Правильное составление электронных уравнений реакций

 

Задание 236. 
Реакции выражаются схемами:
HCl  + CrO3 ⇔ Cl2 + CrCl3 + H2O;
 Cd + KMnO4 + H2SO4 ⇔ CdSO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
Составьте электронные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции укажите, какое вещество является окислителем, какое - восстановителем; какое вещество окисляется, какое - восстанавливается.
Решение:
Если в условии задачи даны как исходные вещества, так и продукты их взаимодействия, то написание уравнения реакции сводится, как правило, к нахождению и расстановке коэффициентов. Коэффициенты определяют методом электронного баланса с помощью электронных уравнений. Вычисляем, как изменяют степень окисления восстановитель и окислитель, и отражаем это в электронных уравнениях. Коэффициенты для восстановителя и окислителя идентичны для продуктов окисления и восстановления. . Коэффициент перед веществами, атомы которых не меняют свою степень окисления, находят подбором.

а) HCl  + CrO3 ⇔ Cl2 + CrCl3 + H2O

уравнения электронного баланса:

уравнения электронного баланса 

Ионно-молекулярное уравнение:

2Cr6+ + 6Cl- = 2Cr3+ + 3Cl20

Общее число электронов, отданных восстановителем, должно быть равно числу электронов, которые присоединяет окислитель. Общее наименьшее кратное для отданных и принятых электронов шесть. Разделив это число на 3, получаем коэффициент 2 для окислителя и продукта его восстановления, а при делении 6 на 2 получаем коэффициент 3 для восстановителя и продукта его окисления. Молекулярное уравнение реакции: 

12HCl  + 2CrO3 ⇔ 3Cl2 + 2CrCl3 + 6H2O

В данной реакции: HCl  – восстановитель, CrO3 – окислитель; HCl  окисляется до Сl2, CrO3 – восстанавливается до CrCl3.

 б) Cd + KMnO4 + H2SO4 ⇔ CdSO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

Уравнения электронного баланса:

уравнения электронного баланса 

Ионно-молекулярное уравнение:

5Сd0 +  2Mn7+  = Cd2+ + 2Mn2+

Общее число электронов, отданных восстановителем, должно быть равно числу электронов, которые присоединяет окислитель. Общее наименьшее кратное для отданных и принятых электронов десять. Разделив это число на 5, получаем коэффициент 2 для окислителя и продукта его восстановления, а при делении 10 на 2 получаем коэффициент 5 для восстановителя и продукта его окисления. Молекулярное уравнение реакции: 

5Cd + 2KMnO4 + 8H2SO4 ⇔ 5CdSO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

В данной реакции: Cd  – восстановитель, KMnO4 – окислитель; Cd  окисляется до CdSO4KMnO4 – восстанавливается до MnSO4.


Задание 237.
Реакции выражаются схемами:
Cr2O3  + KClO3 + KOH ⇔  K2CrO4 + KCl + H2O;
MnSO4 + PbO2 + HNO⇔  HMnO4 + Pb(NO3)2 + PbSO4 + H2O
Составьте электронные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции укажите, какое вещество является окислителем, какое - восстановителем; какое вещество окисляется, какое - восстанавливается.
Решение:
Если в условии задачи даны как исходные вещества, так и продукты их взаимодействия, то написание уравнения реакции сводится, как правило, к нахождению и расстановке коэффициентов. Коэффициенты определяют методом электронного баланса с помощью электронных уравнений. Вычисляем, как изменяют степень окисления восстановитель и окислитель, и отражаем это в электронных уравнениях. Коэффициенты для восстановителя и окислителя идентичны для продуктов окисления и восстановления. . Коэффициент перед веществами, атомы которых не меняют свою степень окисления, находят подбором.

а) Cr2O3  + KClO3 + KOH  K2CrO4 + KCl + H2O

уравнения электронного баланса:

уравнения электронного баланса

Ионно-молекулярное уравнение:

2Cr3+ + Cl5+ = 2Cr6+ + Cl-

Общее число электронов, отданных восстановителем, должно быть равно числу электронов, которые присоединяет окислитель. Общее наименьшее кратное для отданных и принятых электронов шесть. Разделив это число на 6, получаем коэффициент 1 для окислителя и продукта его восстановления, а при делении 6 на 3 получаем коэффициент 2 для восстановителя и продукта его окисления. Молекулярное уравнение реакции: 

Cr2O3  + KClO3 + 4KOH  2K2CrO4 + KCl + 2H2O

В данной реакции: Cr2O3  – восстановитель, KClO3 – окислитель; Cr2O3  окисляется до K2CrO4, KClO3 – восстанавливается до KCl.

