Задание №20 — Химические реакции

#66970Задание №20ФИПИ

ОВР. Электронный баланс

Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты
в схеме реакции

SO₂ + Br₂ + H₂O → H₂SO₄+ HBr

Запишите в отдельной(-ых) строчке(-ах) формулы вещества/частицы окислителя и восстановителя. Укажите, какое(-ая) из этих веществ/частиц является окислителем, а какое(-ая) – восстановителем.

Ваше решениедо 3 баллов

Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям

Решение.

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

1. Определим степени окисления элементов, которые меняют их в ходе реакции:
В молекуле $\text{SO}_2$ сера имеет степень окисления $+4$ , так как кислород равен $-2$ .
В молекуле $\text{Br}_2$ (простое вещество) бром имеет степень окисления $0$ .
В молекуле $\text{H}_2\text{SO}_4$ сера имеет степень окисления $+6$ .
В молекуле $\text{HBr}$ бром имеет степень окисления $-1$ .

2. Составим уравнения полуреакций окисления и восстановления (электронный баланс):
Сера отдаёт электроны (окисляется):
$\text{S}^{+4} - 2\bar{e} \rightarrow \text{S}^{+6}$ (процесс окисления)
Бром принимает электроны (восстанавливается):
$\text{Br}_2^0 + 2\bar{e} \rightarrow 2\text{Br}^{-1}$ (процесс восстановления)

3. Найдём наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов. Оно равно $2$ .
Коэффициент перед серой: $2 : 2 = 1$ .
Коэффициент перед молекулой брома: $2 : 2 = 1$ .

4. Перенесём полученные коэффициенты в уравнение реакции и уравняем остальные элементы (водород и кислород):
Перед $\text{HBr}$ ставим коэффициент $2$ , так как в левой части было два атома брома ( $\text{Br}_2$ ).
Проверим количество водорода: справа $2$ (в $\text{H}_2\text{SO}_4$ ) + $2$ (в $2\text{HBr}$ ) = $4$ атома. Значит, перед $\text{H}_2\text{O}$ в левой части ставим коэффициент $2$ .
Проверим кислород: слева $2$ (в $\text{SO}_2$ ) + $2$ (в $2\text{H}_2\text{O}$ ) = $4$ ; справа $4$ (в $\text{H}_2\text{SO}_4$ ). Кислород сошёлся.

Итоговое уравнение:
$\text{SO}_2 + \text{Br}_2 + 2\text{H}_2\text{O} = \text{H}_2\text{SO}_4 + 2\text{HBr}$

5. Укажем окислитель и восстановитель:
Восстановитель: $\text{SO}_2$ (или $\text{S}^{+4}$ ) за счёт серы в степени окисления $+4$ .
Окислитель: $\text{Br}_2$ (или $\text{Br}^0$ ) за счёт брома в степени окисления $0$ .

Ответ:
$\text{SO}_2 + \text{Br}_2 + 2\text{H}_2\text{O} = \text{H}_2\text{SO}_4 + 2\text{HBr}$
$\text{SO}_2$ (или $\text{S}^{+4}$ ) — восстановитель;
$\text{Br}_2$ (или $\text{Br}^0$ ) — окислитель.

Источник: ФИПИ