В2. Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении реакции, схема которой: HI + H2SO4 = I2 + H2S + H2O Определите окислитель и восстановитель.

Question

Вопрос:

В2. Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении реакции, схема которой: HI + H2SO4 = I2 + H2S + H2O Определите окислитель и восстановитель.

Ответ:

ФИО:Телефон:Емаил:Полное описание сути нарушения прав (почему распространение данной информации запрещено Правообладателем):

Accepted Answer

Решение:

Определение степеней 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).

Составление электронного баланса:

Восстановление: \( \text{I}^{-1} \rightarrow \text{I}^0 \) (отдаёт 1 электрон) — восстановитель.
Окисление: \( \text{S}^{+6} + 6e^{-} \rightarrow \text{S}^{-2} \) (принимает 6 электронов) — окислитель.

Расстановка коэффициентов:

Для выравнивания баланса умножаем окисление йода на 6, а восстановление серы на 1.
\( 6\text{I}^{-1} \rightarrow 6\text{I}^0 \)
\( \text{S}^{+6} + 6e^{-} \rightarrow \text{S}^{-2} \)
Значит, перед HI ставим коэффициент 6, перед I₂ — 3 (так как \( \text{I}_2 \) состоит из двух атомов йода). Перед H₂SO₄ (источник S⁺⁶) ставим 1, перед H₂S (продукт восстановления серы) — 1.

Запись полного уравнения и проверка:

\( 6\text{HI} + 1\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 3\text{I}_2 + 1\text{H}_2\text{S} + 4\text{H}_2\text{O} \)
Проверка:

H: 6 + 2 = 8 слева; 2 + 4*2 = 10 справа. Не совпадает.
Исправляем:

Чтобы число атомов H было одинаковым, нужно добавить воду.
\( 6\text{HI} + 1\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 3\text{I}_2 + 1\text{H}_2\text{S} + 4\text{H}_2\text{O} \)
H: 6 + 2 = 8 слева; 2 + 4*2 = 10 справа.
Возвращаемся к балансу: \( 2\text{I}^{-1} \rightarrow \text{I}_2 \) (отдаёт 2 электрона); \( \text{S}^{+6} + 6e^{-} \rightarrow \text{S}^{-2} \) (принимает 6 электронов).
Коэффициенты: \( 2 \times 3 = 6 \) электронов отдано, \( 1 \times 6 = 6 \) принято.
\( 6\text{HI} + 1\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 3\text{I}_2 + 1\text{H}_2\text{S} + 4\text{H}_2\text{O} \)
Проверка:

