4. (Углубленный) Методом электронного баланса подберите коэффициенты в реакциях, укажите восстановитель, окислитель и тип окислительно-восстановительной реакции: а) KIO3 + Cl2 + KOH → K5IO6 + KCl + H2O; б) Na2SO3 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O; в) Pb + PbO2 + H2SO4 → PbSO4 + H2O; г) Al + Fe2O3 → Al2O3 + Fe; д) Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O.

Для подбора коэффициентов методом электронного баланса вам потребуется уравновесить количество электронов, которое теряют окисляемые атомы (окислитель), и количество электронов, которое получают восстанавливаемые атомы (восстановитель). Напомню, что окисление — это процесс отдачи электронов, а восстановление — процесс присоединения электронов.

Давайте последовательно уравновесим приведенные реакции:

а) \( KIO_3 + Cl_2 + KOH \rightarrow K_5IO_6 + KCl + H_2O \)

1. Определяем степень окисления (СО) атомов иода до и после реакции: в \( KIO_3 \) иод имеет СО +5, в \( K_5IO_6 \) — +7. Электронный баланс для иода показывает, что он приобретает 2 электрона.
2. Хлор из \( Cl_2 \) становится \( KCl \) с изменением СО с 0 до -1. Электронный баланс для хлора показывает, что каждый атом хлора приобретает 1 электрон.
3. По правилу сохранения заряда и массы находим недостающие коэффициенты. Процесс идет в щелочной среде (есть KOH), следовательно, для уравновешивания мы должны добавить ионы \( OH^- \).

Уравнение будет выглядеть следующим образом:

\( 6KIO_3 + 5Cl_2 + 12KOH \rightarrow 6K_5IO_6 + 10KCl + 6H_2O \)

В данной реакции иод — окислитель, хлор — восстановитель, реакция является окислительно-восстановительной.

б) \( Na_2SO_3 + K_2Cr_2O_7 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + Cr_2(SO_4)_3 + K_2SO_4 + H_2O \)

1. Окисление серы из \( Na_2SO_3 \) (СО +4) в \( Na_2SO_4 \) (СО +6) требует 2 электронов на каждый атом серы.
2. Восстановление хрома из \( K_2Cr_2O_7 \) (СО +6) в \( Cr_2(SO_4)_3 \) (СО +3) требует 3 электронов на атом хрома.
3. Уравновешиваем в кислой среде подбором коэффициентов и добавлением воды и протонов \( H^+ \).

Уравнение после уравновешивания:

\( 3Na_2SO_3 + K_2Cr_2O_7 + 4H_2SO_4 \rightarrow 3Na_2SO_4 + Cr_2(SO_4)_3 + K_2SO_4 + 7H_2O \)

Окислитель — \( Cr_2O_7^{2-} \), восстановитель — \( SO_3^{2-} \), реакция окислительно-восстановительная.

в) \( Pb + PbO_2 + H_2SO_4 \rightarrow PbSO_4 + H_2O \)

1. Окисление свинца из \( Pb \) (СО 0)