Question

Подберите коэффициенты в уравнениях реакций, используя метод электронного баланса. Укажите окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления, определите тип окислительно-восстановительной реакции.1. FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2.2. Ag2SeO3 + C → Ag2Se + CO2.3. KClO3 → KClO4 + KCl.4. MoS + O2 → MoO3 + SO2.5. MnCO3 + KClO3 → MnO2 + CO2 + KCl.6. Ca3(PO4)2 + C + SiO2 → CaSiO3 + P + CO.7. PbS + H2O2 → PbSO4 + H2O.8. Al + NH3 → AlN + H2.9. AgNO2 + H2 → Ag + NO + H2O.10. SnSO4 → SnO2 + SO2.11. NH4ClO4 + P → H3PO4 + Cl2 + N2 + H2O.12. (NH4)2Cr2O7 → Cr2O3 + N2 + H2O.13. FeSO4 → Fe2O3 + SO2 + O2.14. Fe(NO3)2 → Fe2O3 + NO2 + O2.15. MnO2 → MnO+ Mn2O3 + O2.16. Na2SO3 → Na2SO4 + Na2S.17. SO2 + H2S → S + H2O.18. NH4NO2 → N2 + H2O.19. Al + Na2O2 → Al2O3 + Na2O.20. Fe(CrO2)2 + Na2CO3 + O2 → Fe2O3 + Na2CrO4 + CO2.

Answer 1

1) 4FeS2 (восстановитель) + 11O2 (окислитель) = 2Fe2O3 + 8SO2 (р-ия межмолек-го окисления-восстановления), баланс:

 

окисление:

2Fe+2 -6e- = 2Fe+3

4S-1 -20e- = 4S+4                 

2FeS2 -26e- = Fe2O3 + 4SO2   | 26 | 52 |  2  |

 

восстан-е:

O2 +4e- = 2O2-                             |  4   |      | 13 | - несмотря на правильность подсчетов, коэфф-т перед O2 нужно ставить 11, а не 13;

 

2) 2Ag2SeO3 (окислитель) + 3C (восстановитель) = 2Ag2Se + 3CO2 (р-ия межмолек-го окисления-восстановления), баланс:

 

окисление:

C -4e- = C+4             | 4 | 12 | 3 |

 

восстан-е:

Se+4 +6e- = Se-2    | 6 |      | 2 |;

 

3) 4KClO3 (часть атомов Cl+5 - окислители, другая восст-ли) = 3KClO4 + KCl (р-ия внутримолек-го окисления-восстановления - дисмутации), баланс:

 

окисление:

Cl+5 -2e- = Cl+7   | 2 | 6 | 3 |

 

восстан-е:

Cl+5 +6e- = Cl-      | 6 |    | 1 |;

 

4) 2MoS (восстан-ль) + 5O2 (окисл-ь) = 2MoO3 + 2SO2 (р-ия межмолек-го окисления-восстановления), баланс:

 

окисление:

Mo+2S-2 -10e- = Mo+6 + S+4    | 10 | 20 | 2 |

 

восстановление:

O2 +4e- = 2O2-                             |  4  |       | 5 |;

 

5) 3MnCO3 (восст-ь) + KClO3 (окисл-ь) = 3MnO2 + 3CO2 + KCl (р-ия межмолек-го окисления-восстановления), баланс: 

 

окисл-е:

Mn+2 -2e- = Mn+4    | 2 | 6 | 3 |

 

восст-е:

Cl+5 +6e = Cl-          | 6 |     | 1 |;

 

6) Ca3(PO4)2 (окисл-ь) + 5C (восст-ль) + 3SiO2 = 3CaSiO3 + 2P + 5CO (р-ия межмолек-го окисления-восстановления), баланс:

 

окисление:

C -2e- = C+2                |  2  | 10 | 5 |

 

восстан-е:

2P+5 +10e- = 2P         | 10 |      | 1 |;  

 

7) PbS (восст-ь) + 4H2O2 (окисл-ль) = PbSO4 + 4H2O (р-ия межмолек-го окисления-восстановления), баланс:

 

окисление:

S-2 -8e- = S+6             | 8 | 8 | 1 |

 

восстан-е:

(O2)2- +2e- = 2O2-     | 2 |     | 4 |;

 

8) 2Al (восст-ь) + 2NH3 (окисл-ль) = 2AlN + 3H2 (р-ия межмолек-го окисления-восстановления), баланс:

 

окисление:

Al -3e- = Al+3             | 3 | 6 | 2 |

 

восстан-е:

2H+ +2e- = H2          | 2 |     | 3 |;

 

