ГДЗ Химия 9 класc Габриелян О.С. , Остроумов И.Г., Сладков С.А., 2018, §26 СЕРА
Во всех упражнениях
красным цветом приводится решение,
а фиолетовым ― объяснение.
ПРОВЕРЬТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1 Дайте характеристику элемента серы на основании его положения в Периодической системе Д.И.Менделеева.
1. Атомный номер серы Z=16, расположена в VIIА группе, в третьем периоде.
2. Заряд атомного ядра +16, оно содержит 16 протонов и 16 нейтронов. В электронной оболочке содержится 16 электронов. Схема распределения электронов по энергетическим уровням: 2ē; 8ē; 6ē.
3. Сера образует несколько простых веществ – неметаллов, следовательно, для неё характерно явление аллотропии.
4. Неметаллические свойства у серы выражены слабее, чем у хлора, но сильнее, чем у фосфора, что объясняется ростом радиуса атома в ряду F–Cl–Br.
5. Неметаллические свойства у серы выражены сильнее, чем у фосфора, но слабее чем у хлора, что связано с увеличением числа валентных электронов в ряду P–S–Cl.
6. Максимальная степень окисления серы равна +6, так как его атом содержит шесть валентных электронов. Формула высшего оксида серы – SO3. Это кислотный оксид, взаимодействует с водой, щелочами и основными оксидами:
SO3 + H2O = H2SO4
SO3 + Na2O = Na2SO4
SO3 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O
7. Гидроксид серы (VI) – серная кислота H2SO4 взаимодействует с основаниями, основными оксидами и солями:
H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O
H2SO4 + Na2O = Na2SO4 + H2O
H2SO4 + Na2CO3 = Na2SO4 + H2O + CO2
8. Формула летучего водородного соединения – H2S.


Упражнение 2 Расскажите о нахождении серы в природе. Как добывают самородную серу?
Сера в природе встречается в свободном состоянии, а также в форме сульфидов и сульфатов. Самородная сера встречается в жерлах потухших вулканов.
Назовите формулы серосодержащих минералов.
ZnS ― сфалерит (цинковая обманка), PbS ― галенит (свинцовый блеск), HgS ― киноварь, FeS2 ― железный колчедан, или пирит, CaSO4•2H2O ― гипс, CaSO4•0,5H2O ― алебастр, Na2SO4•10H2O ― глауберова соль, или мирабилит.

Упражнение 3 Охарактеризуйте аллотропные модификации серы, физические и химические свойства кристаллической серы. Ответ проиллюстрируйте уравнениями химических реакций.
Аллотропными модификациями серы являются кристалическая сера S8 и пластическая сера Sn.
В кристаллической сере молекулы состоят из восьми атомов, образующих замкнутое кольцо, поэтому это твёрдые, хрупкие, блестящие кристаллы лимонно-жёлтого цвета, нерастворимые в воде.
Пластическая сера образована длинными цепочками атомов, связанных друг с другом, представляет собой тягучую массу коричневого цвета, напоминающую по консистенции жевательную резинку. 

Химические свойства кристаллической серы.
Взаимодействует с металлами и водородом, проявляя окислительные свойства:
Zn + S = ZnS
Zn0 + S0 ⟶ Zn+2S-2
Восстановитель Zn0 -2ē ⟶ Zn+2           |2|2|1 ― процесс окисления 
Окислитель      S0 +2ē ⟶ S-2                |2|  |1 ― процесс восстановления

2Al + 3S = Al2S3
Al0 + S0 ⟶ Al2+3S-2
Восстановитель Al0 -3ē ⟶ Al+3             |3|6|2 ― процесс окисления 
Окислитель      S0 +2ē ⟶ S-2                |2|  |3 ― процесс восстановления


H2 + S ⇄ H2S
H20 + S0 ⟶ H2+1S-2
Восстановитель H20 -2ē ⟶ 2H+1           |2|2|1 ― процесс окисления 
Окислитель      S0 +2ē ⟶ S-2                 |2|  |1 ― процесс восстановления


