Правильное составление электронных уравнений реакций
Решение задач на составлении электронных уравнений химических 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:
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:
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 CdSO4, KMnO4 – восстанавливается до MnSO4.
Задание 237.
Реакции выражаются схемами:
Cr2O3 + KClO3 + KOH ⇔ K2CrO4 + KCl + H2O;
MnSO4 + PbO2 + HNO3 ⇔ 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:
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:
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:
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:
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 + H2O ⇔ 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 + H2O ⇔ HClO3 + HCl
Уравнения электронного баланса:
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 + H2O ⇔ 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:
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 H3PO4, K2Cr2O7 – 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:
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