9) AgNO2 (окисл-ь) + H2 (восст-ль) = Ag + NO + H2O (р-ия межмолек-го окисления-восстановления), баланс:

 

окисление:

H2 -2e- = 2H+                      | 2 | 2 | 1 |

 

восстан-е:

Ag+N+3 +2e- = Ag + N+2   | 2 |     | 1 |;

 

10) Sn(восст-ль)S(окисл-ль)O4 = SnO2 + SO2 (р-ия внутримолек-го окисления-восстановления), SnSO4 = SnO2 + SO2, баланс:

 

окисление:

Sn+2 -2e- = Sn+4   | 2 | 2 | 1 |

 

восстан-е:

S+6 +2e- = S+4       | 2 |     | 1 |;

 

11) 10N(восст-ль)H4Cl(окисл-ь)O4 + 8P (восст-ль) = 8H3PO4 + 5Cl2 + 5N2 + 8H2O (реакция смешанного типа - внутри и межмолек-го окисления-восстановления), 10NH4ClO4 + 8P = 8H3PO4 + 5Cl2 + 5N2 + 8H2O, баланс:

 

окисление:

2N-3 -6e- = N2                       |  6  |

P -5e- = P+5                           |  5  |

 

восст-е:

2Cl+7 +14e- = Cl2                 | 14 | - для расстановки коэффициентов в данном случае пришлось прибегнуть к "хитрости": для восст-ия 2Cl+7 до Cl2 нужно 14 e-, 6 из которых пред-т атомы N в той же молекуле, в кот-й нах-ся Cl+7, след-но недост-е электроны пред-т (14-6)/5 = 1.6 атомов P; поскольку число атомов не м.б. дробным, умножим все коэфф-ты на 5 (ближайшее целое, чтобы избав-ся от дроби);

 

12) (N(восст-ль)H4)2Cr2(окисл-ь)O7 = Cr2O3 + N2 + 4H2O (р-ия внутримолек-го окисления-восстановления), (NH4)2Cr2O7 = Cr2O3 + N2 + 4H2O, баланс:

 

окисление:

2N-3 -6e- = N2                    | 6 | 6 | 1 |

 

восст-е:

2Cr+6 +6e- = 2Cr+3          | 6 |     | 1 |;

 

13) 4Fe(восст-ль)S(окисл-ль)O4(восст-ль) = 2Fe2O3 + 4SO2 + O2 (р-ия внутримолек-го окисления-восстановления), 4FeSO4 = 2Fe2O3 + 4SO2 + O2, баланс:

 

окисление:

2Fe+2 -2e- = 2Fe+3

2O-2 -4e- = O2                     | 6 |

 

восст-е:

2S+6 +4e- = 2S+4               | 4 | - в данном случае происходит передача избыт-го кол-ва элек-в ((2+4)-4 = 2) от восст-ей Fe+2 и O2- к окислителю S+6, поэтому предв-но "ополовиниваем" кол-во атомов O и соот-но кол-во элект-в, передаваемых ими окислителю, а затем умножаем все коэфф-ты на 2 для избав-я от дроби;

 

14) 4Fe(восс-ль)(N(окисл-ль)O3(восст-ль))2 = 2Fe2O3 + 8NO2 + O2 (р-ия внутримолек-го окисления-восстановления), 4Fe(NO3)2 = 2Fe2O3 + 8NO2 + O2, баланс:

 

окисление:

2Fe+2 -2e- = 2Fe+3

2O-2 -4e- = O2                     | 6 |

 

восст-е:

2N+5 +2e- = 2N+4              | 2 | - аналогично предыд-му; кроме того, коэффициент перед N увел-ся в 4 р., т.к. в молекуле Fe(NO3)2 сод-ся 2 атома азота;

 

15) Mn(окисл-ль)O2(восст-ль) = MnO + Mn2O3 + O2, (р-ия внутримолек-го окисления-восстановления), 3MnO2 = MnO + Mn2O3 + O2, баланс:

 

восст-е: 

Mn+4 +2e- = Mn+2                      

2Mn+4 +2e- = 2Mn+3                 | 4 | 4 | 1 |

 

окисл-е:

2O-2 -4e- = O2                            | 4 |     | 1 |;

 

16) 4Na2SO3 (часть атомов S+4 - окислители, другая - восст-ли) = 3Na2SO4 + Na2S, (р-ия внутримолек-го окисления-восстановления - дисмутации), баланс:

 

окисл-е:

S+4 -2e- = S+6                | 2 | 6 | 3 |

 

восст-е:

S+4 +6e- = S-2                | 6 |     | 1 |;

 

