Генетическая связь — это последовательность химических реакций, которые показывают преобразование одного вещества в другое. В данном случае, вам нужно показать, как серу (S) можно последовательно превратить в сероводород (H2) через промежуточные соединения: диоксид серы (SO2), триоксид серы (SO3) и серную кислоту (H2SO4).
1. Сера (S) → Диоксид серы (SO2)
Сначала сера окисляется до диоксида серы. Эта реакция происходит при сжигании серы в кислороде:
[ \text{S} + \text{O}_2 \rightarrow \text{SO}_2 ]
2. Диоксид серы (SO2) → Триоксид серы (SO3)
Диоксид серы затем окисляется до триоксида серы в присутствии катализатора, обычно оксида ванадия(V):
[ 2 \text{SO}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{SO}_3 ]
3. Триоксид серы (SO3) → Серная кислота (H2SO4)
Триоксид серы реагирует с водой, образуя серную кислоту:
[ \text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_4 ]
4. Серная кислота (H2SO4) → Водород (H2)
Для получения водорода из серной кислоты можно использовать реакцию с металлом, например, с цинком:
[ \text{Zn} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{H}_2 \uparrow ]
Суммируем генетическую связь:
Сера (S) сжигается в кислороде, образуя диоксид серы (SO2):
[ \text{S} + \text{O}_2 \rightarrow \text{SO}_2 ]
Диоксид серы (SO2) окисляется до триоксида серы (SO3):
[ 2 \text{SO}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{SO}_3 ]
Триоксид серы (SO3) реагирует с водой, образуя серную кислоту (H2SO4):
[ \text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_4 ]
Серная кислота (H2SO4) взаимодействует с цинком, образуя сульфат цинка и водород (H2):
[ \text{Zn} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{H}_2 \uparrow ]
Таким образом, последовательные химические реакции показывают путь преобразования серы до водорода через промежуточные соединения: диоксид серы, триоксид серы и серную кислоту.