Al+H2SO4=
Задача: балансировать реакцию алюминия с серной кислотой: Al + H2SO4 → ...
Цель: понять и подробно разобрать, как получить сбалансированное уравнение.
Запишем общее ненаблюдённое уравнение с переменными коэффициентами a Al + b H2SO4 → c Al2(SO4)3 + d H2
Балансируем элементы по шагам
Алюминий (Al): слева a, справа в Al2(SO4)3 содержится 2 Al в одной молекуле, значит a = 2c.
Сера (S): каждая молекула H2SO4 содержит 1 S, значит слева b S, справа в Al2(SO4)3 есть 3 S на одну молекулу, значит b = 3c.
Водород (H): в H2SO4 два атома водорода, значит слева 2b H. В продукте H2 содержится по 2 H, значит справа d H2 содержит 2d водородных атомов. Баланс: 2b = 2d → d = b.
Кислород (O): в H2SO4 четыре атома кислорода, значит слева 4b O. В Al2(SO4)3 имеется 12 атомов O (4O на каждый SO4, и их три). Значит 12c = 4b → b = 3c. Это согласуется с предыдущими условиями.
Найдём наименьшие целые коэффициенты Возьмём c = 1. Тогда: a = 2c = 2 b = 3c = 3 d = b = 3
Запишем сбалансированное уравнение 2 Al + 3 H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3 H2
Проверка баланса
- Al: слева 2, справа 2 (в Al2(SO4)3)
- S: слева 3, справа 3 (в Al2(SO4)3)
- O: слева 3×4 = 12, справа 12 (в Al2(SO4)3)
- H: слева 3×2 = 6, справа 3×2 = 6
- Короткое пояснение (для понимания)
- Алюминий окисляется: Al → Al3+ (каждый Al теряет 3 электрона).
- Водород в серной кислоте восстанавливается: H+ + e− → 1/2 H2, в сумме получается 3 молекулы H2 на 2 алюминия.
- В итоге получается алюминат серы Al2(SO4)3 и газообразный водород H2.
Замечание по условиям реакции: в реальности алюминий часто имеет оксидную пленку, которая мешает реакции с кислоты. При измельчении металла или разрушении пленки реакция идёт по схеме выше.
Ответ: 2 Al + 3 H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3 H2.
