Номер 952, страница 153 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

952. Одним из способов нейтрализации токсичного сернистого газа в отходящих газах некоторых промышленных производств является добавление к ним ещё одного очень токсичного газообразного (при н. у.) бинарного соединения серы. В результате взаимодействия двух токсичных газов образуется два совершенно нетоксичных продукта, один из которых представляет собой твёрдое (при н. у.) простое вещество, а другой — это вода. Составьте уравнение описанной химической реакции, протекающей при нейтрализации сернистого газа описанным способом.

Решение

Для составления уравнения реакции необходимо определить все участвующие в ней вещества.

1.Реагенты. В реакции участвуют два токсичных газа.

• Первый газ — «сернистый газ». Это тривиальное название диоксида серы, химическая формула которого $SO_2$.
• Второй газ — «газообразное (при н. у.) бинарное соединение серы». Бинарное соединение состоит из двух элементов. Так как одним из продуктов является вода ($H_2O$), то второй элемент в этом соединении — водород. Токсичное газообразное соединение серы и водорода — это сероводород, $H_2S$.

2.Продукты. В результате реакции образуются два нетоксичных вещества.

• Первый продукт — «твёрдое (при н. у.) простое вещество». В реакции соединений серы таким веществом может быть только сама сера, $S$. При нормальных условиях сера является твёрдым веществом.
• Второй продукт — вода, $H_2O$.

Таким образом, схема реакции выглядит следующим образом:

$SO_2 + H_2S \rightarrow S + H_2O$

Это окислительно-восстановительная реакция (реакция сопропорционирования), в которой сера из двух разных степеней окисления переходит в одну:

$S^{+4}$ (в $SO_2$) и $S^{-2}$ (в $H_2S$) переходят в $S^0$ (в простом веществе $S$).

Для расстановки коэффициентов составим электронный баланс:

$S^{+4} + 4e^{-} \rightarrow S^{0}$ | 1 (окислитель, процесс восстановления)

$S^{-2} - 2e^{-} \rightarrow S^{0}$ | 2 (восстановитель, процесс окисления)

Из баланса следует, что на 1 молекулу $SO_2$ должно приходиться 2 молекулы $H_2S$. Подставим эти коэффициенты в уравнение:

$1 \cdot SO_2 + 2 \cdot H_2S \rightarrow S + H_2O$

Теперь уравняем остальные атомы.

• Сера (S): слева $1 + 2 = 3$ атома, значит справа перед $S$ ставим коэффициент 3.
• Водород (H): слева $2 \cdot 2 = 4$ атома, значит справа перед $H_2O$ ставим коэффициент 2.

Получаем итоговое уравнение:

$SO_2 + 2H_2S \rightarrow 3S + 2H_2O$

Проверим количество атомов кислорода: слева 2 (в $SO_2$), справа $2 \cdot 1 = 2$ (в $2H_2O$). Баланс соблюден. Все условия задачи выполнены.

Ответ: $SO_2 + 2H_2S \rightarrow 3S \downarrow + 2H_2O$