5. Расставить коэффициенты методом электронного баланса, указать окислитель и восстановитель: KI + H2SO4 = I2 + H2S + K2SO4 + H2O

Расстановка коэффициентов методом электронного баланса

1. Определяем степени окисления всех элементов в реакции:

• KI: K +1, I -1
• H₂SO₄: H +1, S +6, O -2
• I₂: I 0
• H₂S: H +1, S -2
• K₂SO₄: K +1, S +6, O -2
• H₂O: H +1, O -2

2. Составляем электронный баланс для элементов, меняющих степень окисления:

Йод (I) повышает степень окисления с -1 до 0.

\( 2I^{-1} \rightarrow I_2^0 + 2e^- \) (восстановитель)

Сера (S) понижает степень окисления с +6 до -2.

\( S^{+6} + 8e^- \rightarrow S^{-2} \) (окислитель)

3. Коэффициенты из баланса переносим в уравнение реакции:

Чтобы уравнять электроны, умножаем первую полуреакцию на 8, вторую — на 1.

\( 8 \times (2I^{-1} \rightarrow I_2^0 + 2e^-) \)

\( 1 \times (S^{+6} + 8e^- \rightarrow S^{-2}) \)

Получаем коэффициенты:

• Перед KI ставим 8.
• Перед I₂ ставим 4 (так как в молекуле I₂ два атома йода).
• Перед H₂SO₄ (который будет восстанавливаться) ставим 1.
• Перед H₂S ставим 1.

Заполняем остальные коэффициенты:

\( \boldsymbol{8} KI + \boldsymbol{1} H_2SO_4 \rightarrow \boldsymbol{4} I_2 + \boldsymbol{1} H_2S + K_2SO_4 + H_2O \)

Теперь уравняем калий (K): в левой части 8 атомов K, значит, перед K₂SO₄ ставим 4.

\( 8 KI + 1 H_2SO_4 \rightarrow 4 I_2 + 1 H_2S + \boldsymbol{4} K_2SO_4 + H_2O \)

Уравняем серу (S): в левой части 1 атом S (из H₂SO₄), в правой части 4 атома S (из K₂SO₄) + 1 атом S (из H₂S) = 5 атомов S. Таким образом, серы не хватает. Исправляем коэффициент перед H₂SO₄ на 5.

\( 8 KI + \boldsymbol{5} H_2SO_4 \rightarrow 4 I_2 + 1 H_2S + 4 K_2SO_4 + H_2O \)

Теперь уравняем водород (H): в левой части \( 5 \times 2 = 10 \) атомов H. В правой части H₂S имеет 2 атома H. Остаётся \( 10 - 2 = 8 \) атомов H. Значит, перед H₂O ставим 4.

\( 8 KI + 5 H_2SO_4 \rightarrow 4 I_2 + 1 H_2S + 4 K_2SO_4 + \boldsymbol{4} H_2O \)

Проверяем кислород (O): В левой части \( 5 \times 4 = 20 \) атомов O. В правой части \( 4 \times 4 + 1 + 4 = 16 + 1 + 4 = 21 \) атом O. Кислорода не хватает.

Пересматриваем баланс:

Йод (I) повышает степень окисления с -1 до 0.

\( 2I^{-1} \rightarrow I_2^0 + 2e^- \) (восстановитель)

Сера (S) понижает степень окисления с +6 до -2.

\( S^{+6} + 8e^- \rightarrow S^{-2} \) (окислитель)

Для уравнивания электронов нужно умножить первую полуреакцию на 4, вторую — на 1.

\( 4 \times (2I^{-1} \rightarrow I_2^0 + 2e^-) \)

\( 1 \times (S^{+6} + 8e^- \rightarrow S^{-2}) \)

Получаем коэффициенты:

• Перед KI ставим 4.
• Перед I₂ ставим 2.
• Перед H₂SO₄ (который будет восстанавливаться) ставим 1.
• Перед H₂S ставим 1.

Заполняем остальные коэффициенты:

\( \boldsymbol{4} KI + \boldsymbol{1} H_2SO_4 \rightarrow \boldsymbol{2} I_2 + \boldsymbol{1} H_2S + K_2SO_4 + H_2O \)

Уравняем калий (K): в левой части 4 атома K, значит, перед K₂SO₄ ставим 2.

\( 4 KI + 1 H_2SO_4 \rightarrow 2 I_2 + 1 H_2S + \boldsymbol{2} K_2SO_4 + H_2O \)

Уравняем серу (S): в левой части 1 атом S (из H₂SO₄), в правой части 2 атома S (из K₂SO₄) + 1 атом S (из H₂S) = 3 атома S. Исправляем коэффициент перед H₂SO₄ на 3.

\( 4 KI + \boldsymbol{3} H_2SO_4 \rightarrow 2 I_2 + 1 H_2S + 2 K_2SO_4 + H_2O \)

Уравняем водород (H): в левой части \( 3 \times 2 = 6 \) атомов H. В правой части H₂S имеет 2 атома H. Остаётся \( 6 - 2 = 4 \) атома H. Значит, перед H₂O ставим 2.

\( 4 KI + 3 H_2SO_4 \rightarrow 2 I_2 + 1 H_2S + 2 K_2SO_4 + \boldsymbol{2} H_2O \)

Проверяем кислород (O): В левой части \( 3 \times 4 = 12 \) атомов O. В правой части \( 2 \times 4 + 2 = 8 + 2 = 10 \) атомов O. Кислорода не хватает.

Пересматриваем баланс еще раз.

