Запись окислительно-восстановительного процесса в молекулярной и ионной форме

 

 

 

Задача 639. 
Закончить уравнения реакций, записать их в ионно-молекулярной форме:
а) FeSO₄ + O₂ + H₂O ⇒
б) P + KMnO₄ + H₂O ⇒ KH₂HO4 + K₂HO₄
в) Mn(NO₃)₂ + NaBiO₃ + HNO₃ ⇒ HMnO₄ +
г) FeS₂ + HNO_3(конц.) ⇒ H₂SO₄ + 
д) (NH₄)₂Cr₂O₇ ⇒ N₂ + 
Решение:
а) FeSO₄ + O₂ + H₂O ⇒
Уравнения полуреакций:

Ионно-молекулярная форма процесса:

4Fe²⁺ + O₂⁰ = 4Fe³⁺ + 2O^2-.

Молекулярная форма процесса:

4FeSO₄ + O₂ + 4H₂O = 2Fe₂O₃ + 4H₂SO₄.

Полная ионно-молекулярная форма: 

4Fe²⁺ + 4SO₄^2- + O₂⁰  + 4H₂O =
= 2Fe₂O₃ + 8H⁺ + 4SO₄^2-.

Сокращённая ионно-молекулярная форма:

4Fe²⁺ + O₂⁰  + 4H₂O = 2Fe₂O₃ + 8H⁺.
 

б) P + KMnO₄ + H₂O ⇒ KH₂HO4 + K₂HO₄
Уравнения полуреакций:

Ионно-молекулярная форма процесса:

3P⁰ + 5MnO₄^- + 22H₂O =
= 3PO₄^3- + 5MnO₂ + 20OH^- + 24H⁺.

После приведения членов в обеих частях равенства получим ионно-молекулярную форму:

3P⁰ + 5MnO₄^- + 2H₂O = 3PO₄^3- + 5MnO₂.

Молекулярная форма процесса с учётом того, что продуктами являются KH2HO4 и  K2HO4:

3P + 5KMnO₄ + 2H₂O = KH₂HO₄ + K₂HO₄ + 5MnO₂.

Подставив коэффициент 2 к K₂HO₄ чтобы уравнять атомы калия и водорода, получим:

3P + 5KMnO₄ + 2H₂O = KH₂HO₄ + 2K₂HO₄ + 5MnO₂.
 

в) Mn(NO₃)₂ + NaBiO₃ + HNO₃ ⇒ HMnO₄ +
Уравнения полуреакций:

Ионно-молекулярная форма процесса:

Mn²⁺ + 5BiO₃^- + 4H₂O + 10H⁺ =
= 5MnO₄^- + 5BiO₂ + 8H⁺ + 5H₂O.

Напишем молекулярную форму реакции с учётом данных задачи, получим:

Mn(NO₃)₂ + 5NaBiO₃ + 2HNO₃ =
= HMnO₄ + 5BiO₂ + 5NaNO₃ + H₂O.

Добавим в левую часть равенства одну молекулу HNO₃ для уравнивания, получим окончательную молекулярную форму процесса:

Mn(NO₃)₂ + 5NaBiO₃ + 3HNO₃ =
= HMnO₄ + 5BiO₂ + 5NaNO₃ + H₂O.

Полная ионно-молекулярная форма процесса:

Mn²⁺ + 5NO₃^- + 5Na⁺ + 5BiO₃^- + 3H⁺ =
= MnO₄^- + H⁺ + 5BiO₂ + 5Na⁺  + 5NO₃^- + H₂O.

Сокращённая ионно-молекулярная форма процесса:

Mn²⁺ + 5BiO₃^- + 3H⁺ = MnO₄^- + H⁺ + 5BiO + H₂O.
 

г) FeS₂ + HNO_3(конц.) ⇒ H₂SO₄ +
Уравнения полуреакций:

Ионно-молекулярная форма процесса:

FeS₂ + 15NO₃^- + 8H₂O + 30H⁺ =
= Fe³⁺ + 15NO₂ + 2SO₄^2- + 15H₂O.

Приведём члены в обеих частях равенства, получим:

FeS₂ + 15NO₃^- + 14H⁺ =
Fe³⁺ + 15NO₂ + 2SO₄^2- + 7H₂O.

Напишем молекулярную форму реакции с учётом данных задачи, получим:

FeS₂ + 15HNO_3(конц.) =
= Fe(NO₃)₃ + 15NO₂ + 2H₂SO₄ + 7H₂O.

Для полного уравнивания добавим в левую часть равенства 3 моля HNO3, получим:

FeS₂ + 18HNO_3(конц.) =
= Fe(NO₃)₃ + 15NO₂ + 2H₂SO₄ + 7H₂O.

Полное ионно-молекулярное уравнение реакции имеет вид:

FeS₂ + 18NO₃^- + 18H⁺ =
= Fe³⁺ + 3NO₃^- + 15NO₂ + 4H₊ + 2SO₄^2- + 7H₂O.

Сокращённое ионно-молекулярное уравнение:

FeS₂ + 15NO₃^- + 14H⁺ =
Fe³⁺ + 15NO₂ +2SO₄^2- + 7H₂O.
 

д) (NH₄)₂Cr₂O₇ ⇒ N₂ +
Уравнения полуреакций:

Ионно-молекулярная форма процесса:

2NH₄⁺ + Cr₂O₇^2- + 14H⁺ =
= N₂⁰ + 2Cr³⁺ + 8H⁺ + 7H₂O.

Приведём члены в обеих частях равенства, получим:

2NH₄⁺ + Cr₂O₇^2- +  6H⁺ =
= N₂⁰ + 2Cr³⁺ + 7H₂O.

Для уравнивания водорода отнимем 6 ионов Н⁺ и 3 молекулы Н₂О, подставим 3 иона О^2- к 2 ионам Cr³⁺, получим:

(NH₄)₂Cr₂O₇ ⇒ N₂ + Cr₂O₃ + 4H₂O.

Полное ионно-молекулярное уравнение, оно же будет и сокращенным ионным уравнением:

2NH₄⁺ + Cr₂O₇^2- = N₂⁰ + Cr₂O₃ + 4H₂O.

---