Номер 7, страница 134 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

7. Методом электронного баланса расставьте коэффициенты в уравнении окислительно-восстановительной реакции, протекающей по схеме:

$$HBr + H_2SO_4 \rightarrow Br_2 + SO_2 + H_2O$$

Укажите окислитель и восстановитель.

Решение

1. Чтобы расставить коэффициенты методом электронного баланса, сначала определим степени окисления каждого элемента в соединениях до и после реакции:
$H^{+1}Br^{-1} + H_{2}^{+1}S^{+6}O_{4}^{-2} \rightarrow Br_{2}^{0} + S^{+4}O_{2}^{-2} + H_{2}^{+1}O^{-2}$

2. Видим, что степени окисления изменили бром и сера. Составим полуреакции для этих элементов:
а) Бром повышает свою степень окисления с -1 до 0. Это процесс окисления. Поскольку в продуктах образуется молекула $Br_2$, в полуреакции необходимо учесть два атома брома:
$2Br^{-1} - 2e^{-} \rightarrow Br_{2}^{0}$
б) Сера понижает свою степень окисления с +6 до +4. Это процесс восстановления:
$S^{+6} + 2e^{-} \rightarrow S^{+4}$

3. Составим электронный баланс, чтобы число отданных электронов в процессе окисления было равно числу принятых электронов в процессе восстановления.

$2Br^{-1} - 2e^{-} \rightarrow Br_{2}^{0}$ | 1
$S^{+6} + 2e^{-} \rightarrow S^{+4}$ | 1

Число отданных и принятых электронов равно 2, поэтому коэффициенты (множители) для обеих полуреакций равны 1.

4. Используем эти коэффициенты для расстановки в основном уравнении реакции. Коэффициент 1 перед соединениями серы ($H_2SO_4$ и $SO_2$) и коэффициент 1 перед $Br_2$. Так как в полуреакции окисления участвуют два иона брома, перед $HBr$ ставим коэффициент 2.
$2HBr + 1H_2SO_4 \rightarrow 1Br_2 + 1SO_2 + H_2O$

5. Уравняем количество атомов водорода и кислорода.
Слева: 4 атома водорода ($\text{2}$ в $2HBr$ и $\text{2}$ в $H_2SO_4$).
Справа: 2 атома водорода в $H_2O$.
Чтобы уравнять водород, ставим коэффициент 2 перед молекулой воды ($H_2O$).
$2HBr + H_2SO_4 \rightarrow Br_2 + SO_2 + 2H_2O$
Проверим баланс атомов кислорода: слева 4 атома в $H_2SO_4$; справа 2 атома в $SO_2$ и 2 атома в $2H_2O$, что в сумме дает 4. Все атомы уравнены.

6. Определим окислитель и восстановитель.
Восстановитель – это вещество, которое отдает электроны и окисляется. В данной реакции это бромоводород $HBr$ (за счёт иона $Br^{-1}$).
Окислитель – это вещество, которое принимает электроны и восстанавливается. В данной реакции это серная кислота $H_2SO_4$ (за счёт иона $S^{+6}$).

Ответ: $2HBr + H_{2}SO_{4} \rightarrow Br_{2} + SO_{2} + 2H_{2}O$. Окислитель – $H_{2}SO_{4}$ (за счёт $S^{+6}$), восстановитель – $HBr$ (за счёт $Br^{-1}$).