7-41. По данным схемам составьте схемы электронного баланса и уравнения окислительно-восстановительных реакций: a) Fe2O3 + H₂→ H₂O + Fe 6) Na2SO3 + O2 → Na2SO4 B) Zn + H₂SO₄ → ZnSO4 + S + H₂O

Решение:

Для решения этого задания нужно определить степени окисления элементов до и после реакции, затем составить электронный баланс и уравнять коэффициенты.

1. Реакция а) Fe₂O₃ + H₂ → H₂O + Fe
   1. Определение степеней окисления:
      • В Fe₂O₃: O имеет степень окисления -2, значит, 2Fe + 3(-2) = 0 => 2Fe = +6 => Fe = +3
      • В H₂: Степень окисления 0
      • В H₂O: O имеет степень окисления -2, H имеет степень окисления +1
      • В Fe: Степень окисления 0
   2. Электронный баланс:
      • Fe³⁺ + 3e⁻ → Fe⁰ (восстановитель);
      • H₂⁰ → 2H⁺¹ + 2e⁻ (окислитель).
   3. Уравнивание:
      • Умножаем первое полууравнение на 2, второе на 3:
      • 2Fe³⁺ + 6e⁻ → 2Fe⁰
      • 3H₂⁰ → 6H⁺¹ + 6e⁻
   4. Уравнение реакции:
      • 2Fe₂O₃ + 3H₂ → 3H₂O + 4Fe
2. Реакция б) Na₂SO₃ + O₂ → Na₂SO₄
   1. Определение степеней окисления:
      • В Na₂SO₃: Na = +1, O = -2, значит, 2(+1) + S + 3(-2) = 0 => 2 + S - 6 = 0 => S = +4
      • В O₂: Степень окисления 0
      • В Na₂SO₄: Na = +1, O = -2, значит, 2(+1) + S + 4(-2) = 0 => 2 + S - 8 = 0 => S = +6
   2. Электронный баланс:
      • S⁴⁺ → S⁶⁺ + 2e⁻ (окислитель);
      • O₂⁰ + 4e⁻ → 2O²⁻ (восстановитель).
   3. Уравнивание:
      • Умножаем первое полууравнение на 2, второе на 1:
      • 2S⁴⁺ → 2S⁶⁺ + 4e⁻
      • O₂⁰ + 4e⁻ → 2O²⁻
   4. Уравнение реакции:
      • 2Na₂SO₃ + O₂ → 2Na₂SO₄
3. Реакция в) Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + S + H₂O
   1. Определение степеней окисления:
      • В Zn: Степень окисления 0
      • В H₂SO₄: H = +1, O = -2, значит, 2(+1) + S + 4(-2) = 0 => 2 + S - 8 = 0 => S = +6
      • В ZnSO₄: Zn = +2, O = -2, значит, +2 + S + 4(-2) = 0 => +2 + S - 8 = 0 => S = +6
      • В S: Степень окисления 0
      • В H₂O: O = -2, H = +1
   2. Электронный баланс:
      • Zn⁰ → Zn²⁺ + 2e⁻ (окислитель);
      • S⁶⁺ + 6e⁻ → S⁰ (восстановитель).
   3. Уравнивание:
      • Умножаем первое полууравнение на 3, второе на 1:
      • 3Zn⁰ → 3Zn²⁺ + 6e⁻
      • S⁶⁺ + 6e⁻ → S⁰
   4. Уравнение реакции:
      • 3Zn + H₂SO₄ → 3ZnSO₄ + S + 4H₂O

Ответ:

• а) 2Fe₂O₃ + 3H₂ → 3H₂O + 4Fe
• б) 2Na₂SO₃ + O₂ → 2Na₂SO₄
• в) 3Zn + H₂SO₄ → 3ZnSO₄ + S + 4H₂O