Помоги мне с решением 5 номера

Ниже — один из возможных наборов реакций: превращения можно осуществить и другими способами.

5. Цепочки превращений

а) \(H_2O_2 \to O_2 \to SO_2 \to SO_3 \to H_2SO_4 \to MgSO_4\)

1. \(2H_2O_2 \to 2H_2O+O_2\uparrow\) — разложение, ОВР.
   Катализатор — \(\mathrm{MnO_2}\).

2. \(S+O_2 \to SO_2\) — соединение, ОВР.

3. \(2SO_2+O_2 \rightleftharpoons 2SO_3\) — соединение, ОВР.
   Катализатор — \(\mathrm{V_2O_5}\), нагревание.

4. \(SO_3+H_2O \to H_2SO_4\) — соединение.

5. \(MgO+H_2SO_4 \to MgSO_4+H_2O\) — обмен.
   Ионное уравнение: \[ MgO+2H^+ \to Mg^{2+}+H_2O \]

---

б) \(KMnO_4 \to O_2 \to Li_2O \to Li_2S \to SO_2\)

1. \(2KMnO_4 \to K_2MnO_4+MnO_2+O_2\uparrow\) — разложение, ОВР.
   При нагревании.

2. \(4Li+O_2 \to 2Li_2O\) — соединение, ОВР.

3. \(Li_2O+H_2S \to Li_2S+H_2O\) — обмен.
   Ионное уравнение: \[ Li_2O+H_2S \to 2Li^++S^{2-}+H_2O \]

4. \(2Li_2S+3O_2 \to 2Li_2O+2SO_2\) — горение/обжиг, ОВР.
   Если требуется отнести строго к четырём типам, обычно условно называют замещением.

---

в) \(S \to ZnS \to H_2S \to SO_2 \to SO_3 \to H_2SO_4 \to FeSO_4 \to BaSO_4\)

1. \(Zn+S \to ZnS\) — соединение, ОВР.
   При нагревании.

2. \(ZnS+2HCl \to ZnCl_2+H_2S\uparrow\) — обмен.
   Ионное уравнение: \[ ZnS+2H^+ \to Zn^{2+}+H_2S\uparrow \]

3. \(2H_2S+3O_2 \to 2SO_2+2H_2O\) — горение, ОВР.
   По числу и составу — взаимодействие простого и сложного веществ; при требовании одного из четырёх типов условно относят к замещению.

4. \(2SO_2+O_2 \rightleftharpoons 2SO_3\) — соединение, ОВР.
   См. реакцию а-3.

5. \(SO_3+H_2O \to H_2SO_4\) — соединение.
   См. реакцию а-4.

6. \(FeO+H_2SO_4 \to FeSO_4+H_2O\) — обмен.
   Ионное уравнение: \[ FeO+2H^+ \to Fe^{2+}+H_2O \]

7. \(FeSO_4+BaCl_2 \to BaSO_4\downarrow+FeCl_2\) — обмен.
   Ионное уравнение: \[ Ba^{2+}+SO_4^{2-} \to BaSO_4\downarrow \]

---

Электронный баланс для ОВР

1. \(2H_2O_2 \to 2H_2O+O_2\)

\[ O^{-1}+e\to O^{-2}\quad(\times2),\qquad 2O^{-1}-2e\to O_2^0\quad(\times1) \] \(H_2O_2\) — и окислитель, и восстановитель: атомы кислорода со степенью окисления \(-1\) одновременно восстанавливаются и окисляются.

---

2. \(S+O_2 \to SO_2\)

\[ S^0-4e\to S^{+4}\quad(\times1),\qquad O_2^0+4e\to 2O^{-2}\quad(\times1) \] Восстановитель — \(S\), окислитель — \(O_2\).

---

3. \(2SO_2+O_2 \to 2SO_3\)

\[ S^{+4}-2e\to S^{+6}\quad(\times2),\qquad O_2^0+4e\to 2O^{-2}\quad(\times1) \] Восстановитель — \(SO_2\), окислитель — \(O_2\).

---

4. \(2KMnO_4 \to K_2MnO_4+MnO_2+O_2\)

\[ Mn^{+7}+e\to Mn^{+6}\quad(\times1), \] \[ Mn^{+7}+3e\to Mn^{+4}\quad(\times1), \] \[ 2O^{-2}-4e\to O_2^0\quad(\times1) \] Окислитель — \(KMnO_4\) за счёт \(Mn^{+7}\), восстановитель — \(KMnO_4\) за счёт \(O^{-2}\).

---

5. \(4Li+O_2 \to 2Li_2O\)

\[ Li^0-e\to Li^+\quad(\times4),\qquad O_2^0+4e\to 2O^{-2}\quad(\times1) \] Восстановитель — \(Li\), окислитель — \(O_2\).

---

6. \(2Li_2S+3O_2 \to 2Li_2O+2SO_2\)

\[ S^{-2}-6e\to S^{+4}\quad(\times2),\qquad O_2^0+4e\to 2O^{-2}\quad(\times3) \] Восстановитель — \(Li_2S\), окислитель — \(O_2\).

---

7. \(Zn+S \to ZnS\)

\[ Zn^0-2e\to Zn^{+2}\quad(\times1),\qquad S^0+2e\to S^{-2}\quad(\times1) \] Восстановитель — \(Zn\), окислитель — \(S\).

---

8. \(2H_2S+3O_2 \to 2SO_2+2H_2O\)

\[ S^{-2}-6e\to S^{+4}\quad(\times2),\qquad O_2^0+4e\to 2O^{-2}\quad(\times3) \] Восстановитель — \(H_2S\), окислитель — \(O_2\).

---

6. Определение металла

Металл двухвалентный, значит, сульфид имеет формулу \(MS\).

Реакция: \[ M+S\to MS \]

Масса серы, вошедшей в сульфид: \[ m(S)=4{,}2-3{,}08=1{,}12\ \text{г} \]

Количество вещества серы: \[ n(S)=\frac{1{,}12}{32}=0{,}035\ \text{моль} \]

По уравнению реакции: \[ n(M)=n(S)=0{,}035\ \text{моль} \]

Молярная масса металла: \[ M(M)=\frac{3{,}08}{0{,}035}=88\ \text{г/моль} \]

Металл с такой молярной массой и степенью окисления \(+2\) — стронций: \[ A_r(\mathrm{Sr})\approx 87{,}6 \]

Ответ: стронций, \(\mathrm{Sr}\).

Проверка: \[ Sr+S\to SrS \] \[ m(SrS)=0{,}035\cdot(87{,}6+32)\approx4{,}2\ \text{г} \] Всё сходится.