Расставьте коэффициенты Al2O3+H2=H2O+Al методом электронного баланса

Для того чтобы расставить коэффициенты в реакции Al₂O₃ + H₂ → H₂O + Al методом электронного баланса, нужно следовать нескольким шагам. Мы будем работать с окислительно-восстановительными процессами, определяя, какие элементы окисляются и восстанавливаются.

Шаг 1. Напишем полные полууровневые реакции для окисления и восстановления.

Реакция, которую рассматриваем:
$\text{Al}_2\text{O}_3 + \text{H}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{Al}$

Окисление алюминия:

Алюминий в составе Al₂O₃ имеет степень окисления +3, а в металлическом Al — степень окисления 0. Это значит, что алюминий восстанавливается.
Полуреакция для восстановления алюминия:
$\text{Al}^{3+} + 3e^- \rightarrow \text{Al}$

Восстановление водорода:

Водород в молекуле H₂ имеет степень окисления 0, а в H₂O — степень окисления +1. Это значит, что водород окисляется.
Полуреакция для окисления водорода:
$\text{H}_2 \rightarrow 2\text{H}^+ + 2e^-$

Шаг 2. Балансируем количество электронов.

Чтобы реакции были уравнены по количеству передаваемых электронов, нужно умножить полуреакции так, чтобы количество электронов в обеих реакциях совпало.

• В полуреакции восстановления алюминия требуется 3 электрона: $\text{Al}^{3+} + 3e^- \rightarrow \text{Al}$

• В полуреакции окисления водорода — 2 электрона: $\text{H}_2 \rightarrow 2\text{H}^+ + 2e^-$

Нам нужно привести количество электронов к общему числу. Для этого умножим первую полуреакцию на 2, а вторую на 3:

• Полуреакция восстановления алюминия: $2\text{Al}^{3+} + 6e^- \rightarrow 2\text{Al}$

• Полуреакция окисления водорода: $3\text{H}_2 \rightarrow 6\text{H}^+ + 6e^-$

Шаг 3. Складываем полуреакции.

Теперь можно сложить эти полуреакции:

При сокращении электронов:

Шаг 4. Балансируем атомы.

Теперь нужно сбалансировать атомы в уравнении. В реакционной смеси уже правильно сбалансированы атомы алюминия (2 атома слева и 2 справа) и водорода (3 атома водорода в H₂ и 6 атомов водорода в H₂O). Также кислород в Al₂O₃ сбалансирован (3 атома кислорода с обеих сторон). Уравнение сбалансировано по атомам.

Итак, уравнение реакции с правильно расставленными коэффициентами:

Вот такое уравнение реакции с коэффициентами, расставленными методом электронного баланса.