Решебник по химии 9 класс. Рудзитис ФГОС §20

Свойства и применение серы

Стр. 83

Вопросы

1. В виде каких минералов сера встречается в природе?

В природе сера встречается как в самородном состоянии, так и в составе различных соединений.

Основные минералы, содержащие серу:

– Пирит (FeS₂) — сульфид железа, широко распространённый в осадочных и магматических породах.

– Киноварь (HgS) — сульфид ртути, используется для получения ртути.

– Галени́т (PbS) — сульфид свинца, важный источник свинца.

– Сфалерит (ZnS) — сульфид цинка.

– Антимонит (Sb₂S₃) — сульфид сурьмы.

– Гипс (CaSO₄·2H₂O) и ангидрит (CaSO₄) — сульфаты кальция, важны для строительства и промышленности.

– Барит (BaSO₄) — сульфат бария.

– Мирабилит (Na₂SO₄·10H₂O) — сульфат натрия.

– Самородная сера (S) — встречается вблизи вулканов и в осадочных породах.

2. Как зависят окислительные свойства элементов A-групп от радиуса атома?

Окислительные свойства элементов A-групп (главных подгрупп) зависят от радиуса атома следующим образом:

Чем меньше радиус атома, тем сильнее его способность быть окислителем.

Это объясняется тем, что при меньшем радиусе атома его внешние электроны ближе к ядру и находятся под большим притяжением. Поэтому такой атом легче присоединяет электроны от других веществ (т. е. восстанавливается сам и окисляет другие вещества).

Например, в группе 16 (VI A) элементы располагаются так: O, S, Se, Te, Po. У кислорода наименьший радиус, и он — самый сильный окислитель. С ростом радиуса (вниз по группе) окислительные свойства ослабевают.

3. Какие химические свойства характерны для кислорода?

Кислород — активный окислитель. Его химические свойства включают:

– Реакции соединения с металлами:

(2Mg + O₂ → 2MgO) — образование оксида магния

– Реакции с неметаллами:

(C + O₂ → CO₂) — горение углерода

(4P + 5O₂ → 2P₂O₅) — горение фосфора

– Реакции с органическими веществами (горение):

(CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O) — полное сгорание метана

– Реакции с водородом:

(2H₂ + O₂ → 2H₂O) — образование воды

– Образование пероксидов:

(2Na + O₂ → Na₂O₂) — образование пероксида натрия

Кислород участвует в окислительно-восстановительных реакциях и способен проявлять степень окисления –2 (в большинстве соединений), а также –1 (в пероксидах) и положительные значения (+1, +2) в редких соединениях с фтором.

Стр. 85

Подумай, ответь, выполни

1. Объясните, в каких случаях сера может проявлять свойства окислителя, а в каких — восстановителя. Приведите примеры.

Сера может проявлять свойства окислителя, если она принимает электроны от других веществ. Это происходит, когда сера взаимодействует с металлами или водородом, например:

(2Al + 3S → Al₂S₃)

В этом уравнении алюминий отдаёт электроны (восстановитель), а сера принимает их и превращается в ион S²⁻ (окислитель).

Свойства восстановителя сера проявляет в тех случаях, когда она отдает электроны более электроотрицательному элементу. Яркий пример — реакция с фтором:

(S + 3F₂ → SF₆)

Здесь сера теряет электроны (в степени окисления от 0 до +6) и становится восстановителем.

2. Составьте уравнения реакций получения из простых веществ сульфида лития, сульфида цинка и хлорида серы(II). Для каждой реакции составьте электронный баланс. Сделайте вывод об окислительно-восстановительных свойствах серы.

а) Сульфид лития:

(2Li + S → Li₂S)

Баланс:

Li⁰ - 1e⁻ → Li⁺

S⁰ + 2e⁻ → S²⁻

Сера здесь — окислитель.

б) Сульфид цинка:

(Zn + S → ZnS)

Баланс:

Zn⁰ - 2e⁻ → Zn²⁺

S⁰ + 2e⁻ → S²⁻

Сера — окислитель.

в) Хлорид серы(II):

(S + Cl₂ → SCl₂)

Баланс:

S⁰ - 2e⁻ → S²⁺

Cl⁰ + 1e⁻ → Cl⁻

Сера — восстановитель.

Вывод: сера может быть и окислителем, и восстановителем в зависимости от партнёра по реакции.

3. При образовании из простых веществ 1 моль оксида серы(IV) выделяется теплота в количестве 332,8 кДж. Сколько выделится теплоты при сгорании 1 г серы?

1 моль серы (S) = 32 г

Теплота на 32 г = 332,8 кДж

На 1 г:

332,8 кДж ÷ 32 = 10,4 кДж

Ответ: при сгорании 1 г серы выделится 10,4 кДж теплоты.

Стр. 85

Тестовые задания

1. Установите соответствие между приведённой схемой химической реакции и примером, иллюстрирующим её.

1. S⁰ → S⁻²

2. S⁺⁴ → S⁺⁶

3. S⁰ → S⁺⁴

4. S⁻² → S⁰

А. 2H₂S + 3O₂ = 2SO₂ + 2H₂O

Б. H₂ + S = H₂S

В. 2SO₂ + O₂ = 2SO₃

Г. S + O₂ = SO₂

Д. 2H₂S + SO₂ = 3S + 2H₂O

Разберём каждую схему и найдём подходящий пример:

S⁰ → S⁻²

Это восстановление серы: она принимает электроны, понижает степень окисления. Это происходит, когда сера превращается в сульфиды, например:

Б. H₂ + S → H₂S

(Степень окисления серы в H₂S = –2)

Ответ: 1 — Б

S⁺⁴ → S⁺⁶

Это окисление: сера повышает степень окисления. Такое происходит при превращении диоксида серы (SO₂) в триоксид серы (SO₃):

В. 2SO₂ + O₂ → 2SO₃

Ответ: 2 — В

S⁰ → S⁺⁴

Это тоже окисление, но до промежуточной степени +4. Например:

Г. S + O₂ → SO₂

Ответ: 3 — Г

S⁻² → S⁰

Это окисление: сера теряет электроны и переходит из сульфидной формы в простую.

А. 2H₂S + 3O₂ → 2SO₂ + 2H₂O

Ответ: 4 — А

S⁻² → S⁰ → S⁺⁴

Это сложная цепочка: сначала восстановление до простого вещества, потом — окисление.

Д. 2H₂S + SO₂ → 3S + 2H₂O

(в H₂S сера — –2, в SO₂ — +4, а в результате образуется S⁰)

Ответ: 5 — Д

Итоговые пары: 1 — Б

2 — В

3 — Г

4 — А

5 — Д

2. Бинарные соединения серы с металлами называют

1. сульфатами

2. сульфитами

3. сульфидами

4. сернистыми металлами

Правильный ответ: 3) сульфидами

Обоснование: Бинарные соединения (только два элемента) серы и металлов — это сульфиды. Например, FeS, ZnS, PbS.

Сульфаты (SO₄²⁻) и сульфиты (SO₃²⁻) — это кислородсодержащие соли.