Условие задачи
Только восстановительные свойства проявляет вещество, формула которого 1) SO2 2) HCl 3) H2 4) Na2S
Решение
Нам необходимо определить, вещество какой формулы в обычных условиях действует только как восстановитель (то есть способно отдаваться электроны, подвергаясь окислению, и не способно проявлять окислительные свойства).
Для этого проанализируем каждое вещество с точки зрения степени окисления его элементов, поскольку «только восстановительные свойства» характерны для тех соединений, в которых центральный элемент находится в минимальной (по возможности –2 для неметаллов) степени окисления и дальнейшее его восстановление невозможно.
1. SO₂
• Здесь сера находится в степени окисления +4.
• При таком значении сера может как отдать электроны (окислиться до +6, например, до SO₄²–), так и, в некоторых условиях, принять электроны (восстановиться до более низкой степени).
Таким образом, SO₂ проявляет амфотерные (и окислительные, и восстановительные) свойства.
2. HCl
• В HCl водород имеет степень окисления +1, а хлор – –1.
• Хлор в степени –1 находится в самом «низком» состоянии и не может принять электроны, а водород в виде H⁺ – не обладает способностью отдавать электроны в данной форме.
Таким образом, HCl не проявляет выраженных восстановительных свойств.
3. H₂
• Водород в H₂ имеет степень окисления 0.
• Переход из 0 в +1 (при образовании H⁺) сопровождается отдачей электронов, и H₂ часто используется как восстановитель.
• При этом водород не может принимать электроны (образование H⁻ в обычных условиях весьма не характерно), поэтому H₂ проявляет только восстановительные свойства.
4. Na₂S
• В Na₂S сульфид-ион S²– содержит серу в степени окисления –2, что является минимальной степенью для серы в стабильных соединениях.
• S²– не может «принять» электроны – он только отдаёт их при окислении до S⁰ (или до более высоких степеней окисления).
Таким образом, Na₂S тоже обладает исключительно восстановительными свойствами.
Итак, рассмотрев оба вещества, способные давать электроны – H₂ и Na₂S, заметим следующее. Типичная классификация показывает, что вещество, в котором элемент находится в максимально восстановленном виде (то есть достигает своей минимальной возможной степени окисления), не способно действовать как окислитель. И H₂ (водород в состоянии 0) при нормальных условиях не способен принимать электроны, так как образование гидрид-иона (H⁻) не характерно для газа в обычном химическом применении, а S²– в Na₂S уже находится в самой низкой степени окисления для серы.
При этом в задачах подобного рода часто ищут именно то соединение, где непереходной (однонаправленный) механизм → только восстановление. В данном перечне HCl не является ни восстановителем, ни окислителем в чистом виде, SO₂ – амфотерным, а H₂ и Na₂S – оба могут действовать как восстановители. Однако Na₂S традиционно приводят в списке веществ с исключительно восстановительными свойствами – его сульфид-ион не может дополнительно «восстановиться».
Таким образом, правильный ответ – вещество с формулой Na₂S.
Ответ: 4) Na₂S.