17) SO2 (окислитель) + 2H2S (восст-ль) = 3S + 2H2O, (р-ия межмолек-го окисления-восстановления - конмутации), баланс:

 

окисл-е:

S-2 -2e- = S                | 2 | 4 | 2 |

 

восст-е:

S+4 +4e- = S              | 4 |     | 1 |;

 

18) N(восст-ль)H4N(окисл-ь)O2 = N2 + H2O, (р-ия внутримолек-го окисления-восстановления - конмутации), NH4NO2 = N2 + 2H2O, баланс:

 

окисл-е:

N-3 -3e- = N             | 3 | 3 | 1 |

 

восст-е:

N+3 +3e- = N           | 3 |     | 1 |;

 

19) сомневаюсь, что в тех условиях, в кот-х пров-ся данная р-ия, Na2O не прореаг-т с Al2O3; 2Al (восст-ль) + 3Na2O2 (окисл-ль) = Al2O3 + 3Na2O (р-ия  межмолек-го окисления-восстановления), баланс:

 

окисл-е:

2Al -6e- = 2Al+3              | 6 | 6 | 1 |

 

восст-е:

(O2)2- +2e- = 2O2-        | 2 |     | 3 |; продолжение р-ии (при сплавлении): Al2O3 + Na2O = 2NaAlO2 и суммарное ур-е: 2Al + 3Na2O2 = 2NaAlO2 + 2Na2O;

 

20) 4Fe(CrO2)2 (восст-ль) + 8Na2CO3 + 7O2 (окисл-ль) = 2Fe2O3 + 8Na2CrO4 + 8CO2 (р-ия межмолек-го окисления-восстановления), баланс:

 

окисл-е:

2Fe+2 -2e- = 2Fe+3         

4Cr+3 -12e- = 4Cr+6         | 14 | 28 | 2 |

 

восст-е:

O2 +4e- = 2O2-                   |  4  |       | 7 |.

Answer 2

Balancing Redox Equations using the Electron Balance Method

To balance the given chemical equations using the electron balance method, we need to assign oxidation numbers to each element in the reactants and products. Then, we can balance the equation by adding appropriate coefficients to ensure that the total number of electrons gained in the reduction half-reaction is equal to the total number of electrons lost in the oxidation half-reaction.

Let's go through each equation and balance them step by step:

1. FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2

To balance this equation, we need to assign oxidation numbers to each element: - In FeS2, Fe has an oxidation number of +2, and S has an oxidation number of -2. - In Fe2O3, Fe has an oxidation number of +3, and O has an oxidation number of -2. - In O2, O has an oxidation number of 0. - In SO2, S has an oxidation number of +4, and O has an oxidation number of -2.

Now, let's balance the equation: 2FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2

In this reaction, FeS2 is the reducing agent (it gets oxidized), and O2 is the oxidizing agent (it gets reduced). The process of FeS2 losing electrons and O2 gaining electrons is the oxidation and reduction process, respectively. Therefore, this is a redox reaction.

2. Ag2SeO3 + C → Ag2Se + CO2

To balance this equation, we need to assign oxidation numbers to each element: - In Ag2SeO3, Ag has an oxidation number of +1, Se has an oxidation number of +6, and O has an oxidation number of -2. - In Ag2Se, Ag has an oxidation number of +1, and Se has an oxidation number of -2. - In C, C has an oxidation number of 0. - In CO2, C has an oxidation number of +4, and O has an oxidation number of -2.

Now, let's balance the equation: 3Ag2SeO3 + 3C → 2Ag2Se + 3CO2

In this reaction, Ag2SeO3 is the reducing agent (it gets oxidized), and C is the oxidizing agent (it gets reduced). The process of Ag2SeO3 losing electrons and C gaining electrons is the oxidation and reduction process, respectively. Therefore, this is a redox reaction.

3. KClO3 → KClO4 + KCl

To balance this equation, we need to assign oxidation numbers to each element: - In KClO3, K has an oxidation number of +1, Cl has an oxidation number of +5, and O has an oxidation number of -2. - In KClO4, K has an oxidation number of +1, Cl has an oxidation number of +7, and O has an oxidation number of -2. - In KCl, K has an oxidation number of +1, and Cl has an oxidation number of -1.

Now, let's balance the equation: 2KClO3 → 2KClO4 + 2KCl

In this reaction, KClO3 is the reducing agent (it gets oxidized), and KClO4 and KCl are the products of the reduction process. Therefore, this is a redox reaction.

