11. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции по схеме: HI + H2SO4→ I2 + H2S + H2O. Определите окислитель и восстановитель

Решение:

1. Определим степени окисления:
   • В HI: H(+1), I(-1)
   • В H₂SO₄: H(+1), S(+6), O(-2)
   • В I₂: I(0)
   • В H₂S: H(+1), S(-2)
   • В H₂O: H(+1), O(-2)
2. Определим элементы, меняющие степень окисления:
   • I: от -1 (в HI) до 0 (в I₂). Степень окисления повысилась на 1.
   • S: от +6 (в H₂SO₄) до -2 (в H₂S). Степень окисления понизилась на 8.
3. Составим электронный баланс:
   • Восстановитель (I⁻¹ → I⁰): I⁻¹ - 1e⁻ → I⁰ (умножаем на 8, так как I⁻¹ повышает степень окисления до 0, а I₂ - молекула, состоящая из двух атомов I)
   • Окислитель (S⁺⁶ → S⁻²): S⁺⁶ + 6e⁻ → S⁻² (умножаем на 1, так как S в H₂SO₄ имеет степень окисления +6, а в H₂S - -2)

   Перекрестным умножением получаем коэффициенты: перед I⁻¹ ставим 6, перед S⁺⁶ ставим 8.

   6I⁻¹ → 3I₂

   8S⁺⁶ → 8S⁻²

4. Уравняем уравнение реакции, расставив коэффициенты:

   12HI + 8H₂SO₄ → 6I₂ + 8H₂S + H₂O

   Теперь уравняем водород (H) и кислород (O). В левой части у нас 12(HI) + 16(H₂SO₄) = 28 атомов H. В правой части у нас 16(H₂S) + 2(H₂O) = 18 атомов H. Не сходится. Проверим баланс еще раз.

   Баланс:

   2I⁻¹ → I₂ + 2e⁻ (умножаем на 8) -> 16I⁻¹ → 8I₂ + 16e⁻

   S⁺⁶ + 6e⁻ → S⁻² (умножаем на 1) -> S⁺⁶ + 6e⁻ → S⁻²

   Суммируем: 16I⁻¹ + S⁺⁶ → 8I₂ + S⁻²

   Коэффициенты: перед HI - 16, перед H₂SO₄ - 1, перед I₂ - 8, перед H₂S - 1.

   16HI + H₂SO₄ → 8I₂ + H₂S + H₂O

   Теперь уравняем кислород. В левой части 4 атома O. Значит, перед H₂O ставим 4.

   16HI + H₂SO₄ → 8I₂ + H₂S + 4H₂O

5. Окислитель и восстановитель:
   • Восстановитель — вещество, отдающее электроны (степень окисления повышается) — HI (особенно I⁻¹).
   • Окислитель — вещество, принимающее электроны (степень окисления понижается) — H₂SO₄ (особенно S⁺⁶).

Ответ: Окислитель — H₂SO₄, восстановитель — HI.