Сера и ее соединения. Решение заданий (вторая часть) ЕГЭ 2021 по Химии.

Задание №1:

Для выполнения задания 30 используйте следующий перечень веществ: гидросульфат калия, сульфат железа (II), серная кислота, азотная кислота, кремниевая кислота, гидроксид натрия. Допустимо использование водных растворов веществ.

30. Из предложенного перечня выберите вещества, между которыми окислительно - восстановительная реакция протекает с выделением газа. В ходе этой реакции не наблюдается образование осадка. В ответе запишите уравнение только одной из возможных окислительно - восстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.

Решение:

В данной реакции нужно найти вещества, при взаимодействии которых образуется газ, однако, не выделяется осадок и не изменяется окраска раствора. Из предложенного списка мы можем выбрать соль (в которой возможно изменение степени окисления катиона), сильный окислитель и среду раствора.
Разберем все реагенты:
- гидросульфит калия - кислая соль, которая вступает в ионно - обменные реакции;
- сульфат железа - средняя соль, в которой возможно изменение степени окисления железа с +2 до +3 в кислой среде;
- серная кислота - сильный окислитель;
- азотная кислота - сильный окислитель;
- кремниевая кислота - нерастворимая кислота, которой соответствует оксид кремния (IV);
- гидроксид натрия - сильное основание (щелочь).

Для образования ОВР из предложенных нам подойдут: средняя соль (сульфат железа (II)) и две кислоты - азотная и серная.
6FeSO₄ + 2HNO₃ + 3H₂SO₄ = 3Fe₂(SO₄)₃ + 2NO + 4H₂O.

В этой реакции в качестве окислителя выступает азот (с +5 до +2), а восстановитель - железо (с +2 до +3).

Задание №2:

Для выполнения задания 30 используйте следующий перечень веществ: бихромат калия, сульфид натрия, серная кислота, хлориды меди (II) и лития, сульфит натрия. Допустимо использование водных растворов веществ.

30. Из предложенного перечня выберите вещества, между которыми окислительно - восстановительная реакция протекает с изменением цвета раствора. В ходе этой реакции наблюдается образование осадка. В ответе запишите уравнение только одной из возможных окислительно - восстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.

Решение:

Эта реакция часто встречается в ЕГЭ, так как дихромат калия, или хромпик имеет ярко-оранжевый оттенок, который под действием серной кислоты переходит в сульфат хрома с изменением цвета на зеленый.
Однако, в этой реакции еще выделяется осадок; хлорид меди и хлорид лития нам явно не подходят, сульфит не дает осадков, остается сульфид натрия. Эта химическое взаимодействие выглядит так:
K₂Cr₂O₇ + 3Na₂S + 7H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3S + 3Na₂SO₄ + K₂SO₄ + 7H₂O.

Окислитель - хром (с +6 до +3), восстановитель - сера (с -2 до +6).

Задание №3:

Для выполнения задания 30 используйте следующий перечень веществ: тиосульфат натрия, оксид хрома (VI), серная кислота, силикагель, нитрат бария, хлорид калия. Допустимо использование водных растворов веществ.

30. Из предложенного перечня выберите вещества, между которыми окислительно - восстановительная реакция протекает с изменением цвета раствора. Выделение осадка или газа в этой реакции не наблюдается. В ответе запишите уравнение только одной из возможных окислительно - восстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.

Решение:

Как ты уже наверняка заметил, изменения цвета раствора обычно связаны с соединениями хрома, это реакция не является исключением: оксид хрома (VI) в присутствии серной кислоты превращается в сульфат трехвалентного хрома, изменяя оттенок раствора с темно - красного на зеленый. А в качестве восстановителя тут выступает сера - в тиосульфате натрия она имеет степень окисления +2, которую меняет в кислой среде на +6.
3Na₂S₂O₃ + 8CrO₃ + 9H₂SO₄ = 4Cr₂(SO₄)₃ + 3Na₂SO₄ + 9H₂O.

Окислитель - хром (с +6 до +3), восстановитель - сера (с +2 до +6).

Задание №4:

Для выполнения задания 30 используйте следующий перечень веществ: цинк, оксид углерода (IV), пиросерная кислота, сульфат бария, сульфид калия, нитрат цинка. Допустимо использование водных растворов веществ.

30. Из предложенного перечня выберите вещества, между которыми окислительно - восстановительная реакция протекает с выделением газа. В ходе этой реакции не наблюдается образование осадка. В ответе запишите уравнение только одной из возможных окислительно - восстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.

Решение:

Эта реакция относится к относительно новым среди ОВР в ЕГЭ - взаимодействие цинка с пиросерной кислотой (выделяется газ с запахом тухлых яиц - сероводород):
8Zn + 5H₂S₂O₇ = 8ZnSO₄ + 2H₂S↑ + 3H₂O.

Окислитель - сера (с +6 до -2), восстановитель - цинк (с 0 до +2).

Задание №5:

Для выполнения задания 30 используйте следующий перечень веществ: пероксид бария, перманганат калия, серная кислота, гидрокарбонат калия, нитрат натрия, гидроксосульфат магния. Допустимо использование водных растворов веществ.

30. Из предложенного перечня выберите вещества, между которыми окислительно - восстановительная реакция протекает с выделением газа. В ходе этой реакции изменяется цвет раствора. В ответе запишите уравнение только одной из возможных окислительно - восстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.

Решение:

Нам нужно составить ОВР с двумя эффектами: с выделением газа и изменением цвета раствора. В плане газа мы можем взять пероксид бария, который, аналогично H₂O₂, способен выделять чистый кислород, а за изменение оттенка раствора с малинового на бесцветный будет ответственен перманганат калия:
5BaO₂ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ = 5O₂ + 5BaSO₄ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O.

Окислитель - марганец (с +7 до +2), восстановитель - кислород (с -1 до 0).

Задание №6:

Для выполнения задания 30 используйте следующий перечень веществ: хлор, карбонат магния, серная кислота (разб.), оксид серы (IV), нитрат натрия, гидрофосфат калия. Допустимо использование водных растворов веществ.

30. Из предложенного перечня выберите вещества, между которыми протекает окислительно - восстановительная реакция с изменением агрегатного состояния веществ. Нерастворимые вещества и газы в ходе реакции не образуются. В ответе запишите уравнение только одной из возможных окислительно - восстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.

Решение:

Это интересная реакция, в которой участвуют два газа - хлор и оксид серы (IV) в водном растворе с образованием двух кислот:
Cl₂ + SO₂ + 2H₂O = 2HCl + H₂SO₄.

Окислитель - хлор (с 0 до -1), восстановитель - сера (с +4 до +6).

Задание №7:

Для выполнения задания 30 используйте следующий перечень веществ: фторид серебра, сера, концентрированная азотная кислота, оксид углерода (IV), ацетат магния, оксид меди (II). Допустимо использование водных растворов веществ.

30. Из предложенного перечня выберите вещества, между которыми протекает окислительно - восстановительная реакция с выделением окрашенного ядовитого газа. В ходе этой реакции образование осадка не наблюдается. В ответе запишите уравнение только одной из возможных окислительно - восстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.

Решение:

Данная реакция является классической для ЕГЭ по химии, она часто встречается и ее стоит уже знать наизусть - это взаимодействие серы с азотной кислотой (конц.) с образованием бурого газа - оксида азота (IV), серной кислоты и воды.
S + 6HNO₃ (конц., гор.) = H₂SO₄ + 6NO₂ ↑ + 2H₂O.

Окислитель - азот (с +5 до +4), восстановитель - сера (с 0 до +6).

На сегодня все!