Реши задание на изображении
Коротко. Концентрированная $\mathrm{H_2SO_4}$ — окислитель за счёт серы в степени окисления $+6$. Чем сильнее металл-восстановитель, тем глубже восстанавливается сера:
- очень активные металлы ($\mathrm{Mg},\ \mathrm{Na}$) → $\mathrm{H_2S}$;
- металлы средней активности ($\mathrm{Zn},\ \mathrm{Al},\ \mathrm{Fe}$) → $\mathrm{S}$;
- малоактивные ($\mathrm{Cu},\ \mathrm{Ag}$) → $\mathrm{SO_2}$.
Реакции с металлами
\[ 4\mathrm{Mg}+5\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow 4\mathrm{MgSO_4}+\mathrm{H_2S}\uparrow+4\mathrm{H_2O} \]
\[ 8\mathrm{Na}+5\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow 4\mathrm{Na_2SO_4}+\mathrm{H_2S}\uparrow+4\mathrm{H_2O} \]
\[ 3\mathrm{Zn}+4\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow 3\mathrm{ZnSO_4}+\mathrm{S}\downarrow+4\mathrm{H_2O} \]
\[ 2\mathrm{Al}+4\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow \mathrm{Al_2(SO_4)_3}+\mathrm{S}\downarrow+4\mathrm{H_2O} \]
\[ 2\mathrm{Fe}+4\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow \mathrm{Fe_2(SO_4)_3}+\mathrm{S}\downarrow+4\mathrm{H_2O} \]
\[ \mathrm{Cu}+2\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow \mathrm{CuSO_4}+\mathrm{SO_2}\uparrow+2\mathrm{H_2O} \]
\[ 2\mathrm{Ag}+2\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow \mathrm{Ag_2SO_4}+\mathrm{SO_2}\uparrow+2\mathrm{H_2O} \]
Важно: $\mathrm{Al}$ и $\mathrm{Fe}$ на холоду пассивируются концентрированной серной кислотой, поэтому их уравнения записаны для нагревания.
Реакции с неметаллами
Неметаллы здесь восстановители; сера из $\mathrm{H_2SO_4}$ восстанавливается до $\mathrm{SO_2}$:
\[ 2\mathrm{P}+5\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow 2\mathrm{H_3PO_4}+5\mathrm{SO_2}\uparrow+2\mathrm{H_2O} \]
\[ \mathrm{C}+2\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow \mathrm{CO_2}\uparrow+2\mathrm{SO_2}\uparrow+2\mathrm{H_2O} \]
\[ \mathrm{S}+2\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow 3\mathrm{SO_2}\uparrow+2\mathrm{H_2O} \]
Как проверять коэффициенты. Для магния:
\[ \mathrm{Mg^0}-2e\rightarrow \mathrm{Mg^{+2}} \quad |\times 4 \] \[ \mathrm{S^{+6}}+8e\rightarrow \mathrm{S^{-2}} \quad |\times 1 \]
Поэтому на 4 атома магния получается одна молекула $\mathrm{H_2S}$, а кислоты нужно $4+1=5$ молекул. Для углерода: $\mathrm{C^0}-4e\rightarrow \mathrm{C^{+4}}$, поэтому два атома $\mathrm{S^{+6}}$ принимают по $2e$ и дают две молекулы $\mathrm{SO_2}$.