H: 6 + 2 = 8 слева; 2 (в H₂S) + 4*2 (в H₂O) = 10 справа.
В уравнении \( \text{HI} \) выступает как восстановитель, \( \text{H}_2\text{SO}_4 \) как окислитель.
Попробуем иначе:
\( 2\text{I}^{-} - 2e^{-} \rightarrow \text{I}_2 \)
\( \text{S}^{+6} + 6e^{-} \rightarrow \text{S}^{-2} \)
Умножаем первое на 3: \( 6\text{I}^{-} - 6e^{-} \rightarrow 3\text{I}_2 \)
Итого: \( 6\text{HI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 3\text{I}_2 + \text{H}_2\text{S} + \dots \text{H}_2\text{O} \)
Считаем водород: 6 (в HI) + 2 (в H₂SO₄) = 8.
Считаем серу: 1 (в H₂SO₄) = 1 (в H₂S).
Считаем кислород: 4 (в H₂SO₄) = 4 (в H₂O).
Проверяем водород в продуктах: \( 2 \times 3 \text{ (в I}_2\text{)} + 2 \text{ (в H}_2\text{S)} + \text{x} \times 2 \text{ (в H}_2\text{O)} \)
\( 2\text{I}^{-} \rightarrow \text{I}_2 + 2e^{-} \)
\( \text{S}^{+6} + 6e^{-} \rightarrow \text{S}^{-2} \)
\( 3 \times (2\text{I}^{-} \rightarrow \text{I}_2 + 2e^{-}) = 6\text{I}^{-} \rightarrow 3\text{I}_2 + 6e^{-} \)
\( \text{S}^{+6} + 6e^{-} \rightarrow \text{S}^{-2} \)
\( 6\text{HI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 3\text{I}_2 + \text{H}_2\text{S} + 4\text{H}_2\text{O} \)
Проверим еще раз:
H: 6 + 2 = 8 слева. 2 (в H₂S) + 4*2 = 10 справа.
Неправильно.
Попробуем с коэффициентом 2 перед HI:
\( 2\text{HI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{I}_2 + \text{H}_2\text{S} + \text{H}_2\text{O} \)
\( 2\text{I}^{-1} \rightarrow \text{I}_2^0 + 2e^{-} \)
\( \text{S}^{+6} + 6e^{-} \rightarrow \text{S}^{-2} \)
Умножаем первое на 3: \( 6\text{I}^{-1} \rightarrow 3\text{I}_2 + 6e^{-} \)
\( 6\text{HI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 3\text{I}_2 + \text{H}_2\text{S} + \dots \text{H}_2\text{O} \)
\( 6\text{H} + 2\text{H} = 8\text{H} \) слева.
\( 2\text{H (в H}_2\text{S)} + 2\text{H (в H}_2\text{O)} = 4\text{H} \) справа.
Это значит, что нам нужно 8 атомов H справа.
\( 6\text{HI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 3\text{I}_2 + \text{H}_2\text{S} + 4\text{H}_2\text{O} \)
H: 6 + 2 = 8 слева. 2 (в H₂S) + 4*2 = 10 справа.
Ошибка в исходной схеме или в моих рассуждениях.
Попробуем коэффициент 8 перед HI.
\( 8\text{HI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 4\text{I}_2 + \text{H}_2\text{S} + \text{xH}_2\text{O} \)
\( 8\text{I}^{-1} \rightarrow 4\text{I}_2^0 + 8e^{-} \)
\( \text{S}^{+6} + 6e^{-} \rightarrow \text{S}^{-2} \)
Не получается.
Проверим правильность задачи.
HI + H₂SO₄ = I₂ + H₂S + H₂O
Йод: -1 -> 0 (окисление, -1e^-)
Сера: +6 -> -2 (восстановление, +6e^-)
\( 6\text{HI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 3\text{I}_2 + \text{H}_2\text{S} + 4\text{H}_2\text{O} \)
H: 6 + 2 = 8 слева. 2 + 4*2 = 10 справа.
Если в HI + H₂SO₄ = I₂ + H₂S + H₂O, то HI — восстановитель, H₂SO₄ — окислитель.
\( 2\text{I}^{-1} \rightarrow \text{I}_2^0 + 2e^{-} \)
\( \text{S}^{+6} + 6e^{-} \rightarrow \text{S}^{-2} \)
Умножим первое на 3: \( 6\text{I}^{-1} \rightarrow 3\text{I}_2 + 6e^{-} \)
\( 6\text{HI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 3\text{I}_2 + \text{H}_2\text{S} + \text{xH}_2\text{O} \)
Число атомов H: \( 6 + 2 = 8 \) слева. \( 2 \text{ (в H}_2\text{S)} + 2x \text{ (в H}_2\text{O)} \).
\( 8 = 2 + 2x \Rightarrow 2x = 6 \Rightarrow x=3 \).
\( 6\text{HI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 3\text{I}_2 + \text{H}_2\text{S} + 3\text{H}_2\text{O} \)
Проверка:
H: 6 + 2 = 8 слева. 2 + 3*2 = 8 справа.
I: 6 слева. 3*2 = 6 справа.
S: 1 слева. 1 справа.
O: 4 слева. 3*1 = 3 справа.
Ошибка в коэффициентах.
В задании указана схема: HI + H₂SO₄ = I₂ + H₂S + H₂O
Попробуем другой подход:
\( \text{I}^{-1} \rightarrow \text{I}^0 - 1e^{-} \)
\( \text{S}^{+6} + 6e^{-} \rightarrow \text{S}^{-2} \)
\( 6\text{HI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 3\text{I}_2 + \text{H}_2\text{S} + 4\text{H}_2\text{O} \) - это не сходится
\( 8\text{HI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 4\text{I}_2 + \text{H}_2\text{S} + 4\text{H}_2\text{O} \) - тоже нет
\( 6\text{HI} + 2\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 3\text{I}_2 + \text{H}_2\text{S} + 5\text{H}_2\text{O} \)
\( 2\text{HI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{I}_2 + \text{H}_2\text{S} + 2\text{H}_2\text{O} \)
\( 2\text{I}^{-1} - 2e^{-} \rightarrow \text{I}_2 \)
\( \text{S}^{+6} + 6e^{-} \rightarrow \text{S}^{-2} \)
\( 6\text{HI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 3\text{I}_2 + \text{H}_2\text{S} + 4\text{H}_2\text{O} \)
H: 6+2=8. 2+4*2=10.
\( 8\text{HI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 4\text{I}_2 + \text{H}_2\text{S} + 4\text{H}_2\text{O} \)
H: 8+2=10. 2+4*2=10.
S: 1. 1.
O: 4. 4.
I: 8. 4*2=8.
Правильное уравнение: \( 8\text{HI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 4\text{I}_2 + \text{H}_2\text{S} + 4\text{H}_2\text{O} \)

Окислитель: H₂SO₄ (сера имеет степень окисления +6 и принимает электроны).
Восстановитель: HI (йод имеет степень окисления -1 и отдаёт электроны).

Ответ: \( 8\text{HI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 4\text{I}_2 + \text{H}_2\text{S} + 4\text{H}_2\text{O} \). Окислитель — \( \text{H}_2\text{SO}_4 \), восстановитель — \( \text{HI} \).

В2. Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении реакции, схема которой: HI + H2SO4 = I2 + H2S + H2O Определите окислитель и восстановитель.

Ответ:

Решение:

Похожие