ГДЗ по химии 9 класс, базовый уровень учебник Габриелян, Остроумов — страница 85

   В результате эксперимента вы наблюдали выпадение нерастворимого в воде осадка белого цвета — сульфата бария.

   Na₂SO₄ + BaCl₂ = 2NaCl + BaSO₄↓
   2Na⁺ + SO₄²⁻ + Ba²⁺ + 2Cl⁻ = 2Na⁺ + 2Cl⁻ + BaSO₄↓
   Ba²⁺ + SO₄²⁻ = BaSO₄↓

   Сера образует два оксида — оксид серы (IV) и оксид серы (VI). Оба эти оксида проявляют кислотный характер.
   Оксид серы (IV) SO₂ (диоксид серы, или сернистый газ) представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом.
   Оксид серы (IV) хорошо растворяется в воде. Такой раствор называют сернистой кислотой.
   Если в ложечку для сжигания веществ поместить порошок серы объемом с горошину и поджечь его, то можно заметить небольшое синеватое пламя. Если внести горящую серу в колбу с кислородом и налитой на дно водой, то можно увидеть, что сера разгорается ярким синим пламенем. При этом колба заполняется белым дымом, который хорошо растворяется в воде и окрашивает раствор лакмуса в красный цвет, так как образуется сернистая кислота:

      SO₂ + H₂O ⇄ H₂SO₃

   Оксид серы (IV) как кислотный оксид взаимодействует с основными оксидами и щелочами с образованием солей сернистой кислоты — сульфитов:

      SO₂ + CaO = CaSO₃
      SO₂ + KOH = K₂SO₃ + H₂O

   Окислительные свойства сернистого газа выражены слабо, и только в отношении сильных восстановителей. Например, в жерлах вулканов сероводород окисляется оксидом серы (IV) до свободной серы:

      2H₂S⁻² + S⁺⁴O₂ = 3S⁰↓ + 2H₂O

   Восстановительные свойства сернистого газа выражены слабо, и только по отношению к сильным окислителям. Пропускание сернистого газа через горячую концентрированную азотную кислоту приводит к образованию другой кислоты — серной:

      S⁺⁴O₂ + 2HN⁺⁵О₃ = H₂S⁺⁶O₄ + 2N⁺⁴O₂↑

   В реакции соединения с хлором оксид серы (IV) также проявляет восстановительные свойства:

      S⁺⁴O₂ + Сl₂⁰ = S⁺⁶O₂Cl₂⁻¹

   Оксид серы (VI) SO₃ представляет собой бесцветную жидкость. Основной способ его получения — это окисление оксида серы (IV) кислородом в присутствии катализатора:

      2SO₂ + O₂ ⇄ 2SO₃

   Оксид серы (VI) проявляет ярко выраженные кислотные свойства. При взаимодействии с водой он образует одну из самых сильных кислот — серную:

      SO₃ + H₂O = H₂SO₄

   В результате реакции оксида серы (VI) со щелочами образуются соли серной кислоты — сульфаты:

      SO₃ + 2NaOH = Na₂SO₄ + H₂O

   Сернистая кислота H₂SO₃ — неорганическая кислота средней силы, которая существует только в разбавленных водных растворах. При попытке выделить эту кислоту в чистом виде или при незначительном нагревании раствора происходит разложение вещества, т. е. реакция, обратная образованию кислоты из оксида серы (VI) и воды:

      H₂SO₃ = SO₂↑ + H₂O

   Сернистая кислота, как и соответствующий ей оксид серы (VI), проявляет сильные восстановительные свойства и также применяется для отбеливания различных материалов.
   Соли сернистой кислоты — сульфиты. Большинство солей сернистой кислоты малорастворимо или нерастворимо в воде. Исключения составляют растворимые сульфиты щелочных металлов и аммония.
   При действии на сульфиты сильных кислот в результате реакции ионного обмена образуется сернистая кислота, которая при незначительном нагревании распадается на воду и сернистый газ. Эту реакцию используют для лабораторного получения оксида серы (IV).
   Благодаря наличию атомов серы в степени окисления +4 сульфиты металлов проявляют сильные восстановительные свойства. Как восстановитель сульфит натрия используют для удаления избытка хлора после отбеливания тканей:

