Для решения задачи по составлению схем электронного баланса и уравнений окислительно-восстановительных реакций (ОВР) выполним следующие шаги:
а) \( \text{Fe}_2\text{O}_3 + \text{H}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{Fe} \)
Определение степеней окисления:
- \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \): Fe — +3; O — -2
- \( \text{H}_2 \): H — 0
- \( \text{H}_2\text{O} \): H — +1; O — -2
- \( \text{Fe} \): Fe — 0
Определение процессов:
- Восстановление (Fe): \( +3 \rightarrow 0 \)
- Окисление (H): \( 0 \rightarrow +1 \)
Составление электронного баланса:
- Fe: \( \text{2Fe}^{3+} + 6e^- \rightarrow 2\text{Fe}^0 \)
- H: \( \text{H}_2^0 - 2e^- \rightarrow 2\text{H}^+ \)
После уравнивания числа электронов:
- Умножаем H на 3: \( 3\text{H}_2^0 - 6e^- \rightarrow 6\text{H}^+ \)
Составление итогового уравнения:
\[ \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{H}_2 \rightarrow 3\text{H}_2\text{O} + 2\text{Fe} \]
б) \( \text{Na}_2\text{SO}_3 + \text{O}_2 \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 \)
Определение степеней окисления:
- \( \text{Na}_2\text{SO}_3 \): S — +4; O — -2
- \( \text{O}_2 \): O — 0
- \( \text{Na}_2\text{SO}_4 \): S — +6; O — -2
Определение процессов:
- Окисление (S): \( +4 \rightarrow +6 \)
- Восстановление (O): \( 0 \rightarrow -2 \)
Составление электронного баланса:
- S: \( \text{S}^{4+} - 2e^- \rightarrow \text{S}^{6+} \)
- O: \( \text{O}_2^0 + 4e^- \rightarrow 2\text{O}^{2-} \)
После уравнивания числа электронов:
- Умножаем уравнение S на 2: \( 2\text{S}^{4+} - 4e^- \rightarrow 2\text{S}^{6+} \)
Составление итогового уравнения:
\[ 2\text{Na}_2\text{SO}_3 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{Na}_2\text{SO}_4 \]
в) \( \text{Zn} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{S} + \text{H}_2\text{O} \)
Определение степеней окисления:
- \( \text{Zn} \): Zn — 0
- \( \text{H}_2\text{SO}_4 \): S — +6; O — -2
- \( \text{ZnSO}_4 \): Zn — +2; S — +6; O — -2
- \( \text{S} \): S — 0
Определение процессов:
- Окисление (Zn): \( 0 \rightarrow +2 \)
- Восстановление (S): \( +6 \rightarrow 0 \)
Составление электронного баланса:
- Zn: \( \text{Zn}^0 - 2e^- \rightarrow \text{Zn}^{2+} \)
- S: \( \text{S}^{6+} + 6e^- \rightarrow \text{S}^0 \)
После уравнивания числа электронов:
- Умножаем уравнение Zn на 3: \( 3\text{Zn}^0 - 6e^- \rightarrow 3\text{Zn}^{2+} \)
Составление итогового уравнения:
\[ 3\text{Zn} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 3\text{ZnSO}_4 + 2\text{S} + 2\text{H}_2\text{O} \]
Это детальное решение всех уравнений.