а) H2O2 → O2 → SO2 → SO3 → H2SO4 → MgSO4;
2H2O2 = 2H2O + O2 (кат.MnO2)
Схема окислительно-восстановительной реакции (тип ОВР: диспропорционирование (самоокисление-самовосстановление) — реакции, в ходе которых и окисляются, и восстанавливаются атомы одного химического элемента).
H2O2-1 ⟶ H2O-2 + O20
2O-1 -2ē ⟶ O20 |2|2|х1 ― процесс окисления
O-1 +1ē ⟶ O-2 |1| |х2 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы кислорода. Находим наименьшее общее кратное для чисел 2 и 1. Это число 2, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 2 и 1, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов кислорода. Числа в последнем столбце — 1 и 2 — это дополнительные множители в схемах соответствующих процессов:
2O-1 -2ē ⟶ O20
2O-1 +2ē ⟶ 2O-2
Добавим почленно эти уравнения, получим суммарную схему:
4O-1 ⟶ O20 + 2O-2
Эти коэффициенты переносим в уравнение реакции (обратите внимание: два атома O-1 уже есть в составе H2O2, поэтому около H2O2 ставим коэффициент 2).
2H2O2-1 ⟶ 2H2O-2 + O20
Проверяем, уравнялось ли число атомов элементов, которых не было в схемах окисления и восстановления. Число атомов водорода одинаковое: по 4 атома.
В приведённой реакции кислород является восстановителем и окислителем.
O2 + S = SO2
Схема окислительно-восстановительной реакции.
O20 + S0 ⟶ S+4O2-2
Восстановитель S0 -4ē ⟶ S+4 |4|4|1 ― процесс окисления
Окислитель O20 +4ē ⟶ 2O-2 |4| |1 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы серы и кислорода. Находим наименьшее общее кратное для чисел 4 и 4. Это число 4, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 4 и 4, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов серы и кислорода. Множители 1 и 1 являются искомыми коэффициентами. Поскольку элементы изменили степень окисления полностью (в правой части схемы эти элементы ни в одном веществе не проявляют такую же степень окисления, как в исходном веществе) и одинаковыми являются индексы этих элементов в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому ставим коэффициент 1 (который обычно не пишем) перед формулой всех соединений (O2, S, SO2).
2SO2 + O2 ⇄ 2SO3
Схема окислительно-восстановительной реакции.
S+4O2 + O20 ⇄ S+6O3-2
S+4 -2ē ⟶ S+6 |2|4|2 ― процесс окисления
O20 +4ē ⟶ 2O-2 |4| |1 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы серы и кислорода. Находим наименьшее общее кратное для чисел 2 и 4. Это число 4, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 2 и 4, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов серы и кислорода. Множители 2 и 1 являются искомыми коэффициентами. Поскольку элементы изменили степень окисления полностью (в правой части схемы эти элементы ни в одном веществе не проявляют такую же степень окисления, как в исходном веществе) и одинаковыми являются индексы элемента серы в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому ставим коэффициент 2 перед формулой двух соединений серы (SO2, SO3), а разными являются индексы элемента кислорода в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому ставим коэффициент 1 (который обычно не пишем) перед формулой кислорода О2.
В приведённой реакции оксид серы (IV) (за счёт атомов серы в степени окисления +4) — восстановитель, а кислород— окислитель.
SO3 + H2O = H2SO4
H2SO4 + Mg(OH)2 = MgSO4 + 2H2O
Сначала по таблице растворимости определяем растворимые соединения, а затем — какие из них являются сильными электролитами.
H2SO4 и MgSO4— это сильные электролиты, которые в водном растворе содержатся исключительно в виде ионов, а Mg(OH)2 и Н2О — слабые электролиты. Заменяем формулы сильных электролитов формулами ионов:
2H+ + SO42- + Mg(OH)2 ⟶ Mg2+ + SO42- + 2H2O
С обеих частей полученного уравнения изымаем (подчеркнутые) одинаковые ионы в одинаковых количествах SO42-:
2H+ + Mg(OH)2 ⟶ Mg2+ + 2H2O