Задание №20 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы составить уравнение реакции методом электронного баланса, выполним следующие шаги:

1. Определим степени окисления элементов, которые меняют свои значения в ходе реакции:
В молекуле бромноватой кислоты $H\overset{+1}{Br}\overset{+5}{O}_3^{-2}$ бром имеет степень окисления $+5$.
В молекуле сероводорода $H_2\overset{+1}{S}^{-2}$ сера имеет степень окисления $-2$.
В продуктах реакции образуется простое вещество сера $\overset{0}{S}$ и простое вещество бром $\overset{0}{Br}_2$. Степень окисления простых веществ всегда равна $0$.

2. Составим электронный баланс, учитывая количество атомов в молекулах простых веществ:
Бром принимает электроны (восстанавливается):
$2\overset{+5}{Br} + 10\bar{e} \rightarrow \overset{0}{Br}_2$ (коэффициент $2$ перед бромом слева нужен, так как справа образуется двухатомная молекула $Br_2$).
Сера отдает электроны (окисляется):
$\overset{-2}{S} - 2\bar{e} \rightarrow \overset{0}{S}$.

3. Найдем наименьшее общее кратное (НОК) для числа принятых и отданных электронов. НОК для $10$ и $2$ равно $10$.
Разделим НОК на количество электронов в каждом процессе, чтобы получить основные коэффициенты:
Для брома: $10 / 10 = 1$.
Для серы: $10 / 2 = 5$.

4. Перенесем полученные коэффициенты в уравнение реакции и уравняем остальные элементы (водород и кислород):
Перед $S$ и $H_2S$ ставим коэффициент $5$.
Перед $HBrO_3$ ставим коэффициент $2$ (так как в балансе было $2\overset{+5}{Br}$).
Перед $Br_2$ коэффициент $1$ (не пишется).
Считаем водород: слева $2$ (в $HBrO_3$) + $10$ (в $5H_2S$) = $12$ атомов. Значит, перед $H_2O$ ставим коэффициент $6$.
Проверяем по кислороду: слева $2 \cdot 3 = 6$, справа $6 \cdot 1 = 6$. Уравнение составлено верно.

$2HBrO_3 + 5H_2S = 5S + Br_2 + 6H_2O$

5. Укажем окислитель и восстановитель:
Сера в степени окисления $-2$ (или вещество $H_2S$) отдает электроны, значит, является восстановителем.
Бром в степени окисления $+5$ (или вещество $HBrO_3$) принимает электроны, значит, является окислителем.

Восстановитель: $H_2S$ (или $\overset{-2}{S}$)
Окислитель: $HBrO_3$ (или $\overset{+5}{Br}$)

Ответ: 2HBrO₃ + 5H₂S = 5S + Br₂ + 6H₂O; H₂S — восстановитель, HBrO₃ — окислитель.

Источник: ФИПИ