Для решения этих уравнений необходимо составить схемы электронного баланса и составить уравнения окислительно-восстановительных реакций.
Задача а) \( \text{Fe}_{2}\text{O}_{3} + \text{H}_{2} \rightarrow \text{H}_{2}\text{O} + \text{Fe} \)
Определяем степени окисления:
- В \(\text{Fe}_{2}\text{O}_{3}\): \(\text{Fe}\) имеет степень окисления \(+3\).
- В \(\text{H}_{2}\): \(\text{H}\) имеет степень окисления \(0\).
- В \(\text{H}_{2}\text{O}\): \(\text{H}\) имеет степень окисления \(+1\).
- В \(\text{Fe}\): \(\text{Fe}\) имеет степень окисления \(0\).
Определяем процессы:
- \(\text{Fe}^{+3} \rightarrow \text{Fe}^0\) – восстановление (уменьшение степени окисления).
- \(\text{H}^0 \rightarrow \text{H}^{+1}\) – окисление (увеличение степени окисления).
Составляем электронный баланс:
\[ 2\text{Fe}^{+3} + 6e^{-} \rightarrow 2\text{Fe}^0 \quad \text{(восстановление)} \] \[ 2\text{H}_2^0 \rightarrow 4\text{H}^{+1} + 4e^{-} \quad \text{(окисление)} \]
Уравниваем электроны:
Для уравнивания процесса балансируем электроны: \[ 3(\text{H}_2^0 \rightarrow 2\text{H}^{+1} + 2e^{-}) \] \[ 1(\text{Fe}^{+3} + 3e^{-} \rightarrow \text{Fe}^0) \]
Уравниваем: \[ \text{Fe}_{2}\text{O}_{3} + 3\text{H}_{2} \rightarrow 3\text{H}_{2}\text{O} + 2\text{Fe} \]
Задача б) \( \text{Na}_{2}\text{SO}_{3} + \text{O}_{2} \rightarrow \text{Na}_{2}\text{SO}_{4} \)
Определяем степени окисления:
- В \(\text{Na}_{2}\text{SO}_{3}\): \(\text{S}\) имеет степень окисления \(+4\).
- В \(\text{O}_{2}\): \(\text{O}\) имеет степень окисления \(0\).
- В \(\text{Na}_{2}\text{SO}_{4}\): \(\text{S}\) имеет степень окисления \(+6\).
Определяем процессы:
- \(\text{S}^{+4} \rightarrow \text{S}^{+6}\) – окисление.
- \(\text{O}^{0} \rightarrow \text{O}^{-2}\) – восстановление.
Составляем электронный баланс:
\[ \text{S}^{+4} \rightarrow \text{S}^{+6} + 2e^{-} \quad \text{(окисление)} \] \[ \text{O}^{0} + 2e^{-} \rightarrow \text{O}^{-2} \quad \text{(восстановление)} \]
Уравниваем:
\[ 2\text{Na}_{2}\text{SO}_{3} + \text{O}_{2} \rightarrow 2\text{Na}_{2}\text{SO}_{4} \]
Задача в) \( \text{Zn} + \text{H}_{2}\text{SO}_{4} \rightarrow \text{ZnSO}_{4} + \text{S} + \text{H}_{2}\text{O} \)
Определяем степени окисления:
- В \(\text{Zn}\): \(\text{Zn}\) имеет степень окисления \(0\).
- В \(\text{H}_{2}\text{SO}_{4}\): \(\text{S}\) имеет степень окисления \(+6\).
- В \(\text{ZnSO}_{4}\): \(\text{Zn}\) имеет степень окисления \(+2\).
- В \(\text{S}\): \(\text{S}\) имеет степень окисления \(0\).
Определяем процессы:
- \(\text{Zn}^{0} \rightarrow \text{Zn}^{+2}\) – окисление.
- \(\text{S}^{+6} \rightarrow \text{S}^{0}\) – восстановление.
Составляем электронный баланс:
\[ \text{Zn}^{0} \rightarrow \text{Zn}^{+2} + 2e^{-} \quad \text{(окисление)} \] \[ \text{S}^{+6} + 6e^{-} \rightarrow \text{S}^{0} \quad \text{(восстановление)} \]
Уравниваем:
Для уравнивания процесса балансируем электроны: \[ 3(\text{Zn}^{0} \rightarrow \text{Zn}^{+2} + 2e^{-}) \] \[ 1(\text{S}^{+6} + 6e^{-} \rightarrow \text{S}^{0}) \]
Уравниваем реакцию: \[ 3\text{Zn} + \text{H}_{2}\text{SO}_{4} \rightarrow 3\text{ZnSO}_{4} + \text{S} + 3\text{H}_{2}\text{O} \]
В каждом случае важно уравновесить массы и заряды.