Йод (I) повышает степень окисления с -1 до 0.

\( 2I^{-1} \rightarrow I_2^0 + 2e^- \) (восстановитель)

Сера (S) понижает степень окисления с +6 до -2.

\( S^{+6} + 8e^- \rightarrow S^{-2} \) (окислитель)

Для уравнивания электронов, умножаем первую полуреакцию на 4, вторую — на 1.

\( 4 \times (2I^{-1} \rightarrow I_2^0 + 2e^-) \)

\( 1 \times (S^{+6} + 8e^- \rightarrow S^{-2}) \)

Получаем коэффициенты:

• Перед KI ставим 4.
• Перед I₂ ставим 2.
• Перед H₂SO₄ (восстановитель) ставим 1.
• Перед H₂S ставим 1.

\( \boldsymbol{4} KI + \boldsymbol{1} H_2SO_4 \rightarrow \boldsymbol{2} I_2 + \boldsymbol{1} H_2S + K_2SO_4 + H_2O \)

Уравняем калий (K): слева 4 атома K, значит, перед K₂SO₄ ставим 2.

\( 4 KI + 1 H_2SO_4 \rightarrow 2 I_2 + 1 H_2S + \boldsymbol{2} K_2SO_4 + H_2O \)

Уравняем серу (S): слева 1 атом S (из H₂SO₄), справа 2 атома S (из K₂SO₄) + 1 атом S (из H₂S) = 3 атома S. Значит, коэффициент перед H₂SO₄ должен быть 3.

\( 4 KI + \boldsymbol{3} H_2SO_4 \rightarrow 2 I_2 + 1 H_2S + 2 K_2SO_4 + H_2O \)

Уравняем водород (H): слева \( 3 \times 2 = 6 \) атомов H. Справа в H₂S 2 атома H. Остается \( 6-2=4 \) атома H. Значит, перед H₂O ставим 2.

\( 4 KI + 3 H_2SO_4 \rightarrow 2 I_2 + 1 H_2S + 2 K_2SO_4 + \boldsymbol{2} H_2O \)

Проверим кислород (O): слева \( 3 \times 4 = 12 \) атомов O. Справа \( 2 \times 4 + 2 = 8 + 2 = 10 \) атомов O. Кислорода не хватает.

Есть ошибка в условии или я упускаю что-то. Попробуем еще раз, удваивая коэффициенты баланса.

Йод (I) повышает степень окисления с -1 до 0.

\( 2I^{-1} \rightarrow I_2^0 + 2e^- \) (восстановитель)

Сера (S) понижает степень окисления с +6 до -2.

\( S^{+6} + 8e^- \rightarrow S^{-2} \) (окислитель)

Умножаем первую полуреакцию на 4, вторую — на 1, чтобы уравнять электроны. Но для лучшей целочисленности, умножим первую на 4, а вторую на 1. Чтобы сделать их равными, умножим первую на 4, вторую на 1, чтобы получить 8 электронов. Для удобства, давайте попробуем домножить первую полуреакцию на 8, а вторую на 1 (получится 16 электронов).

\( 8 \times (2I^{-1} \rightarrow I_2^0 + 2e^-) \)

\( 1 \times (S^{+6} + 8e^- \rightarrow S^{-2}) \)

Коэффициенты из баланса:

• Перед KI ставим 8.
• Перед I₂ ставим 4.
• Перед H₂SO₄ (восстановитель) ставим 1.
• Перед H₂S ставим 1.

\( \boldsymbol{8} KI + \boldsymbol{1} H_2SO_4 \rightarrow \boldsymbol{4} I_2 + \boldsymbol{1} H_2S + K_2SO_4 + H_2O \)

Уравняем калий (K): слева 8 атомов K, значит, перед K₂SO₄ ставим 4.

\( 8 KI + 1 H_2SO_4 \rightarrow 4 I_2 + 1 H_2S + \boldsymbol{4} K_2SO_4 + H_2O \)

Уравняем серу (S): слева 1 атом S (из H₂SO₄), справа 4 атома S (из K₂SO₄) + 1 атом S (из H₂S) = 5 атомов S. Значит, коэффициент перед H₂SO₄ должен быть 5.

\( 8 KI + \boldsymbol{5} H_2SO_4 \rightarrow 4 I_2 + 1 H_2S + 4 K_2SO_4 + H_2O \)

Уравняем водород (H): слева \( 5 \times 2 = 10 \) атомов H. Справа в H₂S 2 атома H. Остается \( 10-2=8 \) атомов H. Значит, перед H₂O ставим 4.

\( 8 KI + 5 H_2SO_4 \rightarrow 4 I_2 + 1 H_2S + 4 K_2SO_4 + \boldsymbol{4} H_2O \)

Проверим кислород (O): слева \( 5 \times 4 = 20 \) атомов O. Справа \( 4 \times 4 + 4 = 16 + 4 = 20 \) атомов O. Кислород уравнен.

4. Итоговое уравнение:

\( 8 KI + 5 H_2SO_4 \rightarrow 4 I_2 + 1 H_2S + 4 K_2SO_4 + 4 H_2O \)

5. Окислитель и восстановитель:

• Восстановитель: KI (йод в степени окисления -1 отдал электроны)
• Окислитель: H₂SO₄ (сера в степени окисления +6 приняла электроны)

Ответ: 8KI + 5H₂SO₄ → 4I₂ + H₂S + 4K₂SO₄ + 4H₂O. Окислитель — H₂SO₄, восстановитель — KI.