Решение: Электронный баланс реакции железа
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{H_2SO_4 + Fe \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + SO_2 + H_2O}$. Запишите формулы вещества или частицы окислителя и восстановителя. Укажите, какое из этих веществ или частиц является окислителем, а какое — восстановителем.
Решение по шагам
4 шагаОпределяем изменения степеней окисления. Железо окисляется от $0$ до $+3$, а сера в серной кислоте восстанавливается от $+6$ до $+4$.
$$\mathrm{Fe^0 - 3e^- \rightarrow Fe^{+3}};\quad \mathrm{S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4}}$$Уравниваем число отданных и принятых электронов: два атома железа отдают шесть электронов, три атома серы принимают шесть электронов.
$$\mathrm{2Fe^0 - 6e^- \rightarrow 2Fe^{+3}};\quad \mathrm{3S^{+6} + 6e^- \rightarrow 3S^{+4}}$$Расставляем коэффициенты перед веществами. Для образования $\mathrm{Fe_2(SO_4)_3}$ нужны два атома железа и три сульфат-иона, а три атома серы восстанавливаются до трёх молекул $\mathrm{SO_2}$. Общее число атомов водорода и кислорода уравниваем водой.
$$\mathrm{2Fe + 6H_2SO_4 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + 3SO_2 + 6H_2O}$$Железо отдаёт электроны, поэтому является восстановителем. Серная кислота принимает электроны за счёт восстановления серы, поэтому является окислителем.
$\mathrm{2Fe + 6H_2SO_4 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + 3SO_2 + 6H_2O}$; окислитель — $\mathrm{H_2SO_4}$, восстановитель — $\mathrm{Fe}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Считать восстановителем серную кислоту, хотя сера в ней принимает электроны.
Не учитывать, что в реакции восстанавливается только часть серы из $\mathrm{H_2SO_4}$.
Неверно уравнять число электронов, отданных железом и принятых серой.
Поставить коэффициент $3$ перед железом вместо коэффициента $2$.