Для решения задачи 7.39 необходимо составить схемы электронного баланса и уравнения для каждого из окислительно-восстановительных процессов. Рассмотрим каждый пункт отдельно:
a) PbO₂ + Al → Al₂O₃ + Pb
Определим степени окисления:
- Pb в PbO₂: +4
- Al: 0
- Al в Al₂O₃: +3
- Pb: 0
Составим полуреакции:
- Восстановление: \( \text{Pb}^{+4} \rightarrow \text{Pb}^0 \)
- Окисление: \( \text{Al}^0 \rightarrow \text{Al}^{+3} \)
Уравновесим потери и приобретения электронов:
- Pb восстанавливается: \( \text{Pb}^{+4} + 4e^- \rightarrow \text{Pb}^0 \)
- Al окисляется: \( 2\text{Al}^0 \rightarrow 2\text{Al}^{+3} + 6e^- \)
Для уравнивания электронов:
- \( 3 \times \text{[Pb Reaktion]} \) и \( 2 \times \text{[Al Reaktion]} \)
Объединяем:
- \( 3\text{PbO}_2 + 4\text{Al} \rightarrow 2\text{Al}_2\text{O}_3 + 3\text{Pb} \)
b) H₂S + O₂ → S + H₂O
Определим степени окисления:
- S в H₂S: -2
- O в O₂: 0
- S в S: 0
- O в H₂O: -2
Составим полуреакции:
- Окисление: \( \text{S}^{-2} \rightarrow \text{S}^0 \)
- Восстановление: \( \text{O}^0 \rightarrow \text{O}^{-2} \)
Уравновесим потери и приобретения электронов:
- S окисляется: \( \text{S}^{-2} \rightarrow \text{S}^0 + 2e^- \)
- O восстанавливается: \( \text{O}_2 + 4e^- \rightarrow 2\text{O}^{-2} \)
Для уравнивания электронов:
- \( 2 \times \text{[S Reaktion]} \)
Объединяем:
- \( 2\text{H}_2\text{S} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{S} + 2\text{H}_2\text{O} \)
в) KClO₃ → KCl + O₂
Определим степени окисления:
- Cl в KClO₃: +5
- Cl в KCl: -1
Составим полуреакции:
- Восстановление: \( \text{Cl}^{+5} \rightarrow \text{Cl}^{-1} \)
- O в O₂: остаётся 0
Уравновесим потери и приобретения электронов:
- Cl восстанавливается: \( \text{Cl}^{+5} + 6e^- \rightarrow \text{Cl}^{-1} \)
Объединяем:
- Балансировка кислорода и хлора даёт:
- \( 2\text{KClO}_3 \rightarrow 2\text{KCl} + 3\text{O}_2 \)
г) H₂SO₄ + Na₂S → Na₂SO₄ + H₂S + H₂O
- Определим степени окисления:
- S в Na₂S: -2
- S в Na₂SO₄: +6
- В кислых условиях окисление/восстановление маловероятно.
Это превращение больше подходит для кислотно-основной реакции, чем для окислительно-восстановительной.
Итоговые уравнения:
a) \( 3\text{PbO}_2 + 4\text{Al} \rightarrow 2\text{Al}_2\text{O}_3 + 3\text{Pb} \)
b) \( 2\text{H}_2\text{S} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{S} + 2\text{H}_2\text{O} \)
в) \( 2\text{KClO}_3 \rightarrow 2\text{KCl} + 3\text{O}_2 \)
г) Кислотно-основная реакция, общий баланс H и O.