Задание: Методом электронного баланса подобрать коэффициенты к уравнению реакции. Указать окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления.

На фото — семь вариантов (8–14) проверочной работы по теме «ОВР». Ниже — уравнения с коэффициентами, а затем разбор метода.

Краткие ответы: 8) \(2\mathrm{H_2S} + \mathrm{SO_2} = 3\mathrm{S} + 2\mathrm{H_2O}\) 9) \(\mathrm{MnO_2} + 4\mathrm{HCl} = \mathrm{Cl_2} + \mathrm{MnCl_2} + 2\mathrm{H_2O}\) 10) \(\mathrm{Fe} + \mathrm{CuSO_4} = \mathrm{FeSO_4} + \mathrm{Cu}\) 11) \(2\mathrm{K} + 2\mathrm{H_2O} = 2\mathrm{KOH} + \mathrm{H_2}\) 12) \(3\mathrm{CuS} + 8\mathrm{HNO_3} = 3\mathrm{Cu(NO_3)_2} + 3\mathrm{S} + 2\mathrm{NO} + 4\mathrm{H_2O}\) 13) \(\mathrm{Al} + 6\mathrm{HNO_3} = \mathrm{Al(NO_3)_3} + 3\mathrm{NO_2} + 3\mathrm{H_2O}\) 14) \(2\mathrm{Al} + \mathrm{Cr_2O_3} = \mathrm{Al_2O_3} + 2\mathrm{Cr}\)

Как это получается (на примере варианта 8):

1. Расставляем степени окисления: в \(\mathrm{H_2S}\) сера \(-2\), в \(\mathrm{SO_2}\) сера \(+4\), в \(\mathrm{S}\) сера \(0\).
2. Выписываем полуреакции: \[ \mathrm{S^{-2}} - 2e^- \to \mathrm{S^0} \quad \text{(окисление, } \mathrm{H_2S} \text{ — восстановитель)} \] \[ \mathrm{S^{+4}} + 4e^- \to \mathrm{S^0} \quad \text{(восстановление, } \mathrm{SO_2} \text{ — окислитель)} \]
3. Уравниваем число электронов: НОК для 2 и 4 равно 4. Первую полуреакцию умножаем на 2: \[ 2\mathrm{S^{-2}} - 4e^- \to 2\mathrm{S^0} \]
4. Переносим коэффициенты: перед \(\mathrm{H_2S}\) ставим 2, перед \(\mathrm{SO_2}\) — 1, перед \(\mathrm{S}\) — 3, перед \(\mathrm{H_2O}\) — 2. Проверяем атомы: H \(4=4\), S \(3=3\), O \(2=2\).

Остальные варианты:

• 9) \(\mathrm{2Cl^-} - 2e^- \to \mathrm{Cl_2^0}\) (окисление; \(\mathrm{HCl}\) — восстановитель); \(\mathrm{Mn^{+4}} + 2e^- \to \mathrm{Mn^{+2}}\) (восстановление; \(\mathrm{MnO_2}\) — окислитель). Из 4 \(\mathrm{HCl}\) только 2 молекулы окисляются до \(\mathrm{Cl_2}\), ещё 2 идут на соль \(\mathrm{MnCl_2}\).
• 10) \(\mathrm{Fe^0} - 2e^- \to \mathrm{Fe^{+2}}\) (окисление; \(\mathrm{Fe}\) — восстановитель); \(\mathrm{Cu^{+2}} + 2e^- \to \mathrm{Cu^0}\) (восстановление; \(\mathrm{CuSO_4}\) — окислитель). Коэффициенты 1:1.
• 11) \(\mathrm{K^0} - e^- \to \mathrm{K^+}\) (окисление; \(\mathrm{K}\) — восстановитель); \(\mathrm{2H^+} + 2e^- \to \mathrm{H_2^0}\) (восстановление; \(\mathrm{H_2O}\) — окислитель). НОК 2, поэтому 2K и 2H₂O.
• 12) \(\mathrm{S^{-2}} - 2e^- \to \mathrm{S^0}\) (окисление; \(\mathrm{CuS}\) — восстановитель); \(\mathrm{N^{+5}} + 3e^- \to \mathrm{N^{+2}}\) (восстановление; \(\mathrm{HNO_3}\) — окислитель). НОК 6: 3CuS и 2HNO₃ восстанавливаются, ещё 6HNO₃ нужны для образования \(3\mathrm{Cu(NO_3)_2}\). Всего 8HNO₃.
• 13) \(\mathrm{Al^0} - 3e^- \to \mathrm{Al^{+3}}\) (окисление; \(\mathrm{Al}\) — восстановитель); \(\mathrm{N^{+5}} + e^- \to \mathrm{N^{+4}}\) (восстановление; \(\mathrm{HNO_3}\) — окислитель). НОК 3: 1Al и 3HNO₃ восстанавливаются, ещё 3HNO₃ идут на соль \(\mathrm{Al(NO_3)_3}\). Всего 6HNO₃.
• 14) \(\mathrm{Al^0} - 3e^- \to \mathrm{Al^{+3}}\) (окисление; \(\mathrm{Al}\) — восстановитель); \(\mathrm{Cr^{+3}} + 3e^- \to \mathrm{Cr^0}\) (восстановление; \(\mathrm{Cr_2O_3}\) — окислитель). В \(\mathrm{Cr_2O_3}\) два атома хрома, поэтому на 1 моль \(\mathrm{Cr_2O_3}\) нужно 2Al.

Проверка: во всех уравнениях число атомов каждого элемента слева и справа одинаково. Например, в варианте 12: кислород слева \(8\cdot3=24\), справа \(3\cdot6+2+4=24\); водород \(8=4\cdot2\); азот \(8=3\cdot2+2\). Баланс сходится.