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 левой части уравнения:
Сера $\text{S}$ — простое вещество, степень окисления $0$.
Хлор $\text{Cl}_2$ — простое вещество, степень окисления $0$.
В правой части уравнения:
В серной кислоте $\text{H}_2\text{S}\text{O}_4$ степень окисления серы равна $+6$.
В соляной кислоте $\text{H}\text{Cl}$ степень окисления хлора равна $-1$.

2. Составим электронный баланс, выписав процессы отдачи и принятия электронов:
$\text{S}^0 - 6\bar{e} \rightarrow \text{S}^{+6}$ (сера отдает электроны, процесс окисления)
$\text{Cl}_2^0 + 2\bar{e} \rightarrow 2\text{Cl}^{-1}$ (хлор принимает электроны, процесс восстановления)

3. Найдем наименьшее общее кратное (НОК) для числа отданных и принятых электронов.
Для $6$ и $2$ НОК равно $6$.
Коэффициент для серы: $6 : 6 = 1$.
Коэффициент для хлора: $6 : 2 = 3$.

4. Перенесем полученные коэффициенты в уравнение реакции:
Перед $\text{Cl}_2$ ставим коэффициент $3$.
Перед $\text{HCl}$ ставим коэффициент $6$ (так как в молекуле хлора было 2 атома: $3 \times 2 = 6$).
Перед $\text{S}$ и $\text{H}_2\text{SO}_4$ остается коэффициент $1$ (не пишется).
Уравняем количество водорода и кислорода. В правой части $2 + 6 = 8$ атомов водорода, значит, перед $\text{H}_2\text{O}$ ставим коэффициент $4$.
Проверяем по кислороду: слева $4$ атома в воде, справа $4$ атома в серной кислоте. Всё верно.

Итоговое уравнение:
$\text{S} + 3\text{Cl}_2 + 4\text{H}_2\text{O} = \text{H}_2\text{SO}_4 + 6\text{HCl}$

5. Укажем окислитель и восстановитель:
Сера в степени окисления $0$ ($\text{S}$) является восстановителем.
Хлор в степени окисления $0$ ($\text{Cl}_2$) является окислителем.

Ответ:
$\text{S} + 3\text{Cl}_2 + 4\text{H}_2\text{O} = \text{H}_2\text{SO}_4 + 6\text{HCl}$
Восстановитель: $\text{S}$ (или $\text{S}^0$)
Окислитель: $\text{Cl}_2$ (или $\text{Cl}_2^0$)

Источник: ФИПИ