В данном вопросе представлена химическая реакция между сульфидом калия (K2S), перманганатом калия (KMnO4) и серной кислотой (H2SO4), которая приводит к образованию серы (S), сульфата марганца (MnSO4), сульфата калия (K2SO4) и воды (H2O). Давайте разберем эту реакцию и уравняем её.
Запись исходного уравнения:
K2S + KMnO4 + H2SO4 → S + MnSO4 + K2SO4 + H2O
Определение степеней окисления элементов:
- В K2S: K (+1), S (-2)
- В KMnO4: K (+1), Mn (+7), O (-2)
- В H2SO4: H (+1), S (+6), O (-2)
- В S: S (0)
- В MnSO4: Mn (+2), S (+6), O (-2)
- В K2SO4: K (+1), S (+6), O (-2)
- В H2O: H (+1), O (-2)
Определение окислителя и восстановителя:
- Сера в K2S имеет степень окисления -2 и окисляется до 0 в элементной сере (S). Это значит, что K2S выступает в роли восстановителя.
- Марганец в KMnO4 имеет степень окисления +7 и восстанавливается до +2 в MnSO4. Это значит, что KMnO4 выступает в роли окислителя.
Составление полуреакций:
Полуреакция восстановления (перманганат до марганца (II)):
[ Mn^{7+} + 5e^- → Mn^{2+} ]
Полуреакция окисления (сульфид до элементной серы):
[ S^{2-} → S^0 + 2e^- ]
Сбалансируем число электронов в полуреакциях:
Умножаем полуреакцию окисления на 5 и полуреакцию восстановления на 2, чтобы уравнять количество электронов:
[ 2Mn^{7+} + 10e^- → 2Mn^{2+} ]
[ 5S^{2-} → 5S^0 + 10e^- ]
Сложение полуреакций:
[ 2Mn^{7+} + 5S^{2-} → 2Mn^{2+} + 5S^0 ]
Добавление оставшихся ионов и молекул:
Для каждой молекулы KMnO4 требуется 4 молекулы H2SO4 для полного восстановления марганца:
[ 2KMnO4 + 8H2SO4 → 2MnSO4 + 5S + K2SO4 + 8H2O ]
Уравнивание всего уравнения:
[ K2S + 2KMnO4 + 4H2SO4 → S + 2MnSO4 + K2SO4 + 4H2O ]
Теперь уравнение сбалансировано по всем элементам и зарядам.
Таким образом, конечная реакция выглядит так:
[ K2S + 2KMnO4 + 4H2SO4 → S + 2MnSO4 + K2SO4 + 4H2O ]
Эта реакция демонстрирует процесс окисления-восстановления, где сульфид калия окисляется до элементной серы, а перманганат калия восстанавливается до сульфата марганца.