Какие вещества являются окислителями и восстановителями в данных реакциях? Как можно уравнять первые три реакции

Хорошо, давайте рассмотрим данные реакции и определим вещества, которые в них выступают в роли окислителей и восстановителей:

1) \(2Na + Cl_2 \rightarrow 2NaCl\)

В данной реакции хлор (Cl2) претерпевает окисление, поскольку его атомы переходят из неполярной молекулы к положительно заряженным ионам натрия (Na+). Таким образом, хлор является веществом, выступающим в роли окислителя, а натрий выполняет функцию восстановителя.

2) \(2H2S + SO2 \rightarrow 3S + 2H2O\)

В этой реакции двухатомный сероводород (H2S) окисляется до элементарной серы (S), поэтому сероводород выступает в роли окислителя. Двуокись серы (SO2) представляет собой вещество, восстанавливающееся, так как оно претерпевает снижение степени окисления.

3) \(Cu + HNO3 \rightarrow Cu(NO3)2 + NO + H2O\)

В этой реакции медь (Cu) окисляется, переходя из нейтрального состояния в положительно заряженные ионы меди (Cu2+), поэтому медь является окислителем. Азотная кислота (HNO3) восстанавливается, так как атом азота (N) в HNO3 переходит из положения с более высокой степенью окисления (+5) в низкую степень окисления (+2) в NO.

Теперь, чтобы уравнять первые три реакции с помощью метода ионно-электронного баланса, выполним следующие шаги для каждой реакции:

1) Реакция: \(2Na + Cl_2 \rightarrow 2NaCl\)

a) Определите окислитель и восстановитель (уже было сделано выше).

b) Запишите полуреакции для окисления и восстановления:

Окисление: \(Cl_2 \rightarrow 2Cl^-\)

Восстановление: \(2Na \rightarrow 2Na^+\)

c) Уравняйте количество атомов каждого элемента в полуреакциях:

Окисление: \(Cl_2 \rightarrow 2Cl^-\)

Восстановление: \(2Na \rightarrow 2Na^+\)

d) Уравняйте количество зарядов в полуреакциях путем добавления электронов:

Окисление: \(Cl_2 + 2e^- \rightarrow 2Cl^-\)

Восстановление: \(2Na \rightarrow 2Na^+ + 2e^-\)

e) Умножьте каждую полуреакцию на такое число, чтобы количество электронов в обеих полуреакциях совпало:

Окисление: \(Cl_2 + 2e^- \rightarrow 2Cl^-\)

Восстановление: \(2Na + 2e^- \rightarrow 2Na^+ + 2e^-\)

f) Сложите полуреакции и сократите одинаковые вещества:

\(2Na + Cl_2 + 2e^- \rightarrow 2Na^+ + 2Cl^-\)

\(2Na + Cl_2 \rightarrow 2Na^+ + 2Cl^-\)

Таким образом, реакция уравновешена.

2) Реакция: \(2H2S + SO2 \rightarrow 3S + 2H2O\)

a) Определите окислитель и восстановитель (уже было сделано выше).

b) Запишите полуреакции для окисления и восстановления:

Окисление: \(2H2S \rightarrow 3S\)

Восстановление: \(SO2 \rightarrow 2H2O\)

c) Уравняйте количество атомов каждого элемента в полуреакциях:

Окисление: \(2H2S \rightarrow 3S\)

Восстановление: \(SO2 \rightarrow 2H2O\)

d) Уравняйте количество зарядов в полуреакциях путем добавления электронов:

Окисление: \(2H2S \rightarrow 3S + 6e^-\)

Восстановление: \(SO2 + 4e^- \rightarrow 2H2O\)

e) Умножьте каждую полуреакцию на такое число, чтобы количество электронов в обеих полуреакциях совпало:

Окисление: \(2H2S \rightarrow 3S + 6e^-\)

Восстановление: \(3SO2 + 12e^- \rightarrow 6H2O\)

f) Сложите полуреакции и сократите одинаковые вещества:

\(2H2S + 3SO2 + 6e^- \rightarrow 3S + 6H2O\)

\(2H2S + 3SO2 \rightarrow 3S + 6H2O\)

Таким образом, реакция уравновешена.

3) Реакция: \(Cu + HNO3 \rightarrow Cu(NO3)2 + NO + H2O\)

a) Определите окислитель и восстановитель (уже было сделано выше).

b) Запишите полуреакции для окисления и восстановления:

Окисление: \(Cu \rightarrow Cu(NO3)2\)

Восстановление: \(HNO3 \rightarrow NO + H2O\)

c) Уравняйте количество атомов каждого элемента в полуреакциях:

Окисление: \(Cu \rightarrow Cu(NO3)2\)

Восстановление: \(2HNO3 \rightarrow 2NO + H2O\)

d) Уравняйте количество зарядов в полуреакциях путем добавления электронов:

Окисление: \(Cu \rightarrow Cu(NO3)2 + 2e^-\)

Восстановление: \(2HNO3 + 2e^- \rightarrow 2NO + H2O\)

e) Умножьте каждую полуреакцию на такое число, чтобы количество электронов в обеих полуреакциях совпало:

Окисление: \(3Cu + 3e^- \rightarrow 3Cu(NO3)2\)

Восстановление: \(4HNO3 + 4e^- \rightarrow 4NO + 2H2O\)

f) Сложите полуреакции и сократите одинаковые вещества:

\(3Cu + 4HNO3 + 3e^- \rightarrow 3Cu(NO3)2 + 4NO + 2H2O\)

\(3Cu + 4HNO3 \rightarrow 3Cu(NO3)2 + 4NO + 2H2O\)

Таким образом, реакция уравновешена.

Надеюсь, это подробное объяснение поможет вам лучше понять, как определить окислители и восстановители в реакциях, а также как уравнять реакции с помощью метода ионно-электронного баланса. Если у вас возникнут дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать их!