Решение: Электронный баланс реакции железа
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{Fe(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + SO_2 + H_2O}$. Запишите формулы вещества или частицы окислителя и восстановителя. Укажите, какое из этих веществ или частиц является окислителем, а какое — восстановителем.
Решение по шагам
5 шаговОпределяем степени окисления элементов, которые изменяются. В $\mathrm{Fe(OH)_2}$ железо имеет степень окисления $+2$, а в $\mathrm{Fe_2(SO_4)_3}$ — $+3$. Сера в $\mathrm{H_2SO_4}$ имеет степень окисления $+6$, а в $\mathrm{SO_2}$ — $+4$.
$$\mathrm{Fe}^{+2} \rightarrow \mathrm{Fe}^{+3};\quad \mathrm{S}^{+6} \rightarrow \mathrm{S}^{+4}$$Железо окисляется, отдавая по одному электрону на атом. Сера восстанавливается, принимая два электрона на атом.
$$2\mathrm{Fe}^{+2} - 2e^- \rightarrow 2\mathrm{Fe}^{+3};\quad \mathrm{S}^{+6} + 2e^- \rightarrow \mathrm{S}^{+4}$$Для образования одной частицы $\mathrm{Fe_2(SO_4)_3}$ нужны два атома железа, поэтому перед $\mathrm{Fe(OH)_2}$ ставим коэффициент 2. Для сохранения числа атомов серы перед $\mathrm{H_2SO_4}$ ставим коэффициент 4: три сульфат-иона входят в состав соли, один атом серы восстанавливается до $\mathrm{SO_2}$.
$$2\mathrm{Fe(OH)_2} + 4\mathrm{H_2SO_4} \rightarrow \mathrm{Fe_2(SO_4)_3} + \mathrm{SO_2} + x\mathrm{H_2O}$$Слева содержится 12 атомов водорода, поэтому коэффициент перед водой равен 6. Проверка по кислороду также выполняется.
$$2\mathrm{Fe(OH)_2} + 4\mathrm{H_2SO_4} \rightarrow \mathrm{Fe_2(SO_4)_3} + \mathrm{SO_2} + 6\mathrm{H_2O}$$Железо отдаёт электроны и является восстановителем. Сера в серной кислоте принимает электроны, поэтому серная кислота является окислителем.
$$\mathrm{Fe(OH)_2}\text{ — восстановитель};\quad \mathrm{H_2SO_4}\text{ — окислитель}$$$2\mathrm{Fe(OH)_2} + 4\mathrm{H_2SO_4} \rightarrow \mathrm{Fe_2(SO_4)_3} + \mathrm{SO_2} + 6\mathrm{H_2O}$; окислитель — $\mathrm{H_2SO_4}$, восстановитель — $\mathrm{Fe(OH)_2}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не учитывают изменение степени окисления серы с $+6$ до $+4$.
Называют $\mathrm{Fe(OH)_2}$ окислителем, хотя железо в нём отдаёт электроны.
Ставят неверный коэффициент перед водой и не проверяют число атомов водорода и кислорода.