Проявляет восстановительные свойства с простыми и сложными веществами:
S + O2 = SO2

S0 + O20 ⟶ S+4O2-2
Восстановитель S0 -4ē ⟶ S+4           |4|4|1 ― процесс окисления 
Окислитель      O20 +4ē ⟶ 2O-2         |4|  |1 ― процесс восстановления


S + 6HNO3 (конц.) = H2SO4 + 6NO2 + H2O
S0 + HN+5O3 ⟶ H2S+6O2 + N+4O2 + H2O
Восстановитель S0 -6ē ⟶ S+6           |6|6|1 ― процесс окисления 
Окислитель      N+5 +1ē ⟶ N+4          |1|  |6 ― процесс восстановления


S + 2H2SO4 = 3SO2 + 2H2O
S0 + H2S+6O4 ⟶ S+4O2 + H2O
S0 -4ē ⟶ S+4           |4|4|1 ― процесс окисления 
S+6 +2ē ⟶ S+4         |2|  |2 ― процесс восстановления

В приведённой реакции сера — восстановитель, а серная кислота (за счёт атомов серы в степени окисления +6) — окислитель.

ПРИМЕНИТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1 Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения по схеме: S → ZnS → H2S → SO2 → SO3 → H2SO4 → FeSO4 → BaSO4. Укажите тип каждой реакции по признаку числа и состава реагентов и образующихся веществ. Для реакций ионного обмена запишите также ионные уравнения реакций. Для окислительно-восстановительных реакций расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель.
S + Zn = ZnS Реакция соединения.
Схема окислительно-восстановительной реакции.
S0 + Zn0 ⟶ Zn+2S-2
Восстановитель Zn0 -2ē → Zn+2  |2|2|1 ― процесс окисления 
Окислитель S0 +2ē → S-2            
 |2|  |1 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы цинка и серы. Находим наименьшее общее кратное для чисел 2 и 2. Это число 2, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 2 и 2, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов цинка и серы. Множители 1 и 1 являются искомыми коэффициентами. Поскольку эти элементы изменили степень окисления полностью (в правой части схемы эти элементы ни в одном веществе не проявляют такую же степень окисления, как в исходном веществе) и разными являются индексы этих элементов в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому ставим коэффициент 1 (который обычно не пишем) перед формулой всех соединений.


ZnS + 2HCl = ZnCl2 + H2S↑    Реакция обмена.
ZnS + 2H+ + 2Cl- = Zn2+ + 2Cl- + H2S↑
ZnS + 2H+ = Zn2+ + H2S↑ 
 

2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O Реакция горения.
Схема окислительно-восстановительной реакции.
H2S-2 + O20 → S+4O2-2 + H2O-2
S-2 -6ē → S+4          |6|12|2 ― процесс окисления
O20 +4ē → 2O-2
       |4|   |3 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы серы и кислорода. Находим наименьшее общее кратное для чисел 6 и 4. Это число 12, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 6 и 4, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов серы и кислорода. Множители 2 и 3 являются искомыми коэффициентами. Поскольку элемент серы изменил степень окисления полностью (в правой части схемы эти элементы ни в одном веществе не проявляют такую же степень окисления, как в исходном веществе) и одинаковыми являются индексы элемента серы в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому ставим коэффициент 2 перед формулой двух соединений серы (Н2S, SO2). Поскольку часть атомов кислорода не восстановилась, а вошла в состав Н2О, поэтому ставим коэффициент 2 перед формулой кислорода О2Подбираем коэффициенты для остальных соединений.

В приведённой реакции сероводород (за счёт атомов серы в степени окисления -2) — восстановитель, а кислород — окислитель.

