Задание №21 — Важнейшие представители неорганических веществ. Неметаллы и их соединения. Металлы и их соединения

Решение.

Для решения данной цепочки превращений необходимо последовательно составить уравнения химических реакций, учитывая свойства соединений серы и цинка.

Шаг 1. Получение оксида серы (IV) из сульфида цинка.
Сульфиды металлов при обжиге (нагревании на воздухе) окисляются кислородом. В результате образуются оксид металла и диоксид серы $SO_{2}$.
$2ZnS + 3O_{2} \xrightarrow{t} 2ZnO + 2SO_{2}$

Шаг 2. Определение вещества X и его получение из оксида серы (IV).
Нам нужно получить сульфит бария $BaSO_{3}$. Это соль сернистой кислоты. Логично предположить, что веществом X является либо сама сернистая кислота $H_{2}SO_{3}$, либо растворимая соль — сульфит щелочного металла (например, сульфит натрия $Na_{2}SO_{3}$).
Рассмотрим вариант получения сульфита натрия путём взаимодействия кислотного оксида $SO_{2}$ со щелочью:
$SO_{2} + 2NaOH \rightarrow Na_{2}SO_{3} + H_{2}O$
Таким образом, вещество X — это $Na_{2}SO_{3}$.

Шаг 3. Получение сульфита бария из вещества X.
Чтобы получить нерастворимую соль $BaSO_{3}$ из растворимого сульфита натрия, нужно провести реакцию ионного обмена с растворимой солью бария, например, с хлоридом бария $BaCl_{2}$:
$Na_{2}SO_{3} + BaCl_{2} \rightarrow BaSO_{3} \downarrow + 2NaCl$
Выпадает белый осадок сульфита бария.

Примечание: Также в качестве X можно было использовать сернистую кислоту, пропустив $SO_{2}$ через воду ($SO_{2} + H_{2}O \rightleftarrows H_{2}SO_{3}$), а затем нейтрализовать её гидроксидом бария.

Ответ:
1) $2ZnS + 3O_{2} \rightarrow 2ZnO + 2SO_{2}$
2) $SO_{2} + 2NaOH \rightarrow Na_{2}SO_{3} + H_{2}O$
3) $Na_{2}SO_{3} + BaCl_{2} \rightarrow BaSO_{3} + 2NaCl$

Источник: ФИПИ