Используя метод электронного баланса, подберите коэффициенты в схеме следующей окислительно-восстановительной реакции: Al + NaOH → NaAlO2 + H2 + Na2O.

Для подбора коэффициентов в окислительно-восстановительной реакции

используем метод электронного баланса.

1. Определим степени окисления элементов

Запишем степени окисления элементов в исходных веществах и продуктах реакции:

• $\mathrm{Al}$ — степень окисления $0$.

• $\mathrm{NaOH}$: натрий $+1$, кислород $-2$, водород $+1$.

• $\mathrm{NaAlO_2}$: натрий $+1$, алюминий $+3$, кислород $-2$.

• $\mathrm{H_2}$: водород $0$.

• $\mathrm{Na_2O}$: натрий $+1$, кислород $-2$.

Таким образом, степени окисления изменяются у двух элементов:

• Алюминий: $\mathrm{Al^0 \rightarrow Al^{+3}}$.

• Водород: $\mathrm{H^{+1} \rightarrow H_2^0}$.

2. Составим электронный баланс

Алюминий повышает степень окисления от $0$ до $+3$, отдавая три электрона:

Водород понижает степень окисления от $+1$ до $0$, принимая электроны:

Наименьшее общее кратное для чисел 3 и 2 равно 6. Поэтому первое уравнение умножаем на 2, а второе — на 3:

Получаем:

Следовательно:

• Восстановитель — алюминий $\mathrm{Al}$, так как отдаёт электроны.

• Окислитель — водород в составе $\mathrm{NaOH}$, так как принимает электроны.

3. Расставим коэффициенты

На основании электронного баланса ставим коэффициент 2 перед алюминием и алюминатом натрия, а коэффициент 3 — перед водородом:

Поскольку образуются три молекулы водорода $\mathrm{H_2}$, содержащие шесть атомов водорода, перед $\mathrm{NaOH}$ ставим коэффициент 6: