Задание №9 — Основы неорганической химии

Решение.

Разберем последовательно превращения в предложенной схеме:

Шаг 1: Определение вещества X.
Первая стадия — это обжиг пирита (дисульфида железа(II)) FeS₂ в избытке кислорода. Это промышленный способ получения сернистого газа. При этой реакции железо окисляется до степени окисления +3, а сера — до +4.
4FeS₂ + 11O₂ → (t°) 2Fe₂O₃ + 8SO₂↑
Следовательно, вещество X — это SO₂ (оксид серы(IV)). В списке предложенных вариантов это номер 4.

Шаг 2: Определение вещества Y.
Нам нужно найти такое вещество Y, которое можно получить из SO₂ и из которого затем можно в одну стадию получить сульфат калия K₂SO₄.
Рассмотрим варианты:
- Из SO₂ при каталитическом окислении (V₂O₅, t°) получается SO₃ (оксид серы(VI)).
- Из SO₃ при взаимодействии с избытком гидроксида калия (KOH) или оксидом калия (K₂O) легко получается средняя соль — сульфат калия K₂SO₄.
Уравнения реакций:
2SO₂ + O₂ ⇄ (V₂O₅, t°) 2SO₃
SO₃ + 2KOH → K₂SO₄ + H₂O
Таким образом, вещество Y — это SO₃. В списке предложенных вариантов это номер 5.

Проверка других вариантов:
Вариант 3 (KHSO₄) не подходит как Y, так как из SO₂ напрямую получить гидросульфат калия затруднительно без промежуточного образования серной кислоты или сульфитов. Варианты 1 (FeS) и 2 (H₂S) не соответствуют логике окисления серы в данной схеме.

Ответ: X — 4 (SO₂), Y — 5 (SO₃).

Источник: ФИПИ