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 молекуле $\text{HI}$ йод имеет степень окисления $-1$, а в молекуле простого вещества $\text{I}_2$ она равна $0$.
В молекуле $\text{H}_2\text{SO}_4$ сера имеет степень окисления $+6$, а в молекуле $\text{H}_2\text{S}$ она равна $-2$.

2. Составим электронный баланс:
Выпишем процессы отдачи и принятия электронов:
Восстановитель: $2\text{I}^{-1} - 2\bar{e} \rightarrow \text{I}_2^{0}$ (процесс окисления)
Окислитель: $\text{S}^{+6} + 8\bar{e} \rightarrow \text{S}^{-2}$ (процесс восстановления)

3. Найдём наименьшее общее кратное (НОК) и дополнительные множители:
Для 2 и 8 наименьшее общее кратное равно 8.
Множитель для йода: $8 : 2 = 4$.
Множитель для серы: $8 : 8 = 1$.

4. Перенесём коэффициенты в уравнение реакции:
Поставим коэффициент 4 перед $\text{I}_2$, тогда перед $\text{HI}$ должен стоять коэффициент $4 \cdot 2 = 8$.
Перед $\text{H}_2\text{SO}_4$ и $\text{H}_2\text{S}$ оставляем коэффициент 1 (обычно не пишется).
Уравняем количество водорода и кислорода. Слева 8 атомов $\text{H}$ в $\text{HI}$ и 2 в $\text{H}_2\text{SO}_4$ (всего 10). Справа 2 атома в $\text{H}_2\text{S}$, значит, на воду остаётся 8 атомов, что соответствует 4 молекулам $\text{H}_2\text{O}$.
Проверим по кислороду: слева 4 атома в $\text{H}_2\text{SO}_4$, справа 4 атома в $4\text{H}_2\text{O}$. Всё верно.

Итоговое уравнение:
$8\text{HI} + \text{H}_2\text{SO}_4 = 4\text{I}_2 + \text{H}_2\text{S} + 4\text{H}_2\text{O}$

5. Укажем окислитель и восстановитель:
Йод в степени окисления $-1$ (или вещество $\text{HI}$) является восстановителем.
Сера в степени окисления $+6$ (или вещество $\text{H}_2\text{SO}_4$) является окислителем.

Ответ:
$8\text{HI} + \text{H}_2\text{SO}_4 = 4\text{I}_2 + \text{H}_2\text{S} + 4\text{H}_2\text{O}$
Восстановитель: $\text{I}^{-}$ (или $\text{HI}$)
Окислитель: $\text{S}^{+6}$ (или $\text{H}_2\text{SO}_4$)

Источник: ФИПИ