13. Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении реакции, схема которой H2S + КМnО4→S + MnO2 + Н2О +КОН. Определите окислитель и восстановитель.

Краткое пояснение:

Для расстановки коэффициентов методом электронного баланса необходимо определить степени окисления всех элементов до и после реакции, выявить элементы, меняющие степень окисления, составить баланс, найти наименьшее общее кратное и затем поставить коэффициенты в уравнение. Окислитель — вещество, принимающее электроны (степень окисления понижается), восстановитель — вещество, отдающее электроны (степень окисления повышается).

Пошаговое решение:

1. Шаг 1: Определяем степени окисления элементов в исходных веществах и продуктах.
2. Шаг 2: Выявляем элементы, меняющие степень окисления:
• S в H2S имеет степень окисления -2, в S — 0.
• Mn в KMnO4 имеет степень окисления +7, в MnO2 — +4.
3. Шаг 3: Составляем полуреакции окисления и восстановления:
• Окисление: H2S → S⁰ + 2e⁻ (восстановитель — H2S)
• Восстановление: Mn⁺⁷O4⁻ + 3e⁻ → Mn⁺⁴O2 (окислитель — KMnO4)
4. Шаг 4: Находим наименьшее общее кратное (НОК) для 2 и 3, которое равно 6.
5. Шаг 5: Умножаем полуреакцию окисления на 3, а полуреакцию восстановления на 2.
• 3H2S → 3S + 6e⁻
• 2KMnO4 + 6e⁻ → 2MnO2
6. Шаг 6: Расставляем коэффициенты в уравнении реакции, учитывая другие элементы:
• 3H2S + 2KMnO4 → 3S + 2MnO2 + ...
7. Шаг 7: Учитываем калий (K) и кислород (O) в продуктах. В левой части 2 атома K, значит, в правой части должен быть 2KOH.
8. Шаг 8: Балансируем водород (H) и кислород (O).
• Слева: 6 атомов H (из 3H2S) + 2 атома H (из 2KMnO4, но тут он в составе иона).
• Справа: 3 атома S.
• Учитывая, что в H2S водород имеет степень окисления -2, он отдает электроны.
• В KMnO4 марганец +7, принимает электроны.
• Реакция: 3H2S + 2KMnO4 → 3S + 2MnO2 + 2KOH + 2H2O
• Проверяем:
• H: слева 6, справа 2 (в KOH) + 4 (в H2O) = 6.
• S: слева 3, справа 3.
• K: слева 2, справа 2.
• Mn: слева 2, справа 2.
• O: слева 8 (в 2KMnO4), справа 4 (в 2MnO2) + 2 (в 2KOH) + 2 (в 2H2O) = 8.
9. Шаг 9: Определяем окислитель и восстановитель.
• Восстановитель: H2S (сероводород)
• Окислитель: KMnO4 (перманганат калия)

Ответ: 3H2S + 2KMnO4 → 3S + 2MnO2 + 2KOH + 2H2O. Окислитель: KMnO4, восстановитель: H2S.