Окислительно-восстановительные реакции (или редокс-реакции) — это химические реакции, в которых происходит изменение степеней окисления атомов. В таких реакциях один элемент теряет электроны (окисляется), а другой принимает электроны (восстанавливается).
Проанализируем каждую из предложенных реакций:
а) (2\text{Al(OH)}_3 + 3\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + 6\text{H}_2\text{O})
В этой реакции алюминий в составе гидроксида алюминия ((\text{Al(OH)}_3)) и в составе сульфата алюминия ((\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3)) имеет степень окисления +3. Сера в составе серной кислоты ((\text{H}_2\text{SO}_4)) и в сульфате алюминия также имеет степень окисления +6. Вода ((\text{H}_2\text{O})) не меняет свои окислительные свойства. Таким образом, в этой реакции не происходит изменения степеней окисления элементов, и она не является окислительно-восстановительной.
б) (2\text{Al} + 3\text{S} \rightarrow \text{Al}_2\text{S}_3)
Алюминий ((\text{Al})) в элементарном состоянии имеет степень окисления 0. В сульфиде алюминия ((\text{Al}_2\text{S}_3)) алюминий имеет степень окисления +3. Сера ((\text{S})) в элементарном состоянии также имеет степень окисления 0. В сульфиде алюминия сера имеет степень окисления -2. Здесь алюминий окисляется (отдаёт электроны), а сера восстанавливается (принимает электроны). Таким образом, эта реакция является окислительно-восстановительной.
в) (2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O})
Водород ((\text{H}_2)) в элементарном состоянии имеет степень окисления 0. В воде ((\text{H}_2\text{O})) водород имеет степень окисления +1. Кислород ((\text{O}_2)) в элементарном состоянии имеет степень окисления 0. В воде кислород имеет степень окисления -2. Здесь водород окисляется (степень окисления увеличивается), а кислород восстанавливается (степень окисления уменьшается). Таким образом, эта реакция является окислительно-восстановительной.
г) (6\text{NaOH} + \text{P}_2\text{O}_5 \rightarrow 2\text{Na}_3\text{PO}_4 + 3\text{H}_2\text{O})
Натрий ((\text{Na})) в составе гидроксида натрия ((\text{NaOH})) и в составе фосфата натрия ((\text{Na}_3\text{PO}_4)) имеет степень окисления +1. Фосфор ((\text{P}_2\text{O}_5)) имеет степень окисления +5 и в составе фосфата натрия также имеет степень окисления +5. Кислород и водород в обеих формах не меняют своих степеней окисления. Таким образом, в этой реакции не происходит изменения степеней окисления элементов, и она не является окислительно-восстановительной.
Итак, окислительно-восстановительными реакциями являются только реакции:
б) (2\text{Al} + 3\text{S} \rightarrow \text{Al}_2\text{S}_3)
в) (2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O})