Задание №17 — Теоретические основы химии

Задание №17

Из предложенного перечня выберите два вещества, взаимодействие которых с концентрированной серной кислотой является окислительно-восстановительной реакцией.

1) оксид железа(III)

2) оксид цинка

3) хлорид калия

4) сульфат железа(II)

5) сероводород

Запишите номера выбранных ответов.

Правильный ответ

45, 54

Пояснение

Решение.

Для того чтобы реакция была окислительно-восстановительной (ОВР), в ходе взаимодействия должны измениться степени окисления элементов. Концентрированная серная кислота (H₂SO₄) является сильным окислителем за счет серы в высшей степени окисления S⁺⁶. Она вступает в ОВР с веществами, которые содержат элементы-восстановители в низких или промежуточных степенях окисления.

Разберем каждое вещество из списка:

1) Оксид железа (III) — Fe₂O₃. В этом соединении железо уже находится в своей высшей устойчивой степени окисления Fe⁺³. Сера в кислоте также в высшей степени окисления S⁺⁶. Окисляться здесь некому, поэтому происходит обычная реакция обмена с образованием соли и воды:
Fe₂O₃ + 3H₂SO₄(конц.) → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O. Это не ОВР.

2) Оксид цинка — ZnO. Цинк имеет постоянную степень окисления Zn⁺², которая является для него высшей. Реакция протекает как обычное взаимодействие основного оксида с кислотой:
ZnO + H₂SO₄(конц.) → ZnSO₄ + H₂O. Это не ОВР.

3) Хлорид калия — KCl. При взаимодействии твердого хлорида калия с концентрированной серной кислотой протекает реакция обмена (вытеснение летучего хлороводорода):
KCl(тв.) + H₂SO₄(конц.) → (t°) KHSO₄ + HCl↑. Хлор в степени окисления –1 не окисляется концентрированной серной кислотой (в отличие от бромидов и иодидов). Это не ОВР.

4) Сульфат железа (II) — FeSO₄. Здесь железо находится в промежуточной степени окисления Fe⁺² и способно окисляться до Fe⁺³. Концентрированная серная кислота выступает окислителем:
2FeSO₄ + 2H₂SO₄(конц.) → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂↑ + 2H₂O.
Железо Fe⁺² отдает электрон (восстановитель), сера S⁺⁶ принимает электроны (окислитель). Это ОВР.

5) Сероводород — H₂S. В этом соединении сера находится в минимальной степени окисления S^–2, что делает сероводород сильным восстановителем. При контакте с концентрированной серной кислотой (окислителем) протекает ОВР:
H₂S + H₂SO₄(конц.) → S↓ + SO₂↑ + 2H₂O (возможны и другие продукты восстановления серы, например, только SO₂ или только S в зависимости от условий).
Степень окисления серы меняется с –2 до 0 (или +4) и с +6 до +4. Это ОВР.

Ответ: 45

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №17Далее