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:

сероводород

Ионно-молекулярное уравнение:

3S2- + 8MnO4- + 28H2O = 3SO42- + 8MnO2 + 24H+ + 32OH- 

После приведения членов в обеих частях равенства, получим:

3S2- + 8MnO4- + 4H2O = 3SO42- + 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:

сероводород

Ионно-молекулярное уравнение:

S2- +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:

сероводород


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 ↔ Na2SO4 + 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+ + SO32- 

I ступень   SO32- + 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-

НSO3-2О   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:

степень гидролиза

Рассчитаем концентрацию ионов ОН-, получим:

[OH-] =  β . CM = (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.