Степень окисления атома определяет условный заряд, который он имел бы, если бы все связи в молекуле были ионными. Рассмотрим соединения, указанные в вопросе, и определим степень окисления серы в каждом из них:
1) H₂SO₄ (серная кислота)
Формула серной кислоты: H₂SO₄.
- Водород (H) в соединениях обычно имеет степень окисления +1. В молекуле H₂SO₄ два атома водорода, их общий вклад: ( 2 \times (+1) = +2 ).
- Кислород (O) почти всегда имеет степень окисления -2. В H₂SO₄ четыре атома кислорода, их общий вклад: ( 4 \times (-2) = -8 ).
- Молекула H₂SO₄ нейтральна, поэтому суммарная степень окисления всех атомов равна 0. Запишем уравнение для определения степени окисления серы (обозначим её за ( x )):
[
2 \times (+1) + x + 4 \times (-2) = 0
]
Решаем:
[
2 + x - 8 = 0 \implies x = +6
]
Степень окисления серы в H₂SO₄ равна +6.
2) FeS (сульфид железа(II))
Формула сульфида железа: FeS.
- Железо (Fe) в данном соединении имеет степень окисления +2 (что указано в названии как железо(II)).
- Соединение нейтрально, поэтому сера должна компенсировать заряд железа. Уравнение:
[
+2 + x = 0
]
Решаем:
[
x = -2
]
Степень окисления серы в FeS равна -2.
3) H₂SO₃ (сернистая кислота)
Формула сернистой кислоты: H₂SO₃.
- Водород (H) имеет степень окисления +1. В молекуле два атома водорода, их общий вклад: ( 2 \times (+1) = +2 ).
- Кислород (O) имеет степень окисления -2. В H₂SO₃ три атома кислорода, их общий вклад: ( 3 \times (-2) = -6 ).
- Молекула H₂SO₃ нейтральна. Запишем уравнение для определения степени окисления серы (( x )):
[
2 \times (+1) + x + 3 \times (-2) = 0
]
Решаем:
[
2 + x - 6 = 0 \implies x = +4
]
Степень окисления серы в H₂SO₃ равна +4.
4) NaHSO₄ (гидросульфат натрия)
Формула гидросульфата натрия: NaHSO₄.
- Натрий (Na) в соединениях всегда имеет степень окисления +1.
- Водород (H) имеет степень окисления +1.
- Кислород (O) имеет степень окисления -2, общий вклад четырёх атомов кислорода: ( 4 \times (-2) = -8 ).
- Молекула нейтральна. Запишем уравнение для определения степени окисления серы (( x )):
[
(+1) + (+1) + x + 4 \times (-2) = 0
]
Решаем:
[
1 + 1 + x - 8 = 0 \implies x = +6
]
Степень окисления серы в NaHSO₄ равна +6.
Итог:
Степень окисления серы +4 имеет только в соединении H₂SO₃ (сернистая кислота).
Правильный ответ: 3) H₂SO₃.