Контрольные задания > 57 Дана схема превращений: SO₂ → K₂SO₃ → X → SO₂ HCl
Вопрос:

57 Дана схема превращений: SO₂ → K₂SO₃ → X → SO₂ HCl

Смотреть решения всех заданий с листа

Ответ:

Решение:

Данная схема описывает химические превращения. Нам нужно определить вещество X.

  1. Первая стадия: \( SO_2 \) (диоксид серы) реагирует с чем-то, образуя \( K_2SO_3 \) (сульфит калия). Диоксид серы является кислотным оксидом и реагирует с основаниями или их солями. Чтобы получить сульфит калия, \( SO_2 \) должен прореагировать с щёлочью, например, гидроксидом калия (KOH), или с оксидом калия (K₂O).
    \( SO_2 + 2KOH \rightarrow K_2SO_3 + H_2O \)
  2. Вторая стадия: \( K_2SO_3 \) (сульфит калия) превращается в вещество X.
  3. Третья стадия: вещество X реагирует с \( HCl \) (соляной кислотой) и образует \( SO_2 \) (диоксид серы). Это указывает на то, что вещество X должно быть солью слабой кислоты (сернистой кислоты \( H_2SO_3 \)), которая при взаимодействии с сильной кислотой (HCl) выделяет соответствующий ангидрид (SO₂). Таким образом, X может быть сульфитом калия (K₂SO₃) или гидросульфитом калия (KHSO₃).
  4. Рассмотрим оба варианта для X:
    • Если X = \( K_2SO_3 \), то реакция с HCl будет: \( K_2SO_3 + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2O + SO_2 \uparrow \). Это соответствует условию.
    • Если X = \( KHSO_3 \) (гидросульфит калия), то реакция с HCl будет: \( KHSO_3 + HCl \rightarrow KCl + H_2O + SO_2 \uparrow \). Это также соответствует условию.
  5. Вернёмся к первой стадии: \( SO_2 \rightarrow K_2SO_3 \). Это означает, что \( K_2SO_3 \) является промежуточным продуктом.
  6. Следовательно, в схеме \( SO_2 \rightarrow K_2SO_3 \rightarrow X \rightarrow SO_2 \) веществом X является сульфит калия \( K_2SO_3 \) или гидросульфит калия \( KHSO_3 \). Так как \( K_2SO_3 \) уже указан как предшественник, то X скорее всего является другим соединением, которое при реакции с HCl дает SO₂.
  7. Один из наиболее вероятных путей: \( SO_2 \rightarrow K_2SO_3 \rightarrow KHSO_3 \rightarrow SO_2 \) (с HCl), или \( SO_2 \rightarrow KHSO_3 \rightarrow K_2SO_3 \rightarrow SO_2 \). Однако, в данной схеме \( SO_2 \) преобразуется в \( K_2SO_3 \), а затем в X.
  8. Учитывая, что \( K_2SO_3 \) реагирует с HCl, выделяя SO₂, то X может быть как \( K_2SO_3 \), так и \( KHSO_3 \). Но если \( K_2SO_3 \) — это уже пройденный этап, то X — это следующее вещество.
  9. Наиболее логичным продолжением схемы является превращение сульфита калия в гидросульфит калия, или наоборот, но в данном контексте, если \( K_2SO_3 \) — это уже продукт, то X — это либо \( K_2SO_3 \) (если схема предполагает разные условия для одной и той же формулы), либо \( KHSO_3 \).
  10. Если принять, что \( SO_2 \rightarrow K_2SO_3 \) — это образование соли, то следующая стадия может быть образованием кислой соли: \( K_2SO_3 + SO_2 + H_2O \rightarrow 2KHSO_3 \) (образование гидросульфита), или \( K_2SO_3 \rightarrow X \rightarrow SO_2 \).
  11. При взаимодействии \( K_2SO_3 \) с \( HCl \), можно получить \( SO_2 \). Если \( X = K_2SO_3 \), то реакция \( K_2SO_3 + HCl \rightarrow SO_2 \) возможна (но более вероятно образование KCl и KHSO₃ или H₂SO₃).
  12. Рассмотрим стандартные превращения: \( SO_2 \xrightarrow{KOH} K_2SO_3 \xrightarrow{HCl} ? \). Сульфит калия при реакции с сильной кислотой (HCl) образует сернистую кислоту \( H_2SO_3 \), которая неустойчива и разлагается на \( SO_2 \) и \( H_2O \).
  13. Таким образом, если X - это сернистая кислота, то реакция будет: \( K_2SO_3 + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2SO_3 \rightarrow H_2O + SO_2 \uparrow \).
  14. В таком случае, X может быть обозначено как \( H_2SO_3 \) или как промежуточное образование, ведущее к \( SO_2 \) при реакции с \( HCl \).
