Задание №20 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы расставить коэффициенты методом электронного баланса, выполним следующие шаги:

1. Определим степени окисления всех элементов в реагентах и продуктах реакции:
$\overset{+1}{Na}_2 \overset{-2}{S} + \overset{+3}{Fe} \overset{-1}{Cl}_3 \rightarrow \overset{+2}{Fe} \overset{-2}{S} + \overset{0}{S} + \overset{+1}{Na} \overset{-1}{Cl}$

2. Выпишем элементы, которые изменили свои степени окисления:
Сера в сульфиде натрия была в степени окисления $-2$, а в продуктах появилась свободная сера со степенью окисления $0$.
Железо в хлориде железа(III) было в степени окисления $+3$, а в сульфиде железа(II) стало $+2$.

3. Составим уравнения электронного баланса:
Восстановитель: $\text{S}^{-2} - 2\bar{e} \rightarrow \text{S}^{0}$ (процесс окисления)
Окислитель: $\text{Fe}^{+3} + 1\bar{e} \rightarrow \text{Fe}^{+2}$ (процесс восстановления)

4. Найдём наименьшее общее кратное для отданных и принятых электронов. Это число 2. Определим коэффициенты:
Для серы: $2 : 2 = 1$
Для железа: $2 : 1 = 2$

5. Перенесём полученные коэффициенты в основное уравнение реакции:
Перед $FeCl_3$ и $FeS$ ставим коэффициент 2. Перед серой $S^0$ оставляем 1 (не пишется).
$Na_2S + 2FeCl_3 \rightarrow 2FeS + S + NaCl$

6. Уравняем остальные элементы (натрий и хлор):
Слева 6 атомов хлора (в $2FeCl_3$), значит, перед $NaCl$ ставим коэффициент 6.
Справа стало 6 атомов натрия, значит, перед $Na_2S$ ставим коэффициент 3.
Проверяем серу: слева 3 атома (в $3Na_2S$), справа 2 атома в $2FeS$ и 1 атом свободный — итого 3. Всё верно.

Итоговое уравнение:
$3Na_2S + 2FeCl_3 = 2FeS + S + 6NaCl$

7. Укажем окислитель и восстановитель:
Сера в степени окисления $-2$ (или $Na_2S$) является восстановителем.
Железо в степени окисления $+3$ (или $FeCl_3$) является окислителем.

Ответ: 3Na₂S + 2FeCl₃ = 2FeS + S + 6NaCl;
S^-2 (в составе Na₂S) — восстановитель;
Fe⁺³ (в составе FeCl₃) — окислитель.

Источник: ФИПИ