2SO2 + O2 ⇄ 2SO3 Реакция соединения.
Схема окислительно-восстановительной реакции.
S+4O2 + O20 ⇄ S+6O3-2
S+4 -2ē ⟶ S+6           |2|4|2 ― процесс окисления 
O20 +4ē ⟶ 2O-2       |4|  |1 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы серы и кислорода. Находим наименьшее общее кратное для чисел 2 и 4. Это число 4, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 2 и 4, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов серы и кислорода. Множители 2 и 1 являются искомыми коэффициентами. Поскольку элементы изменили степень окисления полностью (в правой части схемы эти элементы ни в одном веществе не проявляют такую же степень окисления, как в исходном веществе) и одинаковыми являются индексы элемента серы в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому ставим коэффициент 2 перед формулой двух соединений серы (SO2, SO3), а разными являются индексы элемента кислорода в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому ставим коэффициент 1 (который обычно не пишем) перед формулой кислорода О2.

В приведённой реакции оксид серы (IV) (за счёт атомов серы в степени окисления +4) — восстановитель, а кислород— окислитель.

SO3 + H2O = H2SO4 Реакция соединения.

H2SO4 + Fe(OH)2 = FeSO4 + 2H2O Реакция обмена.
2H+ + SO42- + Fe(OH)2 = Fe2+ + SO42- + 2H2O
2H+ + Fe(OH)2 = Fe2+ + 2H2O
 

FeSO4 + BaCl2 = FeCl2 + BaSO4  Реакция обмена.
Fe2+ + SO42- + Ba2+ + 2Cl- = Fe2+ + 2Cl- + BaSO4
Ba2+ + SO42- = BaSO4↓ 


Упражнение 2 При взаимодействии 3,08 г металла с избытком серы получили 4,2 г сульфида этого металла в степени окисления +2. Какой металл был взят в реакцию?
Дано: Решение m(Me)=3,08 г, m(MeS)=4,2 г
Найти: металл Ме-?

1-й способ
По условию задачи получили сульфид металла в степени окисления +2, поэтому общее уравнение реакции примет вид:
Me + S = MeS
Обозначим молярную массу искомого металла через х, то есть M(Me)=х г/моль, тогда M(MeS)=M(Me)+M(S)=х+32 г/моль
n(Me)=m(Me)/M(Me)=3,08/х моль
n(MeS)=m(MeS)/M(MeS)=4,2/(х+32) моль
По уравнению реакции n(Me)=n(MeS), поэтому составляем алгебраическое уравнение и решаем его:
3,08/х=4,2/(х+32), по свойству пропорции имеем:
3,08(х+32)=4,2х
3,08х + 98,56=4,2х
4,2х-3,08х=98,56
1,12х=98,56
х=98,56:1,12
х=88, то есть M(Me)=88 г/моль. Такую молярную массу имеет металл стронций.

2-й способ
1. По условию задачи получили сульфид металла в степени окисления +2, поэтому общее уравнение реакции примет вид:
3,08 г        4,2 г
Me  +  S = MeS
х г           (х + 32) г

Над формулами соединений Ме и МeS записываем заданные в условии задачи массу металла (3,08 г) и массу сульфида металла (4,2 г), а под формулами соединений ― массу соответствующего количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярные массы и, соответственно, массы 1 моль.

Обозначим молярную массу искомого металла через х, то есть
М(Ме)=х г/моль, масса 1 моль=х г
M(MeS)=M(Me)+M(S)=х+32 г/моль, масса 1 моль=х+32 г
2. Молярную массу искомого металла рассчитываем с помощью пропорции:
3,08 / х = 4,2 / (х+32), отсюда по свойству пропорции имеем
х • 4,2 = 3,08 • (х+32)

4,2х =3,08х+98,56
1,12х=98,56
х=98,56:1,12
х=88, то есть M(Me)=88 г/моль. Такую молярную массу имеет металл стронций.

