Задание №20 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы расставить коэффициенты в данной окислительно-восстановительной реакции, выполним следующие шаги:

1. Определим степени окисления элементов, которые их меняют:
В левой части уравнения:
В сульфиде калия $K_{2}S^{-2}$ сера имеет степень окисления $-2$.
В хлорноватой кислоте $HCl^{+5}O_{3}$ хлор имеет степень окисления $+5$.
В правой части уравнения:
В хлориде калия $KCl^{-1}$ хлор имеет степень окисления $-1$.
В простом веществе сере $S^{0}$ степень окисления равна $0$.

2. Составим электронный баланс:
Выпишем процессы отдачи и принятия электронов:
Восстановитель (сера) отдает электроны:
$S^{-2} - 2\bar{e} \rightarrow S^{0}$ (процесс окисления)
Окислитель (хлор) принимает электроны:
$Cl^{+5} + 6\bar{e} \rightarrow Cl^{-1}$ (процесс восстановления)

3. Найдем наименьшее общее кратное и коэффициенты:
Наименьшее общее кратное для 2 и 6 равно 6.
Для серы: $6 : 2 = 3$ (коэффициент перед серой и её соединениями).
Для хлора: $6 : 6 = 1$ (коэффициент перед хлором и его соединениями).

4. Перенесем коэффициенты в уравнение реакции:
Поставим 3 перед $K_{2}S$ и перед $S$. Перед $HClO_{3}$ и $KCl$ оставляем 1 (не пишется).
$3K_{2}S + HClO_{3} + H_{2}O \rightarrow KCl + 3S + KOH$
Теперь уравняем калий. Слева $3 \cdot 2 = 6$ атомов калия. Справа один атом в $KCl$, значит, перед $KOH$ нужно поставить коэффициент 5:
$3K_{2}S + HClO_{3} + H_{2}O \rightarrow KCl + 3S + 5KOH$
Проверим водород: слева $1 (в HClO_{3}) + 2 (в H_{2}O) = 3$, справа $5 (в KOH)$. Чтобы уравнять, поставим перед водой коэффициент 2:
$3K_{2}S + HClO_{3} + 2H_{2}O \rightarrow KCl + 3S + 5KOH$
Проверим кислород: слева $3 (в HClO_{3}) + 2 (в H_{2}O) = 5$, справа $5 (в KOH)$. Кислород сошелся.

5. Укажем окислитель и восстановитель:
Восстановитель: $S^{-2}$ (или $K_{2}S$) за счет серы в степени окисления $-2$.
Окислитель: $Cl^{+5}$ (или $HClO_{3}$) за счет хлора в степени окисления $+5$.

Ответ:
$3K_{2}S + HClO_{3} + 2H_{2}O = KCl + 3S + 5KOH$
$S^{-2}$ (в составе $K_{2}S$) — восстановитель;
$Cl^{+5}$ (в составе $HClO_{3}$) — окислитель.

Источник: ФИПИ