б) MnSO4 + PbO2 + HNO3  HMnO4 + Pb(NO3)2 + PbSO4 + H2O

Уравнения электронного баланса:

уравнения электронного баланса

Ионно-молекулярное уравнение:

5Pb4+ +  2Mn2+  = 5Pb2+ + 2Mn7+

Общее число электронов, отданных восстановителем, должно быть равно числу электронов, которые присоединяет окислитель. Общее наименьшее кратное для отданных и принятых электронов десять. Разделив это число на 2, получаем коэффициент 5 для окислителя и продукта его восстановления, а при делении 10 на 5 получаем коэффициент 2 для восстановителя и продукта его окисления. Молекулярное уравнение реакции: 

2MnSO4 + 5PbO2 + 6HNO3  2HMnO4 + 3Pb(NO3)2 + 2PbSO4 + 2H2O

В данной реакции: PbO2  – восстановитель, MnSO4 – окислитель; PbO2  окисляется до Pb(NO3)2, MnSO4 – восстанавливается до HMnO4.


Задание 238.
Реакции выражаются схемами:
H2SO3  + HClO3  H2SO4 + HCl;
FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4  Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
Составьте электронные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции укажите, какое вещество является окислителем, какое - восстановителем; какое вещество окисляется, какое - восстанавливается.
Решение:
Если в условии задачи даны как исходные вещества, так и продукты их взаимодействия, то написание уравнения реакции сводится, как правило, к нахождению и расстановке коэффициентов. Коэффициенты определяют методом электронного баланса с помощью электронных уравнений. Вычисляем, как изменяют степень окисления восстановитель и окислитель, и отражаем это в электронных уравнениях. Коэффициенты для восстановителя и окислителя идентичны для продуктов окисления и восстановления. . Коэффициент перед веществами, атомы которых не меняют свою степень окисления, находят подбором.

а) H2SO3  + HClO3  H2SO4 + HCl 

уравнения электронного баланса:

уравнения электронного баланса

Ионно-молекулярное уравнение:

3S4+ + Cl5+ = 3S6+ + Cl-

Общее число электронов, отданных восстановителем, должно быть равно числу электронов, которые присоединяет окислитель. Общее наименьшее кратное для отданных и принятых электронов шесть. Разделив это число на 6, получаем коэффициент 1 для окислителя и продукта его восстановления, а при делении 6 на 2 получаем коэффициент 3 для восстановителя и продукта его окисления. Молекулярное уравнение реакции: 

3H2SO3  + HClO3  3H2SO4 + HCl 

В данной реакции: H2SO3   – восстановитель, HClO3 – окислитель; H2SO3   окисляется до H2SO4, HClO3 – восстанавливается до HCl.

б) FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4  Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

Уравнения электронного баланса:

уравнения электронного баланса

Ионно-молекулярное уравнение:

3Fe2+ +  Cr6+  = 3Fe3+ + Cr3+

Общее число электронов, отданных восстановителем, должно быть равно числу электронов, которые присоединяет окислитель. Общее наименьшее кратное для отданных и принятых электронов три. Разделив это число на 3, получаем коэффициент 1 для окислителя и продукта его восстановления, а при делении 3 на 1 получаем коэффициент 3 для восстановителя и продукта его окисления. Учитывая, что в схеме реакции указаны вещества, содержащие железо и хром с двумя атомами в молекулах Fe2(SO4)3 и Cr2(SO4)3], умножим коэффициенты при окислителе и восстановителе на 2, получим молекулярное уравнение реакции: 

3FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4  3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

В данной реакции: FeSO4  – восстановитель, K2Cr2O7 – окислитель; FeSO4  окисляется до Fe2(SO4)3, K2Cr2O7 – восстанавливается до Cr2(SO4)3.


Задание 239.
Реакции выражаются схемами:
I2  + Cl2 + H2 HClO3 + HCl;
K2Cr2O7 + H3PO3 + H2SO4  Cr2(SO4)3 + H3PO4 + K2SO4 + H2O
Составьте электронные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции укажите, какое вещество является окислителем, какое - восстановителем; какое вещество окисляется, какое - восстанавливается.
Решение:
Если в условии задачи даны как исходные вещества, так и продукты их взаимодействия, то написание уравнения реакции сводится, как правило, к нахождению и расстановке коэффициентов. Коэффициенты определяют методом электронного баланса с помощью электронных уравнений. Вычисляем, как изменяют степень окисления восстановитель и окислитель, и отражаем это в электронных уравнениях. Коэффициенты для восстановителя и окислителя идентичны для продуктов окисления и восстановления. . Коэффициент перед веществами, атомы которых не меняют свою степень окисления, находят подбором.

