21. Растворы солей железа(II) неустойчивы на воздухе. Так, сульфат железа(II) в присутствии серной кислоты вступает в окислительно-восстановительную реакцию: FeSO₄ + O₂ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + H₂O. 1) Составьте электронный баланс этой реакции. 2) Укажите элемент-окислитель и элемент-восстановитель. 3) Расставьте коэффициенты в уравнении реакции.

1) Электронный баланс

Железо повышает степень окисления с \(+2\) до \(+3\):
\(\mathrm{Fe^{+2} - e^- \rightarrow Fe^{+3}}\) — окисление.

Кислород понижается со степени окисления \(0\) до \(-2\):
\(\mathrm{O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}}\) — восстановление.

Уравниваем число отданных и принятых электронов: четыре атома железа отдают четыре электрона, одна молекула кислорода принимает четыре электрона.

2) Окислитель и восстановитель

Окислитель — кислород O₂, так как он принимает электроны. Восстановитель — железо Fe²⁺ в составе FeSO₄, так как оно отдаёт электроны.

3) Расстановка коэффициентов

\[\mathrm{4FeSO_4 + O_2 + 2H_2SO_4 \rightarrow 2Fe_2(SO_4)_3 + 2H_2O}\]

Ответ: электронный баланс: 4Fe²⁺ − 4e⁻ → 4Fe³⁺; O₂ + 4e⁻ → 2O²⁻. Окислитель — O₂, восстановитель — Fe²⁺. Коэффициенты: 4, 1, 2, 2, 2.