Составление ионно-молекулярной формы процесса окисления-восстановления с двумя окисляющимися элементами

 

 

 

Задача 636. 
Закончить уравнения реакций, учитывая, что восстановитель содержит два окисляющихся элемента:
а) Cu₂S + HNO_3(конц.)  ⇒ H₂SO₄ + 
б) FeS₂ + O₂ ⇒
в) FeO ^. Cr₂O₃ + K₂CO₃ + O₂ ⇒ K₂CrO₄ + Fe₂O₃ +
г) FeSO₃ + КMnO₄ + H₂SO₄ ⇒ Fe₂(SO₄)₃ +
Решение:
а) Cu₂S + HNO_3(конц.)  ⇒ H₂SO₄ + 

Уравнения полуреакций:

Ионно-молекулярная форма процесса:

Cu₂S + 10NO₃^- + 20H⁺ + 4H₂O = 2Cu²⁺ + SO₄^2- + 10NO₂ + 8H⁺ + 10H₂O.

После приведения членов обеих частей уравнения, получим:

Cu₂S + 10NO₃^- + 12H⁺= 2Cu²⁺ + SO₄^2- + 10NO₂ + 8H⁺ + 6H₂O.

Добавив в обе части равенства соответствующее количество ионов Н+ и  NO3-, получим молекулярную форму процесса

Cu₂S + 14HNO_3(конц.)  =  2Cu(NO₃)₂ + H₂SO₄ + 10NO₂ + 6H₂O.

б) FeS₂ + O₂ ⇒

Уравнения полуреакций:

Ионно-молекулярная форма процесса:

4FeS₂ + 15O₂⁰  + 24Н₂О =  4Fe³⁺ + 8SO₃ + 48H⁺ + 30O^2-.

Сорок восемь ионов водорода и двадцать четыре иона кислорода, соединяясь образуют двадцать четыре молекулы воды, получим:

4FeS₂ + 15O₂⁰  + 24Н₂O = 4Fe³⁺ + 8SO₃ + 24H₂O + 6O2-.

После приведения членов обеих частей уравнения, получим:

4FeS₂ + 15O₂⁰ = 4Fe³⁺ + 8SO₃ + 6O^2-.

Уравнение в молекулярной форме имеет вид:

4FeS₂ + 15O₂⁰ = 2Fe₂O₃ + 8SO₃.

в) FeO ^. Cr₂O₃ + K₂CO₃ + O₂ ⇒ K₂CrO₄ + Fe₂O₃ +

Уравнения полуреакций:

Ионно-молекулярная форма процесса:

4FeO ^. Cr₂O₃ + 7O₂⁰ + 16H₂O = 4Fe³⁺ + 8CrO₄^2- + 14H⁺ + 10O^2-

После приведения членов обеих частей уравнения, получим:

4FeO . Cr₂O₃ + 7O₂⁰ + 2H2O = 4Fe³⁺ + 8CrO₄^2- + 4H⁺

Так как в качестве исходного продукта в систему введён карбонат калия, то, подставив его в уравнение, получим:

4FeO ^. Cr₂O₃ + 7O₂⁰ + 2H₂O + 8K₂CO₃ = 4Fe³⁺ + 8K₂CrO₄ + 4H⁺

Для получения полного уравнения после уравнивания калия получим:

4FeO ^. Cr₂O₃ + 7O₂⁰ + 2H₂O + 8K₂CO₃ = 4Fe³⁺ + 8K₂CrO₄ + 4H⁺ + 8CO₃^2-

С учётом того, что одним из продуктов реакции является углекислый газ, получим окончательную ионно-молекулярную форму уравнения реакции:

4FeO ^. Cr₂O₃ + 7O₂⁰ + 2H₂O + 8K₂CO₃ = 4Fe³⁺ + 8K₂CrO₄ + 2H₂O + 8CO₂ + 5O_2.

Уравнение в молекулярной форме будет имеет вид:

4FeO ^. Cr₂O₃ + 7O₂⁰ + 8K₂CO₃ = 2Fe₂O₃ + 8K₂CrO₄ + 8CO₂ 

г) FeSO₃ + КMnO₄ + H₂SO₄ ⇒ Fe₂(SO₄)₃ +

Уравнения полуреакций:

Ионно-молекулярная форма процесса:

10FeSO₃ + 6MnO₄^- + 48H⁺ + 10H₂O = 10Fe³⁺ + 6Mn²⁺ + 10SO₄^2- + 20H⁺ + 24H₂O

После приведения членов в обеих частях уравнения получим:

10FeSO₃ + 6MnO₄^- + 28H⁺  = 10Fe³⁺ + 6Mn²⁺ + 10SO₄^2- + 14H₂O

Молекулярная форма имеет вид:

10FeSO₃ + 6KMnO₄ + 14H₂SO₄  = 5Fe2(SO₄)₃ + 6MnSO₄ + 3K₂SO₄ + 14H₂O

В данном процессе восстановитель содержит два окисляющихся элемента. Так FeSO₃  содержит атом железа, который увеличивает свою степень окисления от +2 до +3, а атом серы от +4 до +6. При составлении уравнения электронно-ионного баланса число отданных электронов умножаем на 2, для того, чтобы привести к чётному значению числа атомов железа, серы и кислорода в формуле вещества  Fe₂(SO₄)₃. 

---