Электронный баланс в решении ОВР
Краткий ответ
\[ \begin{aligned} 1)&\quad 2SO_2+O_2\to 2SO_3\\ 2)&\quad 4NH_3+3O_2\to 2N_2+6H_2O\\ 3)&\quad 4Cu+5H_2SO_4\to 4CuSO_4+H_2S+4H_2O \end{aligned} \]
Как это получается
Общий принцип: находим степени окисления, определяем, какие атомы отдают и принимают электроны, уравниваем число электронов, а затем добираем коэффициенты остальных веществ.
1) \(SO_2+O_2\to SO_3\)
Сера: \(+4\to +6\), кислород: \(0\to -2\).
\[ S^{+4}-2e^-\to S^{+6}\quad |\times 2 \]
\[ O_2^0+4e^-\to 2O^{-2}\quad |\times 1 \]
Получаем:
\[ 2SO_2+O_2\to 2SO_3 \]
2) \(NH_3+O_2\to N_2+H_2O\)
Азот: \(-3\to 0\), кислород: \(0\to -2\).
\[ 2N^{-3}-6e^-\to N_2^0\quad |\times 2 \]
\[ O_2^0+4e^-\to 2O^{-2}\quad |\times 3 \]
Электронов: \(2\cdot 6=12\) и \(3\cdot 4=12\).
\[ 4NH_3+3O_2\to 2N_2+6H_2O \]
3) \(Cu+H_2SO_4\to CuSO_4+H_2O+H_2S\)
Медь: \(0\to +2\). Сера в \(H_2SO_4\): \(+6\), в \(H_2S\): \(-2\).
\[ Cu^0-2e^-\to Cu^{+2}\quad |\times 4 \]
\[ S^{+6}+8e^-\to S^{-2}\quad |\times 1 \]
Значит, нужно \(4Cu\) и \(1H_2S\). Но ещё 4 атома серы остаются в \(CuSO_4\) со степенью \(+6\), поэтому всего кислоты нужно \(4+1=5\):
\[ 4Cu+5H_2SO_4\to 4CuSO_4+H_2S+4H_2O \]
Проверка по атомам
| Уравнение | Проверка |
|---|---|
| 1 | S: 2 и 2; O: 6 и 6 |
| 2 | N: 4 и 4; H: 12 и 12; O: 6 и 6 |
| 3 | Cu: 4 и 4; S: 5 и 5; H: 10 и 10; O: 20 и 20 |
Примечание: уравнение 3 записано с продуктом \(H_2S\). В обычной реакции меди с концентрированной серной кислотой чаще образуется \(SO_2\):
\[
Cu+2H_2SO_4\to CuSO_4+SO_2+2H_2O.
\]
Но приведённый выше баланс соответствует именно тем продуктам, которые указаны в тетради.
