Используя метод электронного баланса
4 Просмотров
Задание:
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении реакции, схема которой: H2SO4 + Zn → ZnSO4 + S + H2O
Ответ на задание:
Для решения задачи с использованием метода электронного баланса, следуйте этим шагам:
- Определите степени окисления элементов в реагентах и продуктах:
- \( ( \text{H}_2\text{SO}_4 ): H (+1), S (+6), O (-2) \)
- \( ( \text{Zn} ): Zn (0) \)
- \( ( \text{ZnSO}_4 ): Zn (+2), S (+6), O (-2) \)
- \( ( \text{S} ): S (0) \)
- \( ( \text{H}_2\text{O} ): H (+1), O (-2) \)
- Найдите изменения степеней окисления, чтобы определить, какие элементы окисляются и восстанавливаются:
- Zn из 0 в +2 (окисление, отдача электронов)
- S из +6 в 0 (восстановление, прием электронов)
- Запишите полуреакции окисления и восстановления:
- Окисление: \( \text{Zn} \rightarrow \text{Zn}^{2+} + 2e^- \)
- Восстановление: \( \text{S}^{6+} + 8e^- \rightarrow \text{S}^0 \)
- Уравняйте количество электронов, потерянных в процессе окисления, и полученных в процессе восстановления, путем умножения полуреакций на соответствующие коэффициенты:
- Для этого, умножим полуреакцию окисления Zn на 4, чтобы получить \( 8e^- \), что соответствует полуреакции восстановления S.
- Сложите полуреакции, чтобы получить общее уравнение реакции:
- \( 4\text{Zn} + \text{S}^{6+} + 8e^- \rightarrow 4\text{Zn}^{2+} + 4e^- + \text{S} \)
- При этом учтем, что \( \text{S}^{6+} \) и \( \text{Zn}^{2+} \) находятся в составе \( \text{H}_2\text{SO}_4 \) и \( \text{ZnSO}_4 \) соответственно, а вода образуется из водорода и кислорода с балансом водорода и кислорода.
Получается, что при добавлении кислорода и водорода для образования воды, уравнение должно быть скорректировано для сохранения массы и заряда. Однако, основываясь на начальных данных, корректное уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:
\[ \text{H}_2\text{SO}_4 + 4\text{Zn} \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{S} + 2\text{H}_2\text{O} \]
Здесь предполагается, что сера восстанавливается до элементарного состояния, а кислород из серной кислоты переходит в воду. Это предположение основывается на исходных условиях задачи, но требует уточнения, так как прямого восстановления серы из \( \text{H}_2\text{SO}_4 \) в элементарную серу и образование воды из кислорода требуют дополнительных реагентов для баланса кислорода.