FeS+H2SO4(конц)=Fe2(SO4)3+SO2+H2O электронный баланс

Задача по балансу электронов для реакции: FeS + H2SO4(конц) → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O 1) Определим степени окисления - В FeS: Fe обычно +2, S = -2. - В Fe2(SO4)3: Fe = +3 (каждый), S в сульфатной группе = +6. - В SO2: S = +4. - H2SO4 и H2O нейтральны по заряду. 2) Распишем, какие элементы меняют степенки окисления - Железо: Fe2+ в FeS переходит в Fe3+ в Fe2(SO4)3. Для двух молекул FeS это дает 2 электронов, потерянных железом. - Сера в FeS: S(-2) может перейти либо в S(+6) в Fe2(SO4)3, либо в S(+4) в SO2. В продукте Fe2(SO4)3 содержит 3 S(+6) и SO2 содержит S(+4). В итоговой раскладке в Fe2(SO4)3 две молекулы FeS-ватых сер должны уйти в сульфат Fe2(SO4)3, что даёт каждому серу потерю 8 электронов. Это принесёт 16 электронов. - Сарa H2SO4, которая остаётся в реакциях в виде SO4^2- (в кислой среде) и некоторых S может уйти в SO2, где S(+6) → S(+4) снижает окисление на 2 электрона за каждую атом S в SO2. В переработке 9 атомов серы переходит в SO2, что требует 9 × 2 = 18 электронов. Итого: - Электроны, выделяемые окислением FeS (2 атома Fe делают Fe2+ → Fe3+ и 2 атома S переходят до S(+6)) = 2 (за Fe) + 16 (за 2S(-2) → S(+6)) = 18 электронов. - Электроны, принимаемые редукционными превращениями серы из H2SO4 в SO2: 9 атомов S переходят +6 → +4, требуют 18 электронов. Таким образом, баланс электронов соблюдается: 18 e− от окислителей приняты 18 e− на восстановление. 3) Найдём коэффициенты, удовлетворяющие массам и зарядам Пусть коэффициенты таковы: a FeS + b H2SO4 → c Fe2(SO4)3 + d SO2 + e H2O Баланс атомов: - Fe: a = 2c - S: a + b = 3c + d - O: 4b = 12c + 2d + e - H: 2b = 2e → e = b Из системы: 1) a = 2c 2) a + b = 3c + d 3) 4b = 12c + 2d + e 4) e = b Подставив e = b и a = 2c в (2): 2c + b = 3c + d ⇒ d = b − c Из (3), зная e = b: 4b = 12c + 2d + b ⇒ 3b = 12c + 2d ⇒ d = (3b − 12c)/2 Сравним выражения для d: b − c = (3b − 12c)/2 Умножим на 2: 2b − 2c = 3b − 12c ⇒ −b + 10c = 0 ⇒ b = 10c Тогда d = b − c = 9c, e = b = 10c, a = 2c. Задавая наименьшее целое c = 1, получаем: a = 2, b = 10, c = 1, d = 9, e = 10 Итоговое уравнение: 2 FeS + 10 H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 9 SO2 + 10 H2O 4) Проверка баланса по атомам - Fe: 2 слева, 2 справа (Fe2(SO4)3) → OK - S: слева 2 (FeS) + 10 (H2SO4) = 12; справа 3 (Fe2(SO4)3) + 9 (SO2) = 12 → OK - O: слева 10·4 = 40; справа 12·1 (Fe2(SO4)3) + 9·2 (SO2) + 10 (H2O) = 12 + 18 + 10 = 40 → OK - H: слева 10·2 = 20; справа 10·2 (H2O) = 20 → OK Все элементы сбалансированы. 5) Краткое резюме по электронному балансу - Освобождено электронов: 2 e− (Fe) + 16 e− (2S(-2) → S(+6)) = 18 e− - Принято электроны: 9 S(+6) → S(+4) в SO2, каждая требует 2 e− → 18 e− - Электронный баланс соблюдён. Итого, балансированное уравнение: 2 FeS + 10 H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 9 SO2 + 10 H2O Если нужно, могу показать альтернативное разложение на полуреакции и расписать полный процесс балансировки по методу полуреакций.