Задание №20 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы расставить коэффициенты методом электронного баланса, сначала определим степени окисления элементов, которые их меняют в ходе реакции.

1. Определим степени окисления:
В сероводороде $\text{H}_{2}\text{S}^{-2}$ сера имеет степень окисления $-2$.
В молекулярном хлоре $\text{Cl}_{2}^{0}$ степень окисления равна $0$.
В серной кислоте $\text{H}_{2}\text{S}^{+6}\text{O}_{4}$ сера имеет степень окисления $+6$.
В соляной кислоте $\text{H}\text{Cl}^{-1}$ хлор имеет степень окисления $-1$.

2. Составим электронный баланс:
Сера повышает степень окисления (отдает электроны):
$\text{S}^{-2} - 8\bar{e} \rightarrow \text{S}^{+6}$ (процесс окисления)
Хлор понижает степень окисления (принимает электроны):
$\text{Cl}_{2}^{0} + 2\bar{e} \rightarrow 2\text{Cl}^{-1}$ (процесс восстановления)

3. Найдем наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов. Это число $8$.
Для серы множитель: $8 : 8 = 1$.
Для хлора множитель: $8 : 2 = 4$.

4. Перенесем полученные коэффициенты в уравнение реакции:
Перед $\text{Cl}_{2}$ ставим коэффициент $4$, перед $\text{HCl}$ ставим коэффициент $8$ (так как $4 \times 2 = 8$).
Перед серосодержащими веществами коэффициенты равны $1$ (обычно не пишутся).
Уравняем водород и кислород. Справа у нас $2 + 8 = 10$ атомов водорода. Слева в $\text{H}_{2}\text{S}$ уже есть $2$ атома, значит, не хватает еще $8$. Следовательно, перед водой $\text{H}_{2}\text{O}$ ставим коэффициент $4$.
Проверим по кислороду: слева $4$ атома (в воде), справа $4$ атома (в серной кислоте). Всё верно.

Итоговое уравнение:
$\text{H}_{2}\text{S} + 4\text{Cl}_{2} + 4\text{H}_{2}\text{O} = \text{H}_{2}\text{SO}_{4} + 8\text{HCl}$

5. Укажем окислитель и восстановитель:
Восстановитель — $\text{H}_{2}\text{S}$ (или сера в степени окисления $\text{S}^{-2}$).
Окислитель — $\text{Cl}_{2}$ (или хлор в степени окисления $\text{Cl}^{0}$).

Ответ: $\text{H}_{2}\text{S} + 4\text{Cl}_{2} + 4\text{H}_{2}\text{O} = \text{H}_{2}\text{SO}_{4} + 8\text{HCl}$; $\text{H}_{2}\text{S}$ — восстановитель, $\text{Cl}_{2}$ — окислитель.

Источник: ФИПИ