4. MoS3 + O2 → MoO3 + SO2

To balance this equation, we need to assign oxidation numbers to each element: - In MoS3, Mo has an oxidation number of +6, and S has an oxidation number of -2. - In MoO3, Mo has an oxidation number of +6, and O has an oxidation number of -2. - In O2, O has an oxidation number of 0. - In SO2, S has an oxidation number of +4, and O has an oxidation number of -2.

Now, let's balance the equation: 4MoS3 + 15O2 → 4MoO3 + 12SO2

In this reaction, MoS3 is the reducing agent (it gets oxidized), and O2 is the oxidizing agent (it gets reduced). The process of MoS3 losing electrons and O2 gaining electrons is the oxidation and reduction process, respectively. Therefore, this is a redox reaction.

5. MnCO3 + KClO3 → MnO2 + CO2 + KCl

To balance this equation, we need to assign oxidation numbers to each element: - In MnCO3, Mn has an oxidation number of +2, C has an oxidation number of +4, and O has an oxidation number of -2. - In MnO2, Mn has an oxidation number of +4, and O has an oxidation number of -2. - In KClO3, K has an oxidation number of +1, Cl has an oxidation number of +5, and O has an oxidation number of -2. - In CO2, C has an oxidation number of +4, and O has an oxidation number of -2. - In KCl, K has an oxidation number of +1, and Cl has an oxidation number of -1.

Now, let's balance the equation: 3MnCO3 + 4KClO3 → 3MnO2 + 3CO2 + 2KCl

In this reaction, MnCO3 is the reducing agent (it gets oxidized), and KClO3 is the oxidizing agent (it gets reduced). The process of MnCO3 losing electrons and KClO3 gaining electrons is the oxidation and reduction process, respectively. Therefore, this is a redox reaction.

6. Ca3(PO4)2 + C + SiO2 → CaSiO3 + P + CO

To balance this equation, we need to assign oxidation numbers to each element: - In Ca3(PO4)2, Ca has an oxidation number of +2, P has an oxidation number of +5, O has an oxidation number of -2, and H has an oxidation number of +1. - In CaSiO3, Ca has an oxidation number of +2, Si has an oxidation number of +4, and O has an oxidation number of -2. - In C, C has an oxidation number of 0. - In SiO2, Si has an oxidation number of +4, and O has an oxidation number of -2. - In P, P has an oxidation number of 0. - In CO, C has an oxidation number of +2, and O has an oxidation number of -2.

Now, let's balance the equation: 5Ca3(PO4)2 + 10C + 6SiO2 → 5CaSiO3 + 2P + 10CO

In this reaction, Ca3(PO4)2 is the reducing agent (it gets oxidized), and C and SiO2 are the oxidizing agents (they get reduced). The process of Ca3(PO4)2 losing electrons and C and SiO2 gaining electrons is the oxidation and reduction process, respectively. Therefore, this is a redox reaction.

7. PbS + H2O2 → PbSO4 + H2O

To balance this equation, we need to assign oxidation numbers to each element: - In PbS, Pb has an oxidation number of +2, and S has an oxidation number of -2. - In H2O2, H has an oxidation number of +1, and O has an oxidation number of -1. - In PbSO4, Pb has an oxidation number of +2, S has an oxidation number of +6, and O has an oxidation number of -2. - In H2O, H has an oxidation number of +1, and O has an oxidation number of -2.

Now, let's balance the equation: PbS + 4H2O2 → PbSO4 + 4H2O

In this reaction, PbS is the reducing agent (it gets oxidized), and H2O2 is the oxidizing agent (it gets reduced). The process of PbS losing electrons and H2O2 gaining electrons is the oxidation and reduction process, respectively. Therefore, this is a redox reaction.

8. Al + NH3 → AlN + H2

To balance this equation, we need to assign oxidation numbers to each element: - In Al, Al has an oxidation number of 0. - In NH3, N has an oxidation number of -3, and H has an oxidation number of +1. - In AlN, Al has an oxidation number of +3, and N has an oxidation number of -3. - In H2, H has an oxidation number of 0.

Now, let's balance the equation: 2Al + 6NH3 → 2AlN + 3H2

In this reaction, Al is the reducing agent (it gets oxidized), and NH3 is the oxidizing agent (it gets reduced). The process of Al losing electrons and NH3 gaining electrons is the oxidation and reduction process, respectively. Therefore, this is a redox reaction.

9. AgNO2 + H2 → Ag + NO + H2O

To balance this equation, we need to assign oxidation numbers to each element: - In AgNO2, Ag has an oxidation number of +1, N has an oxidation number of +3, and O has an oxidation number of -2. - In Ag, Ag has an oxidation number of 0. - In NO, N has an oxidation number of +2, and O has an oxidation number of -2