Характеристика окислительно-восстановительных свойств серы на примере сероводорода и оксида серы Ⅳ

 

 

 

Задача 855.
Какие свойства проявляет сероводород при взаимодействии с водными растворами КМnO₄, Н₂O₂, NaОН?
Решение:
а) При взаимодействии с водным раствором перманганата калия сероводород проявляет свойства восстановителя, окисляясь при этом S-2 до S+6:

3H₂S +  8KMnO + 4H₂O ↔
↔ 8MnO₂↓+ 3H₂SO₄ + 8KOH.

Уравнения ионно-молекулярного баланса:

Ионно-молекулярное уравнение:

3S^2- + 8MnO₄^- + 28H₂O =
=3SO₄^2- + 8MnO₂ + 24H⁺ + 32OH^-. 

После приведения членов в обеих частях равенства, получим:

3S^2- + 8MnO₄^- + 4H₂O =
= 3SO₄^2- + 8MnO₂ +8OH^-. 

Молекулярная форма:

3H₂S +  8KMnO + 4H₂O ↔  8MnO₂↓ + 3H₂SO₄ + 8KOH.

б) При взаимодействии с пероксидом водорода сероводород проявляет свойства восстановителя, окисляясь при этом S^-2 до S⁰:

H₂S + Н₂О₂ = S↓ + 2H₂O.

Уравнения ионно-молекулярного баланса:

Ионно-молекулярное уравнение:

S^2- +H₂O₂ + 2H⁺ = S0 + 2H₂O.

Молекулярная форма:

H₂S + H₂O₂ = S↓ + 2H₂O.

в) С гидроксидом натрия сероводород проявляет свойства кислоты, вступает в реакцию нейтрализации:

H₂S +NaOH = NaHS + H₂O.

---

Задача 856. 
Закончить уравнения реакций:

---

Задача 857. 
Привести примеры реакций получения SO₂, которые: а) сопровождаются изменением степени окисленности серы; б) не сопровождаются изменением степени окисленности серы.
Решение:
а) Примеры реакций получения SO₂, сопровождающиеся изменением степени окисления серы:

1). S + O₂ ↔ SO₂

Здесь сера выступает в качестве восстановителя, повышая свою степень окисления от 0 до +4;

2). 4FeS₂ + 11O₂ ↔ 2Fe₂O₃ + 8SO₂↑.

 Здесь сера выступает в качестве восстановителя, повышая свою степень окисления от -2 до +4.

б) Пример реакции получения SO₂, не сопровождающийся изменением степени окисления серы:

Na₂SO₃ + H₂SO₄ ↔ Na₂SO_{4 +} SO₂↑+ H₂O.

---

Задача 858. 
Какова реакция среды в растворах Na₂SO₃ и NaHSO₃? Вычислить рH 0,001 М раствора Na₂SO₃.
Решение:
1). Na₂SO₃ - средняя соль, а NaHSO₃ – кислая соль сильного основания (гидроксида натрия) и слабой кислоты (угольной кислоты), которые гидролизуются по аниону:
а) Na₂SO₃ ↔ 2Na⁺ + SO₃^2- 

I ступень:   
SO₃^2- + Н₂О ↔ HSO₃^- + OH^-  (ионно-молекулярная форма);                

Na₂SO₃ + Н₂О  ↔ NaНSO₃ + NaOH  (молекулярная форма).

II ступень:
HSO₃^- + Н₂О  ↔ Н₂SO₃ + OH^- (ионно-молекулярная форма);

NaНSO₃ + Н₂О  ↔ Н₂SO₃ + NaOH (молекулярная форма).

Преимущественно соль гидролизуется по первой ступени. При гидролизе образуется избыток ионов ОН-, которые придают раствору основную среду, рН > 7.

б) NaHSO₃  ↔ Na⁺ + НSO₃^-

НSO₃^- +Н₂О  ↔ H₂SO₃ + OH^- (ионно-молекулярная форма);
NaНSO₃ + Н₂О  ↔ Н₂SO₃ + NaOH (молекулярная форма).

Таким образом, гидролиз Na₂SO₃ и NaHSO₃ протекает по аниону с образованием избытка гидроксид-ионов, что придаёт раствору основную среду.

2). Рассчитаем рН 0,001 М раствора Na₂SO₃.

Находим степень гидролиза, получим:

Рассчитаем концентрацию ионов ОН-, получим:

[OH^-] =  β ^. C_M = (1,585 ^. 10^-2)  ^. 10^-3 =
= 1,585 ^. 10^-5 моль/л.

Рассчитаем рОН раствора, получим:

рОН = -lgOH = -lg1,585 ^. 10-5 =
= 5 - lg1,585 = 5 – 0,20 = 4,8.

Рассчитаем рН раствора, получим:

pH = 14 – pOH = 14 – 4,8 = 9,2.

Ответ: 9,2.

---