Задание №9 — Основы неорганической химии

Задание №9

Задана схема превращений веществ:

S $\overset{X}{\rightarrow}$ H₂SO₄ $\overset{Y , t^{\circ}}{\rightarrow}$ H₂S

Определите, какие из указанных веществ являются веществами Х и Y.

1)	HNO₃
2)	H₂O
3)	Mg
4)	Fe
5)	SO₂

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Разберем последовательно каждое превращение в предложенной схеме.

1. Превращение А: S → H₂SO₄ (поиск вещества X)
Сера (S) находится в степени окисления 0. В серной кислоте (H₂SO₄) сера имеет высшую степень окисления +6. Чтобы перевести серу из 0 в +6, необходим сильный окислитель.
Рассмотрим предложенные варианты:
1) HNO₃ (концентрированная) — это сильный окислитель. При кипячении серы в концентрированной азотной кислоте происходит окисление серы до серной кислоты:
S + 6HNO₃ (конц.) → H₂SO₄ + 6NO₂↑ + 2H₂O
Этот вариант идеально подходит для превращения X.
2) H₂O — сера не реагирует с водой.
5) SO₂ — сера не реагирует с оксидом серы (IV) с образованием кислоты.
Следовательно, вещество X — это HNO₃ (номер 1).

2. Превращение Б: H₂SO₄ → H₂S (поиск вещества Y)
В серной кислоте сера находится в степени окисления +6, а в сероводороде (H₂S) — в степени окисления -2. Это процесс глубокого восстановления серы. Такое превращение характерно для взаимодействия концентрированной серной кислоты с активными металлами.
Рассмотрим металлы из списка:
3) Mg (магний) — активный металл (стоит в ряду активности значительно левее водорода). При реакции магния с концентрированной серной кислотой сера восстанавливается максимально глубоко — до сероводорода:
4Mg + 5H₂SO₄ (конц.) → (t°) 4MgSO₄ + H₂S↑ + 4H₂O
4) Fe (железо) — металл средней активности. При реакции с концентрированной серной кислотой при нагревании железо обычно восстанавливает серу только до SO₂:
2Fe + 6H₂SO₄ (конц.) → (t°) Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂↑ + 6H₂O
Следовательно, вещество Y — это Mg (номер 3).

Ответ: А → 1, Б → 3.

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №9Далее