IB PbO2 + Al → Al2O3 + Pb KClO3 + S → SO2 + KCl H2SO4 + Zn → ZnSO4 + SO2 + H2O k

Решение:

Представленные химические уравнения требуют балансировки.

1. \( PbO_2 + Al \rightarrow Al_2O_3 + Pb \)

1. Балансируем кислород: \( PbO_2 + Al \rightarrow Al_2O_3 + Pb \). Слева 2 атома O, справа 3. Общий множитель — 6. Ставим коэффициент 3 перед \( PbO_2 \) и 2 перед \( Al_2O_3 \):
   \( 3PbO_2 + Al \rightarrow 2Al_2O_3 + Pb \)
2. Балансируем алюминий: Справа 4 атома Al, слева 1. Ставим коэффициент 4 перед \( Al \):
   \( 3PbO_2 + 4Al \rightarrow 2Al_2O_3 + Pb \)
3. Балансируем свинец: Слева 3 атома Pb, справа 1. Ставим коэффициент 3 перед \( Pb \):
   \( 3PbO_2 + 4Al \rightarrow 2Al_2O_3 + 3Pb \)

2. \( KClO_3 + S \rightarrow SO_2 + KCl \)

1. Определяем степени окисления: \( K^{+1} Cl^{+5} O_2^{-2} + S^0 \rightarrow S^{+4} O_2^{-2} + K^{+1} Cl^{-1} \).
2. Составляем полуреакции:
• Окисление: \( S^0 \rightarrow S^{+4} + 4e^- \)
• Восстановление: \( Cl^{+5} + 6e^- \rightarrow Cl^{-1} \)
3. Балансируем электроны. Умножаем полуреакцию окисления на 3, а полуреакцию восстановления на 2:
• \( 3S^0 \rightarrow 3S^{+4} + 12e^- \)
• \( 2Cl^{+5} + 12e^- \rightarrow 2Cl^{-1} \)
4. Подставляем коэффициенты в уравнение:
• \( KClO_3 + 3S \rightarrow 3SO_2 + KCl \)
• Балансируем калий и хлор: \( 2KClO_3 + 3S \rightarrow 3SO_2 + 2KCl \)
5. Балансируем кислород: Слева 6 атомов O (из \( 2KClO_3 \)), справа 6 атомов O (из \( 3SO_2 \)). Кислород сбалансирован.

3. \( H_2SO_4 + Zn \rightarrow ZnSO_4 + SO_2 + H_2O \)

1. Определяем степени окисления: \( H_2^{+1} S^{+6} O_4^{-2} + Zn^0 \rightarrow Zn^{+2} S^{+6} O_4^{-2} + S^{+4} O_2^{-2} + H_2^{+1} O^{-2} \).
2. Составляем полуреакции:
• Окисление: \( Zn^0 \rightarrow Zn^{+2} + 2e^- \)
• Восстановление: \( S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4} \)
3. Балансируем электроны. Коэффициенты равны 1:1.
4. Подставляем коэффициенты в уравнение: \( H_2SO_4 + Zn \rightarrow ZnSO_4 + SO_2 + H_2O \).
5. Балансируем водород и кислород. Слева 2 атома H, справа 2 атома H (в \( H_2O \)). Слева 4 атома O (в \( H_2SO_4 \)), справа 2 атома O (в \( SO_2 \)) + 4 атома O (в \( ZnSO_4 \)) = 6 атомов O. Требуется корректировка.
6. Перебалансируем серу. Количество атомов серы слева должно быть равно количеству атомов серы справа.
7. Попробуем поставить коэффициент 2 перед \( H_2SO_4 \) и 2 перед \( SO_2 \) для балансировки серы.
8. \( 2H_2SO_4 + Zn \rightarrow ZnSO_4 + 2SO_2 + H_2O \)
9. Теперь балансируем водород: Слева 4 атома H, справа 2 атома H (в \( H_2O \)). Ставим коэффициент 2 перед \( H_2O \).
10. \( 2H_2SO_4 + Zn \rightarrow ZnSO_4 + 2SO_2 + 2H_2O \)
11. Проверяем кислород: Слева \( 2 \times 4 = 8 \) атомов O. Справа \( 4 + (2 \times 2) + (2 \times 1) = 4 + 4 + 2 = 10 \) атомов O. Не сбалансировано.
12. Вернемся к полуреакциям. \( S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4} \). \( Zn^0 \rightarrow Zn^{+2} + 2e^- \). Число отданных и принятых электронов совпадает.
13. Возможно, на доске ошибка или другое уравнение. Если предположить, что \( SO_2 \) образуется из \( H_2SO_4 \), то \( H_2SO_4 \) выступает как окислитель.
14. Предположим, что \( SO_2 \) образуется из \( H_2SO_4 \), а \( Zn \) окисляется.
15. \( Zn^0 \rightarrow Zn^{+2} + 2e^- \)
16. \( S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4} \)
17. \( H_2SO_4 \) (где S имеет степень +6) реагирует с \( Zn \) образуя \( ZnSO_4 \) (где S имеет степень +6) и \( SO_2 \) (где S имеет степень +4).
18. Попробуем другую логику: \( H_2SO_4 + Zn \rightarrow ZnSO_4 + SO_2 + H_2O \)
19. Балансируем \( Zn \): \( H_2SO_4 + Zn \rightarrow ZnSO_4 + SO_2 + H_2O \) (1:1)
20. Балансируем \( S \): \( 2H_2SO_4 + Zn \rightarrow ZnSO_4 + 2SO_2 + H_2O \) (2:1, так как \( S^{+6} \rightarrow S^{+4} \) предполагает восстановление серы).
21. Балансируем \( H \): \( 4H_2SO_4 + Zn \rightarrow ZnSO_4 + 2SO_2 + H_2O \) (4:2). Умножим \( H_2O \) на 2.
22. \( 4H_2SO_4 + Zn \rightarrow ZnSO_4 + 2SO_2 + 2H_2O \)
23. Балансируем \( O \): Слева \( 4 \times 4 = 16 \) атомов O. Справа \( 4 + (2 \times 2) + (2 \times 1) = 4 + 4 + 2 = 10 \) атомов O. Не сбалансировано.
24. Ошибочный вариант. Попробуем учесть, что \( H_2SO_4 \) в данном случае является и окислителем, и источником сульфат-иона.
25. \( H_2SO_4 + Zn \rightarrow ZnSO_4 + SO_2 + H_2O \)
26. \( Zn^0 \rightarrow Zn^{+2} + 2e^- \)
27. \( S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4} \)
28. Коэффициенты 1 для \( Zn \) и 1 для \( S \) в восстановлении.
29. \( H_2SO_4 \) (как источник \( SO_4^{2-} \)) и \( H_2SO_4 \) (как окислитель).
30. \( Zn + 2H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + SO_2 + 2H_2O \)
31. Проверим: \( Zn: 1 \rightarrow 1 \)
32. \( S: 2 \rightarrow 1 (из \( SO_2 \)) + 1 (из \( ZnSO_4 \)) = 2 \)
33. \( H: 4 \rightarrow 2 \times 2 = 4 \)
34. \( O: 8 \rightarrow 4 + 2 + 2 = 8 \)
35. Сбалансировано.