  15. Однако, учитывая, что в схеме \( K_2SO_3 \) → X → \( SO_2 \), и реакция с \( HCl \) происходит на последнем этапе, то X должно быть тем соединением, которое при реакции с \( HCl \) дает \( SO_2 \).
  16. Это может быть \( K_2SO_3 \) или \( KHSO_3 \). Если \( X = K_2SO_3 \), то: \( SO_2 \rightarrow K_2SO_3 \rightarrow K_2SO_3 \xrightarrow{HCl} SO_2 \). Это представляется менее вероятным, так как вещество не меняется.
  17. Если \( X = KHSO_3 \), то: \( SO_2 \rightarrow K_2SO_3 \rightarrow KHSO_3 \xrightarrow{HCl} SO_2 \). Это более вероятно.
  18. В первой стадии \( SO_2 \) с \( KOH \) образует \( K_2SO_3 \).
  19. Во второй стадии \( K_2SO_3 \) с \( SO_2 \) и \( H_2O \) образует \( KHSO_3 \).
  20. В третьей стадии \( KHSO_3 \) с \( HCl \) образует \( KCl \), \( H_2O \) и \( SO_2 \).
  21. Если же первая стадия — это \( SO_2 + 2KOH \rightarrow K_2SO_3 + H_2O \), то \( K_2SO_3 \) — продукт.
  22. Далее, \( K_2SO_3 \) → X.
  23. И X + \( HCl \) → \( SO_2 \).
  24. Наиболее вероятным веществом X является сернистая кислота \( H_2SO_3 \), которая образуется при реакции \( K_2SO_3 \) с \( HCl \) (или, как промежуточное звено, при реакции \( K_2SO_3 \) с сильной кислотой).
  25. Тогда схема: \( SO_2 \rightarrow K_2SO_3 \rightarrow H_2SO_3 \xrightarrow{HCl} SO_2 \).
  26. Но если \( K_2SO_3 \) реагирует с \( HCl \) для получения \( SO_2 \), то X может быть \( K_2SO_3 \).
  27. Или, \( K_2SO_3 \) реагирует с \( HCl \) до \( KHSO_3 \), а \( KHSO_3 \) реагирует с \( HCl \) до \( SO_2 \).
  28. Исходя из типичных школьных задач, если \( K_2SO_3 \) → X → \( SO_2 \) при реакции с \( HCl \), то X — это либо \( K_2SO_3 \), либо \( KHSO_3 \).
  29. Рассмотрим, что \( SO_2 \) → \( K_2SO_3 \) — это образование соли.
  30. Далее, \( K_2SO_3 \) → X.
  31. И X + \( HCl \) → \( SO_2 \).
  32. Если \( X = K_2SO_3 \), то \( K_2SO_3 + HCl \rightarrow SO_2 \) (в присутствии катализатора или при нагревании, или как часть более сложной реакции).
  33. Если \( X = KHSO_3 \), то \( KHSO_3 + HCl \rightarrow SO_2 \) (неверно, \( KHSO_3 \) + \( HCl \) → \( KCl \) + \( H_2O \) + \( SO_2 \)).
  34. Самый простой и логичный путь: \( SO_2 \rightarrow K_2SO_3 \rightarrow H_2SO_3 \xrightarrow{HCl} SO_2 \).
  35. Однако, в реакциях с \( HCl \), \( K_2SO_3 \) сразу может дать \( SO_2 \): \( K_2SO_3 + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2SO_3 \rightarrow SO_2 + H_2O \).
  36. Таким образом, X является веществом, которое при реакции с \( HCl \) приводит к образованию \( SO_2 \). Это может быть \( K_2SO_3 \) или \( KHSO_3 \).
  37. Если \( K_2SO_3 \) → X, и X + \( HCl \) → \( SO_2 \), то X = \( K_2SO_3 \).
  38. Тогда схема: \( SO_2 \rightarrow K_2SO_3 \rightarrow K_2SO_3 \xrightarrow{HCl} SO_2 \).
  39. Но это подразумевает, что \( K_2SO_3 \) превращается в \( K_2SO_3 \).
  40. Возможен другой вариант: \( SO_2 \rightarrow K_2SO_3 \rightarrow KHSO_3 \xrightarrow{HCl} SO_2 \).
  41. В первой стадии: \( SO_2 + 2KOH \rightarrow K_2SO_3 + H_2O \).
  42. Во второй стадии: \( K_2SO_3 + H_2O + SO_2 \rightarrow 2KHSO_3 \).
  43. В третьей стадии: \( KHSO_3 + HCl \rightarrow KCl + H_2O + SO_2 \).
  44. Если же \( SO_2 \rightarrow K_2SO_3 \) — это реакция \( SO_2 \) с \( K_2O \) или \( KOH \).
  45. Если \( SO_2 \rightarrow K_2SO_3 \) — это промежуточное звено.
  46. И \( K_2SO_3 \) → X → \( SO_2 \) при реакции с \( HCl \).
  47. Наиболее логичное превращение \( K_2SO_3 \) → X, чтобы при реакции с \( HCl \) образовался \( SO_2 \) — это если X - это \( K_2SO_3 \) (т.е. \( K_2SO_3 \) + \( HCl \) → \( SO_2 \) + ...), или \( KHSO_3 \) (т.е. \( KHSO_3 \) + \( HCl \) → \( SO_2 \) + ...).
  48. Так как \( K_2SO_3 \) уже есть, то X - это \( KHSO_3 \).

Ответ: X = KHSO₃

ГДЗ по фото 📸
Подать жалобу Правообладателю