Давайте решим задачу поэтапно, чтобы ясно понять, как уравнять реакцию и ответить на вопросы.
Шаг 1. Запись исходного уравнения:
Cr₂O₃ + H₂ → Cr + H₂O
Шаг 2. Определение состояния элементов и их окислительных чисел
- Cr₂O₃: окислительное число хрома (Cr) — +3, кислорода (O) — -2.
- H₂: водород — 0 (в свободной форме).
- Cr (металлический): обычно 0.
- H₂O: водород — +1, кислород — -2.
Шаг 3. Определение реакции
Это восстановление хрома из соединения (Cr₂O₃) до металлического Cr. Водород в реакции-окислитель — он окисляется до H₂O, а хром восстанавливается.
Шаг 4. Стадия балансировки (расстановка коэффициентов)
Обозначим коэффициенты за нераспределённые числа:
a Cr₂O₃ + b H₂ → c Cr + d H₂O
- Хром: слева 2a, справа c → 2a = c
- Водород: слева 2b, справа 2d → 2b = 2d или b = d
- Кислород: слева 3a (в Cr₂O₃), справа d (в H₂O)
Запишем систему уравнений:
- 2a = c
- b = d
- 3a = d
Используя уравнение (3): d = 3a
Из уравнения (2): b = 3a
Теперь подставим в уравнение (1): c = 2a
Шаг 5. Выбор минимальных целых коэффициентов
Пусть a = 1 (минимальное целое число):
- c = 2 * 1 = 2
- d = 3 * 1 = 3
- b = 3 * 1 = 3
Получаем окончательный уравнённый реакционный баланс:
Cr₂O₃ + 3 H₂ → 2 Cr + 3 H₂O
Ответы на вопросы:
1) Сумма коэффициентов:
1 (Cr₂O₃) + 3 (H₂) + 2 (Cr) + 3 (H₂O) = 1 + 3 + 2 + 3 = 9
2) Какой элемент является окислителем?
Это элемент, который принимает электроны. В данной реакции хром восстанавливается, а водород — окисляется. Окислитель — элемент, который принимает электроны.
Поскольку и водород, и хром меняют свои степени окисления, посмотрим на изменение:
- Водород: из 0 в H₂ до +1 в H₂O — он окисляется, значит он является восстановителем.
- Хром: из +3 в Cr₂O₃ до 0 в металлическом Cr — он восстанавливается (принимает электроны), следовательно, он окислитель.
Ответ:
Окислителем является хром (Cr).
