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 соединении $H_{2}S$ сера имеет степень окисления $-2$, так как водород равен $+1$. В правой части уравнения сера $S$ является простым веществом, её степень окисления равна $0$.
В соединении $HClO_{3}$ (хлорноватая кислота) определим степень окисления хлора: у водорода $+1$, у кислорода $-2$. Сумма степеней окисления: $+1 + x + 3 \cdot (-2) = 0$, откуда $x = +5$. В правой части в $HCl$ степень окисления хлора равна $-1$.

2. Составим электронный баланс:
Сера отдаёт электроны (окисляется):
$S^{-2} - 2e^{-} \rightarrow S^{0}$ (процесс окисления)
Хлор принимает электроны (восстанавливается):
$Cl^{+5} + 6e^{-} \rightarrow Cl^{-1}$ (процесс восстановления)

3. Найдём наименьшее общее кратное (НОК) для числа отданных и принятых электронов:
НОК для $2$ и $6$ равно $6$.
Делим НОК на количество электронов в каждом полууравнении:
Для серы: $6 : 2 = 3$ (коэффициент перед серой)
Для хлора: $6 : 6 = 1$ (коэффициент перед хлором)

4. Перенесём коэффициенты в уравнение реакции:
Поставим коэффициент $3$ перед $H_{2}S$ и перед $S$. Перед хлорсодержащими веществами оставляем коэффициент $1$ (обычно не пишется).
$3H_{2}S + HClO_{3} \rightarrow HCl + 3S + H_{2}O$

5. Уравняем остальные элементы (водород и кислород):
Слева водорода: $3 \cdot 2 + 1 = 7$ атомов.
Справа водорода: $1$ (в $HCl$) + $2$ (в $H_{2}O$). Чтобы стало $7$, перед водой нужно поставить коэффициент $3$: $1 + 3 \cdot 2 = 7$.
Проверим кислород: слева $3$ атома (в $HClO_{3}$), справа $3$ атома (в $3H_{2}O$). Кислород сошёлся.

Итоговое уравнение:
$3H_{2}S + HClO_{3} = HCl + 3S + 3H_{2}O$

6. Укажем окислитель и восстановитель:
Сера в степени окисления $-2$ (или вещество $H_{2}S$) отдаёт электроны, значит, она является восстановителем.
Хлор в степени окисления $+5$ (или вещество $HClO_{3}$) принимает электроны, значит, он является окислителем.

Ответ:
$3H_{2}S + HClO_{3} = HCl + 3S + 3H_{2}O$
$S^{-2}$ (в составе $H_{2}S$) — восстановитель;
$Cl^{+5}$ (в составе $HClO_{3}$) — окислитель.

Источник: ФИПИ