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 + HNO3(конц.)  ⇒ H2SO4 + 
б) FeS2 + O2 ⇒
в) FeO . Cr2O3 + K2CO3 + O2 ⇒ K2CrO4 + Fe2O3 +
г) FeSO3 + КMnO4 + H2SO4 ⇒ Fe2(SO4)3 +
Решение:
а) Cu2S + HNO3(конц.)  ⇒ H2SO4 + 

Уравнения полуреакций:

окисление-восстановление

Ионно-молекулярная форма процесса:

Cu2S + 10NO3- + 20H+ + 4H2O = 2Cu2+ + SO42- + 10NO2 + 8H+ + 10H2O.

После приведения членов обеих частей уравнения, получим:

Cu2S + 10NO3- + 12H+= 2Cu2+ + SO42- + 10NO2 + 8H+ + 6H2O.

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

Cu2S + 14HNO3(конц.)  =  2Cu(NO3)2 + H2SO4 + 10NO2 + 6H2O.

б) FeS2 + O2 ⇒

Уравнения полуреакций:

окисление-восстановление

Ионно-молекулярная форма процесса:

4FeS2 + 15O20  + 24Н2О =  4Fe3+ + 8SO3 + 48H+ + 30O2-.

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 + 6O2-.

Уравнение в молекулярной форме имеет вид:

4FeS2 + 15O20 = 2Fe2O3 + 8SO3.

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

Уравнения полуреакций:

окисление-восстановление

Ионно-молекулярная форма процесса:

4FeO . Cr2O3 + 7O20 + 16H2O = 4Fe3+ + 8CrO42- + 14H+ + 10O2-

После приведения членов обеих частей уравнения, получим:

4FeO . Cr2O3 + 7O20 + 2H2O = 4Fe3+ + 8CrO42- + 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+ + 8CO32-

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 + 5O2.

Уравнение в молекулярной форме будет имеет вид:

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

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

Уравнения полуреакций:

окисление-восстановление

Ионно-молекулярная форма процесса:

10FeSO3 + 6MnO4- + 48H+ + 10H2O = 10Fe3+ + 6Mn2+ + 10SO42- + 20H+ + 24H2O

После приведения членов в обеих частях уравнения получим:

10FeSO3 + 6MnO4- + 28H+  = 10Fe3+ + 6Mn2+ + 10SO42- + 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