а)I2  + Cl2 + H2 HClO3 + HCl;

уравнения электронного баланса:

уравнения электронного баланса

Ионно-молекулярное уравнение:

I20 + 5Cl20 = 2I- + 10Cl-

Общее число электронов, отданных восстановителем, должно быть равно числу электронов, которые присоединяет окислитель. Общее наименьшее кратное для отданных и принятых электронов десять. Разделив это число на 2, получаем коэффициент 5 для окислителя и продукта его восстановления, а при делении 10 на 10 получаем коэффициент 1 для восстановителя и продукта его окисления. Молекулярное уравнение реакции: 

I2  + Cl2 + H2 HClO3 + HCl

В данной реакции: I2  – восстановитель, Cl2 – окислитель; I2  окисляется до HIO3, Cl2 – восстанавливается до HCl.

б) K2Cr2O7 + H3PO3 + H2SO4  Cr2(SO4)3 + H3PO4 + K2SO4 + H2O

Уравнения электронного баланса:

уравнения электронного баланса

Ионно-молекулярное уравнение:

3P3+ +  2Cr6+  = 3P5+ + 2Cr3+

Общее число электронов, отданных восстановителем, должно быть равно числу электронов, которые присоединяет окислитель. Общее наименьшее кратное для отданных и принятых электронов шесть. Разделив это число на 3, получаем коэффициент 2 для окислителя и продукта его восстановления, а при делении 6 на 2 получаем коэффициент 3 для восстановителя и продукта его окисления. Молекулярное уравнение реакции: 

K2Cr2O7 + 3H3PO3 + 4H2SO4  Cr2(SO4)3 + 3H3PO4 + K2SO4 + 4H2O

В данной реакции: H3PO3  – восстановитель, K2Cr2O7 – окислитель; H3PO3  окисляется до H3PO4K2Cr2O7 – восстанавливается до Cr2(SO4)3.


Задание 240.
Могут ли происходить окислительно-восстановительные реакции между веществами: а) РН3 и НВг; б) K2Cr2O7 и Н3PO3; в) HNO3 и Н2S? Почему? На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме:
АsH3 + НNO3  Н3AsO4 + NO2 + Н2O
Решение:
а) Степень окисления в РH3 n(Р) = -3 (низшая), в HBr n(Br) = -1 (низшая). Так как и фосфор, и бром находятся в своей низшей степени окисления, то оба вещества проявляют только восстановительные свойства и взаимодействовать друг с другом не могут;

б) в K2Cr2O7 n(Сr) = +6 (высшая); в Н3PO3 n(Р) = +5 (высшая). Так как и хром, и фосфор находятся в своей высшей степени окисления, то оба вещества проявляют только окислительные свойства и взаимодействовать друг с другом не могут;

в) в HNO3 n(N) = +5 (высшая); в H2S n(S) = -2 (низшая). Следовательно, взаимодействие этих веществ возможно, причём HNO3 является окислителем, а H2S – восстановителем.

г) АsH3 + НNO3  Н3AsO4 + NO2 + Н2O

Если в условии задачи даны как исходные вещества, так и продукты их взаимодействия, то написание уравнения реакции сводится, как правило, к нахождению и расстановке коэффициентов. Коэффициенты определяют методом электронного баланса с помощью электронных уравнений. Вычисляем, как изменяют степень окисления восстановитель и окислитель, и отражаем это в электронных уравнениях. Коэффициенты для восстановителя и окислителя идентичны для продуктов окисления и восстановления. . Коэффициент перед веществами, атомы которых не меняют свою степень окисления, находят подбором.
Уравнения электронного баланса:

стандартные электродные потенциалы

Ионно-молекулярное уравнение:

As3- + 8N5+ = As5+ + 8N4+

Общее число электронов, отданных восстановителем, должно быть равно числу электронов, которые присоединяет окислитель. Общее наименьшее кратное для отданных и принятых электронов восемь. Разделив это число на 1, получаем коэффициент 8 для окислителя и продукта его восстановления, а при делении 8 на 8 получаем коэффициент 1 для восстановителя и продукта его окисления. Молекулярное уравнение реакции: 

АsH3 + 8НNO3  Н3AsO4 + 8NO2 + 4Н2O