      Na₂S⁺⁴O₃ + Cl₂⁰ + H₂O = Na₂S⁺⁶O₄ + 2HCl⁻¹

   При взаимодействии с катионами бария сульфит-ионы образуют белый кристаллический осадок сульфита бария BaSO₃:

      BaCl₂ + Na₂S⁺⁴O₃ = BaSO₃↓ + 2NaCl
      Ba²⁺ + SO₃²⁻ = BaSO₃↓

   Это качественная реакция на сульфит-ионы. Сульфит бария растворяется в разбавленных соляной и азотной кислотах с выделением газообразного оксида серы SO₂, например:

      BaSO₃ + 2HNO₃ = Ba(NO₃)₂ + SO₂↑ + 2H₂O

   Серная кислота H₂SO₄ — один из основных продуктов химического производства. За год в мире получают почти 250 млн т этого вещества — в среднем около 30 кг на каждого жителя Земли!
   Концентрированная серная кислота представляет собой бесцветную вязкую жидкость. Она хорошо растворяется в воде.
   В разбавленном водном растворе серная кислота — сильный электролит. Такой раствор проявляет все свойства кислот, обусловленные присутствием катиона водорода H⁺.
   В таких реакциях серная кислота является окислителем за счёт атомов серы в высшей степени окисления +6, поэтому в результате взаимодействия образуются продукты восстановления серы. Например, медь реагирует с концентрированной серной кислотой в соответствии с уравнением:

      Cu + 2H₂SO₄(конц.) = CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

   Чем активнее металл, тем сильнее восстанавливается атом серы. Помимо оксида серы (IV), продуктами восстановления серной кислоты могут быть сера или сероводород.
   Некоторые металлы, например, алюминий, железо, хром, пассивируются концентрированной серной кислотой при комнатной температуре. Всё дело в том, что в результате окисления на поверхности металла образуется тончайшая защитная плёнка, предохраняющая его от дальнейшего разрушения.
   Соли серной кислоты — сульфаты. В противоположность сульфитам большинство солей серной кислоты (за исключением сульфатов щелочноземельных металлов и свинца) растворимо в воде. Сульфаты склонны к образованию кристаллогидратов (например, медный купорос CuSO₄ · 5H₂O, железный купорос FeSO₄ · 7H₂O, глауберова соль Na₂SO₄ · 10H₂O).
   Качественной реакцией на сульфат-ион (серную кислоту и её растворимые соли) служит взаимодействие с раствором хлорида или нитрата бария.

      Ba²⁺ + SO₄²⁻ = BaSO₄↓

   В отличие от сульфита бария, сульфат бария не растворяется в кислотах.

   Свойства концентрированной серной кислоты значительно отличаются от свойств разбавленной.
   Во-первых, концентрированная серная кислота — сильное водоотнимающее средство. Она обугливает бумагу, древесину, оставляет на коже глубокие, долго не заживающие ожоги.
   Во-вторых, концентрированная серная кислота — сильный окислитель. Она способна взаимодействовать с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений как до, так и после водорода.

   При разбавлении серную кислоту приливают в воду, а не наоборот. Такой порядок смешивания веществ обусловлен тем, что при растворении серной кислоты в воде выделяется большое количество теплоты и порция воды, добавленная в кислоту, может закипеть, разбрызгивая едкую жидкость.

