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.

Шаг 1. Получение сульфита калия из оксида серы(IV).
Оксид серы(IV) $SO_{2}$ является кислотным оксидом. Чтобы получить среднюю соль — сульфит калия $K_{2}SO_{3}$, нужно провести реакцию с избытком щелочи (гидроксида калия) или с оксидом калия. Чаще всего используют раствор щелочи:
$SO_{2} + 2KOH \rightarrow K_{2}SO_{3} + H_{2}O$

Шаг 2. Определение вещества X и его получение из сульфита калия.
По условию, из вещества $X$ при взаимодействии с соляной кислотой $HCl$ должен выделиться газ $SO_{2}$. Это характерная качественная реакция для сульфитов. Следовательно, вещество $X$ должно быть другой солью сернистой кислоты (например, сульфитом другого металла) или тем же сульфитом калия, но в другом состоянии. Однако, согласно логике цепочки, нам нужно превратить одну соль в другую.
Самый простой путь — получить нерастворимый сульфит, например, сульфит бария $BaSO_{3}$, путем реакции ионного обмена с растворимой солью бария (например, хлоридом бария):
$K_{2}SO_{3} + BaCl_{2} \rightarrow BaSO_{3} \downarrow + 2KCl$
Таким образом, вещество $X$ — это $BaSO_{3}$.

Шаг 3. Получение оксида серы(IV) из вещества X.
Теперь запишем реакцию взаимодействия полученного сульфита бария с соляной кислотой. Сильные кислоты (такие как $HCl$) вытесняют слабую и неустойчивую сернистую кислоту $H_{2}SO_{3}$ из её солей. Сернистая кислота мгновенно разлагается на воду и сернистый газ:
$BaSO_{3} + 2HCl \rightarrow BaCl_{2} + SO_{2} \uparrow + H_{2}O$

Итоговые уравнения реакций:
1) $SO_{2} + 2KOH \rightarrow K_{2}SO_{3} + H_{2}O$
2) $K_{2}SO_{3} + BaCl_{2} \rightarrow BaSO_{3} + 2KCl$
3) $BaSO_{3} + 2HCl \rightarrow BaCl_{2} + SO_{2} + H_{2}O$

Ответ: 1) $SO_{2} + 2KOH = K_{2}SO_{3} + H_{2}O$; 2) $K_{2}SO_{3} + BaCl_{2} = BaSO_{3} + 2KCl$; 3) $BaSO_{3} + 2HCl = BaCl_{2} + SO_{2} + H_{2}O$.

Источник: ФИПИ