Задание №20 — Химические реакции

Решение.

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

1. Определим степени окисления элементов, которые их меняют в ходе реакции:
В сульфиде натрия $\text{Na}_{2}\text{S}^{-2}$ сера имеет степень окисления $-2$.
В бромиде железа(III) $\text{Fe}^{+3}\text{Br}_{3}$ железо имеет степень окисления $+3$.
В сульфиде железа(II) $\text{Fe}^{+2}\text{S}$ железо переходит в степень окисления $+2$.
Свободная сера $\text{S}^{0}$ имеет степень окисления $0$.

2. Составим уравнения полуреакций (электронный баланс):
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)

3. Найдём наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов. Это число 2.
Для серы множитель: $2 : 2 = 1$
Для железа множитель: $2 : 1 = 2$

4. Перенесём полученные коэффициенты в уравнение реакции:
Перед соединениями железа ставим коэффициент 2, перед серой (как в виде простого вещества, так и в составе сульфида, участвующего в балансе) — 1. Однако заметим, что сера в продуктах находится в двух формах: $\text{FeS}$ и $\text{S}$.
Согласно балансу, нам нужно 2 атома $\text{Fe}$, значит, получится 2 молекулы $\text{FeS}$.
Считаем общее количество серы в правой части: 2 атома в $2\text{FeS}$ и 1 атом в $\text{S}$. Итого 3 атома серы. Значит, перед $\text{Na}_{2}\text{S}$ ставим коэффициент 3.
Теперь уравняем натрий и бром: слева $3 \times 2 = 6$ атомов натрия и $2 \times 3 = 6$ атомов брома. Значит, перед $\text{NaBr}$ ставим коэффициент 6.

Итоговое уравнение:
$3\text{Na}_{2}\text{S} + 2\text{FeBr}_{3} = 2\text{FeS} + \text{S} + 6\text{NaBr}$

5. Укажем окислитель и восстановитель:
Сера в степени окисления $-2$ (или $\text{Na}_{2}\text{S}$) является восстановителем.
Железо в степени окисления $+3$ (или $\text{FeBr}_{3}$) является окислителем.

Ответ:
$3\text{Na}_{2}\text{S} + 2\text{FeBr}_{3} = 2\text{FeS} + \text{S} + 6\text{NaBr}$
Восстановитель: $\text{S}^{-2}$ (или $\text{Na}_{2}\text{S}$)
Окислитель: $\text{Fe}^{+3}$ (или $\text{FeBr}_{3}$)

Источник: ФИПИ