1. Напишите уравнения реакций для переходов: S → FeS → SO₂ → SO₃ → H₂SO₄ → BaSO₄. Превращение 1 рассмотрите в свете ОВР, 4 — в свете ТЭД. 2. Дайте характеристику реакции: CO₂ + C ⇄ 2CO − Q по всем изученным признакам классификации. Рассмотрите условия смещения химического равновесия вправо. 3. В схеме ОВР расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель: Zn + H₂SO₄(конц) → ZnSO₄ + H₂S + H₂O. 4. Определите количество вещества сульфата калия, полученного при сливании растворов, содержащих 2 моль серной кислоты и 5 моль гидроксида калия.

Вопрос 1:

Уравнения реакций для переходов:

1. S → FeS → SO₂ → SO₃ → H₂SO₄ → BaSO₄:

   1.1. Переход серы в сульфид железа (FeS):

   $$S + Fe \rightarrow FeS$$

   Это реакция восстановления, где сера восстанавливается, а железо окисляется.

   1.2. Переход FeS в диоксид серы (SO₂):

   $$2FeS + 3O₂ \rightarrow 2FeO + 2SO₂$$

   Здесь сера окисляется до SO₂, а железо в FeS восстанавливается до FeO.

   1.3. Переход SO₂ в триоксид серы (SO₃):

   $$2SO₂ + O₂ \rightarrow 2SO₃$$

   Это реакция окисления, в которой SO₂ окисляется до SO₃.

   1.4. Переход SO₃ в серную кислоту (H₂SO₄):

   $$SO₃ + H₂O \rightarrow H₂SO₄$$

   Здесь SO₃ вступает в реакцию с водой, образуя серную кислоту.

   1.5. Переход H₂SO₄ в сульфат бария (BaSO₄):

   $$H₂SO₄ + BaCl₂ \rightarrow BaSO₄ \downarrow + 2HCl$$

   Это реакция обмена, при которой образуется осадок сульфата бария.

   В этих реакциях переходы серы идут через различные степени окисления: от 0 (в S) до +6 (в H₂SO₄), что объясняется как восстановительными, так и окислительными процессами.

Вопрос 2:

Характеристика реакции: CO₂ + C ⇄ 2CO − Q:

• Это экзотермическая реакция (выделяется тепло, −Q).

• Реакция представляет собой обратимое восстановление углекислого газа углеродом.

• Она происходит при высокой температуре, так как углекислый газ при таких условиях восстанавливается до угарного газа (CO).

• Реакция является примером газовой реакции, которая зависит от температуры и давления. Согласно принципу Ле Шателье, при повышении температуры равновесие смещается влево, а при понижении температуры — вправо.

• Реакция является примером процесса, в котором углерод служит восстановителем, а углекислый газ — окислителем.

Вопрос 3:

Схема ОВР для реакции: Zn + H₂SO₄(конц) → ZnSO₄ + H₂S + H₂O:

1. Уравнение реакции:

   $$Zn + H₂SO₄ \rightarrow ZnSO₄ + H₂S + H₂O$$

2. Метод электронного баланса:

   • Окисление: Zn → Zn²⁺ + 2e⁻. (Цинк теряет два электрона).

   • Восстановление: 2H⁺ + 2e⁻ → H₂. (Протоны восстанавливаются до водорода).

3. Коэффициенты для реакции:

   $$Zn + H₂SO₄ \rightarrow ZnSO₄ + H₂S + H₂O$$

   Для этого уравнения электронный баланс:

   • На 1 атом цинка (Zn) приходится потеря 2 электронов.

   • 2 электрона восстанавливают 2 протоны (H⁺) в молекулу водорода (H₂).

   Окислитель: ионы водорода (H⁺) в серной кислоте (H₂SO₄), которые восстанавливаются до водорода (H₂).
   Восстановитель: цинк (Zn), который окисляется до Zn²⁺.

Вопрос 4:

Количество вещества сульфата калия, полученного при сливании растворов серной кислоты и гидроксида калия:

Реакция между серной кислотой (H₂SO₄) и гидроксидом калия (KOH) приводит к образованию сульфата калия (K₂SO₄) и воды (H₂O):

Из условий задачи: 2 моль серной кислоты и 5 моль гидроксида калия.

Для того чтобы полностью нейтрализовать 2 моль H₂SO₄, требуется 4 моль KOH (по стехиометрии 2:1). Поскольку гидроксида калия 5 моль, его хватает для полного реагирования с серной кислотой.

Молекулярная масса K₂SO₄ составляет 174 г/моль. Поскольку количество вещества K₂SO₄ будет равно 2 моль (по количеству серной кислоты), масса сульфата калия составит:

Таким образом, получено 348 г сульфата калия.