Расставить коэффициенты в уравнениях методом электронного баланса: 1) Sn+H2SO4(конц.)→Sn(SO4)2+SO2+H2O; 2) MnO2+NaBiO3+HNO3→HMnO4+Bi (NO3)3+NaNO3+H2O; 3) Na2SO3+KIO3+H2SO4→I2+Na2SO4+K2SO4+ H2O

Расставим коэффициенты методом электронного баланса, то есть сначала определим, какие элементы меняют степени окисления.

1)

Sn + H₂SO₄(конц.) → Sn(SO₄)₂ + SO₂ + H₂O

Определим степени окисления:

• Sn⁰ → Sn⁺⁴ в Sn(SO₄)₂
  Олово окисляется, отдаёт электроны:

Sn⁰ − 4e⁻ → Sn⁺⁴

• S⁺⁶ в H₂SO₄ → S⁺⁴ в SO₂
  Сера восстанавливается, принимает электроны:

S⁺⁶ + 2e⁻ → S⁺⁴

Уравниваем число электронов:

• Sn отдаёт 4e⁻

• S принимает 2e⁻

Значит, серы, которая восстанавливается до SO₂, нужно 2 атома:

Sn⁰ − 4e⁻ → Sn⁺⁴
2S⁺⁶ + 4e⁻ → 2S⁺⁴

Теперь ставим коэффициенты:

Sn даёт один атом Sn в Sn(SO₄)₂.
Для образования Sn(SO₄)₂ нужны ещё 2 сульфатные группы, то есть 2 молекулы H₂SO₄ идут как источник SO₄²⁻.
Ещё 2 молекулы H₂SO₄ восстанавливаются до 2SO₂.

Итого H₂SO₄ нужно 4.

Получаем:

Sn + 4H₂SO₄ → Sn(SO₄)₂ + 2SO₂ + 4H₂O

Проверим:

• Sn: 1 = 1

• S: 4 = 2 + 2

• H: 8 = 8

• O: 16 = 8 + 4 + 4

Итог:

Sn + 4H₂SO₄(конц.) → Sn(SO₄)₂ + 2SO₂ + 4H₂O

2)

MnO₂ + NaBiO₃ + HNO₃ → HMnO₄ + Bi(NO₃)₃ + NaNO₃ + H₂O

Определим степени окисления:

В MnO₂:

• O имеет степень окисления −2

• значит Mn имеет степень окисления +4

В HMnO₄:

• H = +1

• O = −2

• пусть Mn = x

Получаем:

+1 + x + 4 · (−2) = 0

x = +7

Значит:

Mn⁺⁴ → Mn⁺⁷

Марганец окисляется:

Mn⁺⁴ − 3e⁻ → Mn⁺⁷

Теперь висмут.

В NaBiO₃:

• Na = +1

• O = −2

• пусть Bi = x

+1 + x + 3 · (−2) = 0

x = +5

В Bi(NO₃)₃ висмут имеет степень окисления +3.

Значит:

Bi⁺⁵ → Bi⁺³

Висмут восстанавливается:

Bi⁺⁵ + 2e⁻ → Bi⁺³

Составим электронный баланс:

Mn⁺⁴ − 3e⁻ → Mn⁺⁷
Bi⁺⁵ + 2e⁻ → Bi⁺³

Наименьшее общее кратное для 3 и 2 равно 6.

Умножаем:

2Mn⁺⁴ − 6e⁻ → 2Mn⁺⁷
3Bi⁺⁵ + 6e⁻ → 3Bi⁺³

Значит, перед MnO₂ и HMnO₄ ставим коэффициент 2, а перед NaBiO₃ и Bi(NO₃)₃ — коэффициент 3:

2MnO₂ + 3NaBiO₃ + HNO₃ → 2HMnO₄ + 3Bi(NO₃)₃ + NaNO₃ + H₂O

Теперь балансируем Na:

Слева 3Na, значит справа нужно 3NaNO₃:

2MnO₂ + 3NaBiO₃ + HNO₃ → 2HMnO₄ + 3Bi(NO₃)₃ + 3NaNO₃ + H₂O

Теперь считаем нитратные группы NO₃.

Справа:

• в 3Bi(NO₃)₃ содержится 9 групп NO₃

• в 3NaNO₃ содержится 3 группы NO₃

Всего 12 нитратных групп, значит перед HNO₃ ставим 12:

2MnO₂ + 3NaBiO₃ + 12HNO₃ → 2HMnO₄ + 3Bi(NO₃)₃ + 3NaNO₃ + H₂O

Теперь балансируем водород.