Ответ: стронций

Упражнение 3 Продукт взаимодействия 0,46 г натрия и 0,85 г серы обработали 35 мл воды, полученную смесь профильтровали. Какое вещество оказалось в растворе и какова его массовая доля?
Дано: m(Na)=0,46 г, m(S)=0,85 г, V(H2O)=35 мл
Найти: ω(Na2S)—?
Решение
1. Количество вещества  натрия и серы рассчитываем по формуле: ʋ=m/M, где M=Mr г/моль.
M(Na)=23 г/моль, M(S)=32 г/моль
ʋ(Na)=m(Na)/M(Na)=0,46 г : 23 г/моль=0,02 моль

ʋ(S)=m(S)/M(S)=0,85 г : 32 г/моль=0,027 моль
2. Составим химическое уравнение:
2Na + S = Na2S
По уравнению реакции 2 моль натрия реагирует с 1 моль серы , поэтому с 0,02 моль натрия прореагирует в два раза меньшее количество вещества серы, то есть 0,01 моль. По условию задачи имеем 0,027 моль серы, следовательно сера взята в избытке, она реагирует не полностью, поэтому расчеты будем проводить по данным натрия.

По уравнению реакции количество вещества сульфида натрия в 2 раза меньше количества вещества натрия, поэтому:
ʋ(Na2S)=ʋ(Na):2=0,02 моль:2=0,01 моль

3.Массу сульфида натрия в количестве вещества 0,01 моль рассчитываем по формуле: ʋ=m/M, где M=Mr г/моль.
M
(Na2S)=78 г/моль
m(Na2S)=ʋ(Na2S)M(Na2S)=0,01 моль  78 г/моль=0,78 г

4. Рассчитываем массу воды:
m(Н2О)=ρ(Н2О)V(Н2О)=1 г/мл•35 мл=35 г. Поскольку ρ(Н2О)=1 г/мл, то для воды объём численно равен массе, поэтому данное действие не является обязательным.
5. Рассчитываем массу раствора:
m(раствора)=m2О)+m(Na2S)=35 г + 0,78 г=35,78 г

6. Вычисляем массовую долю сульфида натрия в полученном растворе:
ω(Na2S)=m(Na2S):m(раствора)•100%=0,78 г:35,78 г•100%=2,18%
Ответ: 2,18% сульфида натрия.


ВЫРАЗИТЕ МНЕНИЕ
О производстве какого соединения серы упоминается в романе Жюля Верна "Таинственный остров"?
В романе Жюля Верна "Таинственный остров" упоминается о производстве серной кислоты.
Цитата из книги: "При получении серной кислоты промышленным путем требуются различные дорогостоящие аппараты. Строится специально предназначенное для них здание, приобретаются специальные приборы, платиновые тигли, камеры, в которых происходит преобразование, изнутри покрываются свинцом, который не поддается разрушительному действию кислот. У инженера не было ничего подобного, но он знал, что в некоторых местах, в частности в Богемии, серную кислоту изготовляют более простым способом, причем она получается даже более концентрированной. Таким именно простым способом получается дымящаяся серная кислота, известная под названием нордгаузенской, или олеума. Для того чтобы получить серную кислоту, Смит должен был провести еще одну операцию: подвергнуть действию высокой температуры в герметически закрытом сосуде кристаллы сернокислого железа, или железного купороса, чтобы серная кислота выделилась в виде паров. Сгустившись, эти пары превратятся в серную кислоту. Для прокаливания сернокислого железа и понадобились огнеупорные тигли, в которые положили кристаллы, затем герметически закупорили крышками и поставили в печь, где поддерживалась очень высокая температура, для перегонки. Операция и на этот раз удалась, и 20 мая, через двенадцать дней после начала работ, инженер имел уже довольно большое количество серной кислоты, которую он рассчитывал применять довольно часто".
Похожие новости
%USERNAME%, оставишь комментарий?
Имя:*
E-Mail:


В каком классе вы учитесь?