Решить уравнение реакции Cu + H2SO4 с помощью электронного баланса и указать окислитель и восстановитель.

Для решения уравнения реакции Cu + H2SO4 с помощью электронного баланса, давайте разберемся с процессами окисления и восстановления.

1. Исходные вещества:

   • Cu (медь) — это металл, который может окисляться.

   • H2SO4 (серная кислота) — это кислотный раствор, в котором может быть ион H+ (водород) и SO4^2- (сульфат-ион).

2. Уравнение реакции: В реакции меди с серной кислотой происходит окисление меди (Cu) до иона меди (Cu²⁺), а водород (H⁺) восстанавливается до молекул водорода (H2). При этом серная кислота может быть восстановлена в процессе образования SO2.

3. Пишем полу-уравнения для окисления и восстановления:

   • Полу-уравнение окисления меди:

     $$\text{Cu} \rightarrow \text{Cu}^{2+} + 2e^-$$

     В этом процессе медь (Cu) теряет два электрона, переходя в ион меди (Cu²⁺).

   • Полу-уравнение восстановления водорода:

     $$2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2$$

     В этом процессе ионы водорода (H⁺) получают два электрона, образуя молекулу водорода (H₂).

4. Балансировка уравнения: Электроны, потерянные в процессе окисления меди, должны быть уравновешены с электронами, получаемыми в процессе восстановления водорода. Так как оба процесса связаны с потерей и получением двух электронов, электронный баланс уже соблюден.

   Таким образом, уравнение реакции будет:

   $$\text{Cu} + 2H^+ \rightarrow \text{Cu}^{2+} + H_2$$

   Однако, при реакции меди с серной кислотой, также выделяется SO2 (диоксид серы). И для полной реакции, уравнение будет следующим:

   $$\text{Cu} + 2H_2SO_4 \rightarrow \text{CuSO}_4 + SO_2 + 2H_2O$$

5. Окислитель и восстановитель:

   • Окислитель — это вещество, которое принимает электроны. В данном случае, это ионы водорода (H⁺), так как они восстанавливаются до молекул водорода (H₂).

   • Восстановитель — это вещество, которое отдает электроны. В данном случае, это медь (Cu), так как она теряет электроны, окисляясь до ионов меди (Cu²⁺).

Итак, итоговое уравнение реакции:

Окислитель — ионы водорода (H⁺), восстановитель — медь (Cu).