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 железа.

Шаг 1. Получение сульфида железа(II) из сульфида натрия.
Чтобы из растворимой соли $\text{Na}_{2}\text{S}$ получить нерастворимый сульфид $\text{FeS}$, нужно провести реакцию ионного обмена с растворимой солью железа(II), например, с хлоридом железа(II) $\text{FeCl}_{2}$. В результате образуется осадок сульфида железа(II) и хлорид натрия:
$\text{Na}_{2}\text{S} + \text{FeCl}_{2} \rightarrow \text{FeS} \downarrow + 2\text{NaCl}$

Шаг 2. Определение вещества X и получение его из сульфида железа(II).
По условию, при сжигании вещества $\text{X}$ в избытке кислорода образуется сернистый газ $\text{SO}_{2}$. Сульфид железа(II) $\text{FeS}$ может реагировать с сильными кислотами (например, соляной) с выделением сероводорода $\text{H}_{2}\text{S}$. Сероводород является отличным кандидатом на роль вещества $\text{X}$, так как при его горении образуется диоксид серы.
Проведем реакцию $\text{FeS}$ с соляной кислотой:
$\text{FeS} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_{2} + \text{H}_{2}\text{S} \uparrow$
Следовательно, вещество $\text{X}$ — это сероводород $\text{H}_{2}\text{S}$.

Шаг 3. Окисление вещества X (сероводорода) избытком кислорода.
При горении сероводорода в избытке кислорода сера окисляется до степени окисления $+4$, образуя сернистый газ $\text{SO}_{2}$, а водород образует воду:
$2\text{H}_{2}\text{S} + 3\text{O}_{2} \rightarrow 2\text{SO}_{2} + 2\text{H}_{2}\text{O}$

Ответ:
1) $\text{Na}_{2}\text{S} + \text{FeCl}_{2} \rightarrow \text{FeS} + 2\text{NaCl}$
2) $\text{FeS} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_{2} + \text{H}_{2}\text{S}$
3) $2\text{H}_{2}\text{S} + 3\text{O}_{2} \rightarrow 2\text{SO}_{2} + 2\text{H}_{2}\text{O}$

Источник: ФИПИ