Задание №20 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы расставить коэффициенты в данной окислительно-восстановительной реакции, проанализируем изменение степеней окисления элементов.

1. Определим степени окисления элементов, которые их меняют:
В левой части уравнения сера $\text{S}$ является простым веществом, её степень окисления равна $0$.
В правой части сера входит в состав двух соединений:
— В сульфиде калия $\text{K}_2\text{S}^{-2}$ степень окисления серы равна $-2$.
— В сульфите калия $\text{K}_2\text{S}^{+4}\text{O}_3$ степень окисления серы равна $+4$.
Таким образом, сера в этой реакции является и окислителем, и восстановителем (реакция диспропорционирования).

2. Составим электронный баланс:
Восстановление: $\text{S}^0 + 2\bar{e} \rightarrow \text{S}^{-2}$ (сера принимает электроны)
Окисление: $\text{S}^0 - 4\bar{e} \rightarrow \text{S}^{+4}$ (сера отдает электроны)

3. Найдём наименьшее общее кратное для числа принятых и отданных электронов. Это число $4$.
Коэффициент для $\text{S}^{-2}$ равен $4 : 2 = 2$.
Коэффициент для $\text{S}^{+4}$ равен $4 : 4 = 1$.
Запишем множители:
$\text{S}^0 + 2\bar{e} \rightarrow \text{S}^{-2}$ | $2$
$\text{S}^0 - 4\bar{e} \rightarrow \text{S}^{+4}$ | $1$

4. Перенесём коэффициенты в уравнение реакции:
Перед $\text{K}_2\text{S}$ ставим коэффициент $2$, перед $\text{K}_2\text{SO}_3$ — коэффициент $1$ (не пишется).
Считаем общее количество атомов серы в правой части: $2 + 1 = 3$. Ставим коэффициент $3$ перед $\text{S}$ в левой части.
Считаем количество атомов калия в правой части: $2 \cdot 2 + 2 = 6$. Ставим коэффициент $6$ перед $\text{KOH}$.
Уравняем водород: в левой части $6$ атомов $\text{H}$, значит, перед $\text{H}_2\text{O}$ ставим коэффициент $3$.
Проверяем кислород: слева $6$, справа $3 + 3 = 6$. Всё верно.

Итоговое уравнение:
$3\text{S} + 6\text{KOH} = 2\text{K}_2\text{S} + \text{K}_2\text{SO}_3 + 3\text{H}_2\text{O}$

5. Укажем окислитель и восстановитель:
Сера в степени окисления $0$ ($\text{S}$) является и окислителем, и восстановителем.

Ответ:
$3\text{S} + 6\text{KOH} = 2\text{K}_2\text{S} + \text{K}_2\text{SO}_3 + 3\text{H}_2\text{O}$
$\text{S}^0$ (или $\text{S}$) — восстановитель;
$\text{S}^0$ (или $\text{S}$) — окислитель.

Источник: ФИПИ