Химия
8 класс
Вопрос
С помощью каких реакций можно осуществить следующие превращения:
$S^{2 -} \rightarrow S \rightarrow SO_{3}^{2 -} \rightarrow \underset{ \overset{ \uparrow \downarrow }{S^{2 -} } }{ SO_{4}^{2 -}} \rightarrow SO_{3}^{2 -} \rightarrow S^{2 -}$.
Написать уравнения соответствующих реакций.
Ответ
Серу получают из сульфидов окислением их галогенами или другими окислителями, например:
$Na_{2}S + Br_{2} = S \downarrow + 2NaBr$,
а также электролизом водных растворов сульфидов. На аноде: $S^{2 -} - 2 \bar {e} \rightarrow S$.
Получить из серы соединения, содержащие ионы $SO_{3}^{2 -}$ можно, сжигая серу в кислороде и растворяя образовавшийся сернистый газ в щелочи, например:
$S + O_{2} = SO_{2}$,
$SO_{2} + 2NaOH = Na_{2}SO_{3} + H_{2}O$
Если пропустить кислород через растворы сульфитов, то образуются сульфаты, например:
$2Na_{2}SO_{3} + O_{2} = 2Na_{2}SO_{4}$
Сульфиты из сульфатов можно получить:
а) проводя реакции:
$Na_{2}SO_{4} + CaCl_{2} = CaSO_{4} \downarrow + 2NaCl$,
$2CaSO_{4} = 2CaO + 2SO_{2} + O_{2} \uparrow $.
Для разделения смеси газов (оксида серы (IV) и кислорода) их пропускают через воду и к полученному водному раствору сернистого газа добавляют щелочь:
$SO_{2} + 2NaOH = Na_{2}SO_{3} + H_{2}O$
б) при электролизе раствора сульфата натрия с диафрагмой у анода выделяется кислород, в анодном пространстве накапливается серная кислота; у катода - водород, в катодном пространстве - щелочь. Суммарное уравнение:
$Na_{2}SO_{4} + 4H_{2}O = O_{2} + H_{2}SO_{4} + 2H_{2} + 2NaOH$
Упаривая раствор серной кислоты, можно увеличить ее концентрацию. При действии полученной концентрированной серной кислотой на медь выделяется сернистый газ: .
$2H_{2}SO_{4} + Cu = CuSO_{4} + SO_{2} + 2H_{2}O$,
который растворяют в щелочи и получают сульфит. Нагревание сульфитов с углем приводит к образованию сульфидов, например:
$Na_{2}SO_{3} + 3C = Na_{2}S + 3CO$
или
$2NA_{2}SO_{3} + 3C = 2Na_{2}S + 3CO_{2}$
Аналогично, нагревая сульфаты с углем, получим сульфиды, например:
$Na_{2}SO_{4} + 2C = Na_{2}S + 2CO_{2}$.
Окисляя сульфида сильными окислителями (перексид водорода, концентрированная азотная кислота, озон и т.д.), можно получить сульфаты, например:
$Na_{2}S + 4H_{2}O_{2} = Na_{2}SO_{4} + 4H_{2}O$
$Na_{2}S + 8 HNO_{3} = Na_{2}SO_{4} + 8NO_{2} \uparrow + 4H_{2}O$
$Na_{2}S + 4O_{3} = Na_{2}SO_{4} + 4O_{2} \uparrow$