30 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:

1. Определите степени окисления элементов в реагентах и продуктах:
   • ​\( ( \text{H}_2\text{SO}_4 ): H (+1), S (+6), O (-2) \)​
   • ​\( ( \text{Zn} ): Zn (0) \)​
   • ​\( ( \text{ZnSO}_4 ): Zn (+2), S (+6), O (-2) \)​
   • ​\( ( \text{S} ): S (0) \)​
   • ​\( ( \text{H}_2\text{O} ): H (+1), O (-2) \)​
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)
3. Запишите полуреакции окисления и восстановления:
   • Окисление:  ​\( \text{Zn} \rightarrow \text{Zn}^{2+} + 2e^- \)​
   • Восстановление: ​\( \text{S}^{6+} + 8e^- \rightarrow \text{S}^0 \)​
4. 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.
5. 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.