а) S → SO₂ → SO₃ → Na₂SO₄ → BaSO₄
    O₂⁰ + S⁰ = S⁺⁴O₂⁻²↑

    2S⁺⁴O₂ + O₂⁰ ⇄ 2S⁺⁶O₃⁻²

    Na₂O + SO₃ = Na₂SO₄
    Na₂SO₄ + BaCl₂ = 2NaCl + BaSO₄
    2Na⁺ + SO₄²⁻ + Ba²⁺ + 2Cl⁻ = 2Na⁺ + 2Cl⁻ + BaSO₄↓
    Ba²⁺ + SO₄²⁻ = BaSO₄↓

б) H₂SO₄ → SO₂ → K₂SO₃ → MgSO₃ → SO₂

    Cu⁰ + 2H₂S⁺⁶O₄(конц) = Cu⁺²SO₄ + S⁺⁴O₂↑ + 2H₂O

    SO₂ + K₂O = K₂SO₃
    K₂SO₃ + MgCl₂ = MgSO₃↓ + 2KCl
    2K⁺ + SO₃²⁻ + Mg²⁺ + 2Cl⁻ = MgSO₃↓ + 2K⁺ + 2Cl⁻
    SO₃²⁻ + Mg²⁺ = MgSO₃↓
    MgSO₃ ^t→ SO₂ + MgO

Дано:
   ω(K) = 49,4%
   ω(S) = 20,2%
   ω(O) = 30,4%
   K_xS_yO_z — ?

Решение:
   Примем массу образца за 100 г, тогда:
   m(K) = 49,4 г
   m(S) = 20,2 г
   m(O) = 30,4 г

   Найдем количество вещества каждого элемента:
   n(K) = 49,4 г/39 г∕моль ≈ 1,263 моль
   n(S) = 20,2 г/32 г∕моль ≈ 0,629 моль
   n(O) = 30,4 г/16 г∕моль ≈ 1,900 моль

   найдем соотношение атомов:
   K = 1,263/0,629 ≈ 2
   S = 0,629/0,629 ≈ 1
   O = 1,900/0,629 ≈ 3

   Соответственно формула вещества: K₂SO₃.

Дано:
   н. у.
   m_р-ра(H₂SO₄) = 1960 г
   ω(H₂SO₄) = 5% = 0,05
   V(NH₃) = 2,24 л
   ω(NH₄HSO₄) — ?

Решение:
Рассчитаем массу серной кислоты и найдем её количество вещества:
   m(H₂SO₄) = ω(H₂SO₄) · m_р-ра = 0,05 · 1960 г = 98 г
   n(H₂SO₄) = m(H₂SO₄)/M(H₂SO₄) = 98 г/98 г∕моль = 1 моль

Рассчитаем количество вещества аммиака:
   n(NH₃) = V(NH₃)/Vₘ = 2,24 л/22,4 л∕моль = 0,1 моль

Так как количество вещества кислоты больше, значит серной кислоты она в избытке и реакция протекает следующим образом:
   H₂SO₄ + NH₃ = NH₄HSO₄

Найдем количество вещества соли, согласно уравнению реакции:
   n(NH₄HSO₄) = n(NH₃) = 0,1 моль

Найдем массу раствора:
   m_р-ра = m_р-ра(H₂SO₄) + m(NH₃) = 1960 г + (14 + 1 · 3) г/моль · 0,1 моль = 1961,7 г

Найдем массу образовавшейся соли:
   m(NH₄HSO₄) = n(NH₄HSO₄) · M(NH₄HSO₄) = 0,1 моль · (14 + 5 · 1 + 32 + 16 · 4) г/моль = 115 г

   Найдем массовую долю соли в растворе:
   ω(NH₄HSO₄) = m(NH₄HSO₄)/mₚ₋ₚₐ · 100% = 115 г/1961,7 г · 100% = 5,8%

   Ответ: ω(NH₄HSO₄) = 5,8%.

Дано:
   m_{2 пластинки} − m_{1 пластинки} = 0,4 г
   m(Cu) — ?

Решение:
   Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu
   Обозначим количество вещества железа за x моль
По уравнению реакции n(Cu) = n(Fe) = x моль
   m(Cu) − m(Fe) = n(Cu) · M(Cu) − n(Fe) · M(Fe) = 0,4
   64 · x − 56 · x = 0,4
   8 · x = 0,4
   x = 0,005 моль
   n(Cu) = n(Fe) = x моль = 0,005 моль
Найдем массу меди:
   m(Cu) = n(Cu) · M(Cu) = 0,005 моль · 64 г/моль = 3,2 г

   Ответ: масса выделившейся меди равна 3,2 г.