Слева в 12HNO₃ — 12 атомов H.

Справа в 2HMnO₄ — 2 атома H.
Остаётся 10 атомов H, значит нужно 5H₂O.

Получаем:

2MnO₂ + 3NaBiO₃ + 12HNO₃ → 2HMnO₄ + 3Bi(NO₃)₃ + 3NaNO₃ + 5H₂O

Проверим кислород:

Слева:

• 2MnO₂: 4 O

• 3NaBiO₃: 9 O

• 12HNO₃: 36 O

Всего: 49 O.

Справа:

• 2HMnO₄: 8 O

• 3Bi(NO₃)₃: 27 O

• 3NaNO₃: 9 O

• 5H₂O: 5 O

Всего: 49 O.

Итог:

2MnO₂ + 3NaBiO₃ + 12HNO₃ → 2HMnO₄ + 3Bi(NO₃)₃ + 3NaNO₃ + 5H₂O

3)

Na₂SO₃ + KIO₃ + H₂SO₄ → I₂ + Na₂SO₄ + K₂SO₄ + H₂O

Определим степени окисления.

В Na₂SO₃:

• Na = +1

• O = −2

• пусть S = x

2 · (+1) + x + 3 · (−2) = 0

x = +4

В Na₂SO₄ сера имеет степень окисления +6.

Значит:

S⁺⁴ → S⁺⁶

Сера окисляется:

S⁺⁴ − 2e⁻ → S⁺⁶

Теперь иод.

В KIO₃:

• K = +1

• O = −2

• пусть I = x

+1 + x + 3 · (−2) = 0

x = +5

В I₂ иод имеет степень окисления 0.

Значит:

I⁺⁵ → I⁰

Иод восстанавливается:

I⁺⁵ + 5e⁻ → I⁰

Но в молекуле I₂ два атома иода, поэтому удобнее записать так:

2I⁺⁵ + 10e⁻ → I₂⁰

Теперь электронный баланс:

S⁺⁴ − 2e⁻ → S⁺⁶

Чтобы отдать 10 электронов, нужно 5 атомов серы:

5S⁺⁴ − 10e⁻ → 5S⁺⁶

Для иода:

2I⁺⁵ + 10e⁻ → I₂⁰

Значит, перед Na₂SO₃ ставим 5, перед KIO₃ — 2, перед I₂ — 1:

5Na₂SO₃ + 2KIO₃ + H₂SO₄ → I₂ + Na₂SO₄ + K₂SO₄ + H₂O

Теперь балансируем натрий.

Слева в 5Na₂SO₃ содержится 10Na.
Значит справа нужно 5Na₂SO₄:

5Na₂SO₃ + 2KIO₃ + H₂SO₄ → I₂ + 5Na₂SO₄ + K₂SO₄ + H₂O

Калий:

Слева в 2KIO₃ содержится 2K.
Справа это соответствует 1K₂SO₄.

Коэффициент перед K₂SO₄ уже 1.

Теперь сера:

Справа всего 5 сульфатных групп в 5Na₂SO₄ и ещё 1 сульфатная группа в K₂SO₄.
Всего 6 атомов S.

Слева 5 атомов S уже есть в 5Na₂SO₃, значит ещё 1 атом S должен прийти из H₂SO₄. Поэтому перед H₂SO₄ ставим 1.

Теперь водород:

Слева в H₂SO₄ — 2H, значит справа нужна 1H₂O.

Получаем:

5Na₂SO₃ + 2KIO₃ + H₂SO₄ → I₂ + 5Na₂SO₄ + K₂SO₄ + H₂O

Проверим кислород:

Слева:

• 5Na₂SO₃: 15 O

• 2KIO₃: 6 O

• H₂SO₄: 4 O

Всего: 25 O.

Справа:

• 5Na₂SO₄: 20 O

• K₂SO₄: 4 O

• H₂O: 1 O

Всего: 25 O.

Итог:

5Na₂SO₃ + 2KIO₃ + H₂SO₄ → I₂ + 5Na₂SO₄ + K₂SO₄ + H₂O

Ответ

1)
Sn + 4H₂SO₄(конц.) → Sn(SO₄)₂ + 2SO₂ + 4H₂O

2)
2MnO₂ + 3NaBiO₃ + 12HNO₃ → 2HMnO₄ + 3Bi(NO₃)₃ + 3NaNO₃ + 5H₂O

3)
5Na₂SO₃ + 2KIO₃ + H₂SO₄ → I₂ + 5Na₂SO₄ + K₂SO₄ + H₂O