\) 4) \(MgSO_{3} + 2HCl \rightarrow MgCl_{2} + SO_{2}\uparrow + H_{2}O\) \(MgSO_{3} + 2H^{+} \rightarrow Mg^{2+} + SO_{2}\uparrow + H_{2}O\) Задание 7. Определение формулы соли. Дано: \(w(K) = 44,8\%\) (в тексте опечатка, для сульфита калия \(49,4\%\), возьмем данные из расчета на \(K_{2}SO_{3}\)) \(w(S) = 20,2\%\) \(w(O) = 30,4\%\) Пусть масса вещества 100 г. Тогда: \(n(K) = \frac{49,4}{39} \approx 1,26\) моль \(n(S) = \frac{20,2}{32} \approx 0,63\) моль \(n(O) = \frac{30,4}{16} \approx 1,9\) моль Соотношение атомов: \(n(K) : n(S) : n(O) = 1,26 : 0,63 : 1,9\) Разделим на меньшее (0,63): \(2 : 1 : 3\) Формула соли: \(K_{2}SO_{3}\) Название: Сульфит калия.