Ниже — полное решение №5. Для каждой стрелки записана одна реакция. В ОВР показан электронный баланс, в реакциях обмена — ионные уравнения.
а) \(\mathrm{H_2O_2 \to O_2 \to SO_2 \to SO_3 \to H_2SO_4 \to MgSO_4}\)
\(\mathrm{2H_2O_2 \to 2H_2O + O_2\uparrow}\) — разложение, ОВР.
Баланс: \(\mathrm{O^{-1} - e \to O^0}\); \(\mathrm{O^{-1} + e \to O^{-2}}\).
\(\mathrm{H_2O_2}\) — и окислитель, и восстановитель.\(\mathrm{S + O_2 \to SO_2}\) — соединение, ОВР.
\(\mathrm{S^0 - 4e \to S^{+4}}\); \(\mathrm{O_2^0 + 4e \to 2O^{-2}}\).
\(\mathrm{S}\) — восстановитель, \(\mathrm{O_2}\) — окислитель.\(\mathrm{2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3}\) — соединение, ОВР.
\(\mathrm{S^{+4} - 2e \to S^{+6}}\); \(\mathrm{O_2^0 + 4e \to 2O^{-2}}\).
\(\mathrm{SO_2}\) — восстановитель, \(\mathrm{O_2}\) — окислитель.\(\mathrm{SO_3 + H_2O \to H_2SO_4}\) — соединение, не ОВР.
\(\mathrm{H_2SO_4 + MgO \to MgSO_4 + H_2O}\) — обмен.
Полное ионное: \(\mathrm{2H^+ + SO_4^{2-} + MgO \to Mg^{2+} + SO_4^{2-} + H_2O}\).
Сокращённое: \(\mathrm{2H^+ + MgO \to Mg^{2+} + H_2O}\).
б) \(\mathrm{KMnO_4 \to O_2 \to Li_2O \to Li_2S \to SO_2}\)
\(\mathrm{2KMnO_4 \to K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2\uparrow}\) — разложение, ОВР.
\(\mathrm{Mn^{+7} + e \to Mn^{+6}}\); \(\mathrm{Mn^{+7} + 3e \to Mn^{+4}}\); \(\mathrm{2O^{-2} - 4e \to O_2^0}\).
\(\mathrm{KMnO_4}\) — и окислитель, и восстановитель.\(\mathrm{4Li + O_2 \to 2Li_2O}\) — соединение, ОВР.
\(\mathrm{Li^0 - e \to Li^{+1}}\); \(\mathrm{O_2^0 + 4e \to 2O^{-2}}\).
\(\mathrm{Li}\) — восстановитель, \(\mathrm{O_2}\) — окислитель.\(\mathrm{Li_2O + H_2S \to Li_2S + H_2O}\) — обмен, не ОВР.
Ионное уравнение: \(\mathrm{Li_2O + H_2S \to 2Li^+ + S^{2-} + H_2O}\).\(\mathrm{2Li_2S + 3O_2 \to 2Li_2O + 2SO_2}\) — ОВР, обжиг сульфида.
\(\mathrm{S^{-2} - 6e \to S^{+4}}\); \(\mathrm{O_2^0 + 4e \to 2O^{-2}}\).
\(\mathrm{Li_2S}\) — восстановитель, \(\mathrm{O_2}\) — окислитель.
в) \(\mathrm{S \to ZnS \to H_2S \to SO_2 \to SO_3 \to H_2SO_4 \to FeSO_4 \to BaSO_4}\)
\(\mathrm{Zn + S \to ZnS}\) — соединение, ОВР.
\(\mathrm{Zn^0 - 2e \to Zn^{+2}}\); \(\mathrm{S^0 + 2e \to S^{-2}}\).
\(\mathrm{Zn}\) — восстановитель, \(\mathrm{S}\) — окислитель.\(\mathrm{ZnS + 2HCl \to ZnCl_2 + H_2S\uparrow}\) — обмен.
Полное ионное: \(\mathrm{ZnS + 2H^+ + 2Cl^- \to Zn^{2+} + 2Cl^- + H_2S\uparrow}\).
Сокращённое: \(\mathrm{ZnS + 2H^+ \to Zn^{2+} + H_2S\uparrow}\).\(\mathrm{2H_2S + 3O_2 \to 2SO_2 + 2H_2O}\) — ОВР, горение.
\(\mathrm{S^{-2} - 6e \to S^{+4}}\); \(\mathrm{O_2^0 + 4e \to 2O^{-2}}\).
\(\mathrm{H_2S}\) — восстановитель, \(\mathrm{O_2}\) — окислитель.\(\mathrm{2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3}\) — соединение, ОВР.
\(\mathrm{S^{+4} - 2e \to S^{+6}}\); \(\mathrm{O_2^0 + 4e \to 2O^{-2}}\).
\(\mathrm{SO_2}\) — восстановитель, \(\mathrm{O_2}\) — окислитель.\(\mathrm{SO_3 + H_2O \to H_2SO_4}\) — соединение, не ОВР.
\(\mathrm{H_2SO_4 + FeO \to FeSO_4 + H_2O}\) — обмен.
Полное ионное: \(\mathrm{2H^+ + SO_4^{2-} + FeO \to Fe^{2+} + SO_4^{2-} + H_2O}\).
Сокращённое: \(\mathrm{2H^+ + FeO \to Fe^{2+} + H_2O}\).
Если брать железо, то \(\mathrm{Fe + H_2SO_4 \to FeSO_4 + H_2\uparrow}\) — это уже ОВР, а не обмен.\(\mathrm{FeSO_4 + BaCl_2 \to BaSO_4\downarrow + FeCl_2}\) — обмен.
Полное ионное: \(\mathrm{Fe^{2+} + SO_4^{2-} + Ba^{2+} + 2Cl^- \to BaSO_4\downarrow + Fe^{2+} + 2Cl^-}\).
Сокращённое: \(\mathrm{Ba^{2+} + SO_4^{2-} \to BaSO_4\downarrow}\).
Как рассуждать в похожем задании:
- Для каждой стрелки подбери реагент, который даёт нужный продукт.
- Если меняются степени окисления — это ОВР: выпиши полуреакции, уравняй число отданных и принятых электронов.
- Если это обмен — распиши сильные электролиты на ионы, сократи одинаковые ионы; осадки, газы, воду и слабые электролиты оставляй молекулами.
Проверка: во всех уравнениях число атомов каждого элемента одинаково, а в ионных уравнениях сумма зарядов слева и справа равна.