4. (Углубленный) Методом электронного баланса подберите коэффициенты в реакциях, укажите восстановитель, окислитель и тип окислительно-восстановительной реакции: а) KIO3 + Cl2 + KOH → K5IO6 + KCl + H2O; б) Na2SO3 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O; в) Pb + PbO2 + H2SO4 → PbSO4 + H2O; г) Al + Fe2O3 → Al2O3 + Fe; д) Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O.

Question 1

Задача Задача №42984

А

Аноним

13 ноября 2023 08:44 · публичный вопрос

А

Аноним 13 ноября 2023 08:44

4. (Углубленный) Методом электронного баланса подберите коэффициенты в реакциях, укажите восстановитель, окислитель и тип окислительно-восстановительной реакции: а) KIO3 + Cl2 + KOH → K5IO6 + KCl + H2O; б) Na2SO3 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O; в) Pb + PbO2 + H2SO4 → PbSO4 + H2O; г) Al + Fe2O3 → Al2O3 + Fe; д) Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O.

Answer

Для подбора коэффициентов в окислительно-восстановительных реакциях методом электронного баланса необходимо определить окислитель и восстановитель, составить уравнения изменения степеней окисления для этих частиц и уравновесить количество присоединенных и отданных электронов. Давайте разберем каждую реакцию:

а) KIO3 + Cl2 + KOH → K5IO6 + KCl + H2O

Chlorine (Cl2) acts as the oxidizing agent, and iodine in KIO3 (in the form of IO3-) acts as the reducing agent. Let's balance the redox half-reactions for both elements:

Oxidation (Iodine): IO3- → IO6^5- (здесь каждый иодин приобретает 10 электронов, ибо происходит изменение степени окисления с +5 до +7, но так как в формуле K5IO6 присутствует 5 иодинов, их изменения умножаем на 2.)

Reduction (Chlorine): Cl2 + 2e^- → 2Cl^- (каждый хлор получает один электрон, изменяя степень окисления с 0 до -1.)

Теперь уравновесим количество электронов, переносимых в этих двух полуреакциях:

10 IO3^- + 10e^- → 5 IO6^5- (10 иодинов теряют по 10 электронов) 6 Cl2 + 12e^- → 12 Cl^- (6 молекул хлора приобретают по 2 электрона)

Сопоставим количество электронов, образовавшихся и потребляемых (по 60):

6 * 10 IO3^- + 60e^- → 3 * 5 IO6^5- 5 * 6 Cl2 + 60e^- → 5 * 12 Cl^-

Теперь подберем количество KOH. KOH порождает необходимый OH^- для связывания H+ из KIO3 и для создания воды с HCl, производимым в реакции восстановления. На каждый KIO3 нам нужно шесть KOH.

Итого: 6 KIO3 + 5 Cl2 + 36 KOH → 3 K5IO6 + 5 KCl + 18 H2O

б) Na2SO3 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

Здесь восстановителем является Na2SO3, а окислителем — K2Cr2O7.

Oxidation (Sulfur in SO32-): SO32- → SO42- (сульфит в сульфат: S с +4 до +6, 2 электрона на молекулу) Reduction (Chromium in Cr2O72-): Cr2O72- + 6e^- → 2Cr3+ (Cr с +6 до +3, 6 электронов на две молекулы хрома)

Теперь уравновесим количество электронов:

3 * (SO32- → SO42- + 2e^-) 1 * (Cr2O72- + 6e^- → 2Cr3+)

Сводим электроны и получаем:

3 Na2SO3 + K2Cr2O7 + 4 H2SO4 → 3 Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 4 H2O

в) Pb + PbO2 + H2SO4 → PbSO4 + H2O

Oxidation (Lead): Pb → Pb2+ + 2e^- Reduction (Lead in PbO2): PbO2 + 4H+ + 2e^- → Pb2+ + 2H2O

Уравняем количество электронов, переносимых в полуреакциях:

1 * (Pb → Pb2+ + 2e^-) 1 * (PbO2 + 4H+ + 2e^- → Pb2+ + 2H2O)

Итак, после уравнивания получаем:

Pb + PbO2 + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O

г) Al + Fe2O3 → Al2O3 + Fe

Oxidation (Aluminum): 2Al → Al2O3 + 6e^- Reduction (Iron in Fe2O3): Fe2O3 + 6e^- → 2Fe

Здесь электроны уже уравнены:

2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe

д) Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O

Oxidation (Copper): Cu → Cu2+ + 2e^- Reduction (Nitrogen in HNO3): NO3^- + 3e^- + 4H+ → NO + 2H2O (N с +5 до +2)

Для уравнивания электронов воспользуемся коэффициентами:

3 * (Cu → Cu2+ + 2e^-) 2 * (NO3^- + 3e^- + 4H+ → NO + 2H2O)

Итак, после уравнивания электронов получаем следующее полное уравнение:

3 Cu + 8 HNO3 → 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O

Обратите внимание, что количество HNO3 подобрано таким образом, чтобы уравновесить H+ в продуктах и реагентах, и чтобы уравновесить NO3^- с образующимся Cu(NO3)2.

Question 2

4. (Углубленный) Методом электронного баланса подберите коэффициенты в реакциях, укажите восстановитель, окислитель и тип окислительно-восстановительной реакции: а) KIO3 + Cl2 + KOH → K5IO6 + KCl + H2O; б) Na2SO3 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O; в) Pb + PbO2 + H2SO4 → PbSO4 + H2O; г) Al + Fe2O3 → Al2O3 + Fe; д) Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O.

Answer

Для подбора коэффициентов в окислительно-восстановительных реакциях методом электронного баланса необходимо определить окислитель и восстановитель, составить уравнения изменения степеней окисления для этих частиц и уравновесить количество присоединенных и отданных электронов. Давайте разберем каждую реакцию: а) KIO3 + Cl2 + KOH → K5IO6 + KCl + H2O Chlorine (Cl2) acts as the oxidizing agent, and iodine in KIO3 (in the form of IO3-) acts as the reducing agent. Let's balance the redox half-reactions for both elements: Oxidation (Iodine): IO3- → IO6^5- (здесь каждый иодин приобретает 10 электронов, ибо происходит изменение степени окисления с +5 до +7, но так как в формуле K5IO6 присутствует 5 иодинов, их изменения умножаем на 2.) Reduction (Chlorine): Cl2 + 2e^- → 2Cl^- (каждый хлор получает один электрон, изменяя степень окисления с 0 до -1.) Теперь уравновесим количество электронов, переносимых в этих двух полуреакциях: 10 IO3^- + 10e^- → 5 IO6^5- (10 иодинов теряют по 10 электронов) 6 Cl2 + 12e^- → 12 Cl^- (6 молекул хлора приобретают по 2 электрона) Сопоставим количество электронов, образовавшихся и потребляемых (по 60): 6 * 10 IO3^- + 60e^- → 3 * 5 IO6^5- 5 * 6 Cl2 + 60e^- → 5 * 12 Cl^- Теперь подберем количество KOH. KOH порождает необходимый OH^- для связывания H+ из KIO3 и для создания воды с HCl, производимым в реакции восстановления. На каждый KIO3 нам нужно шесть KOH. Итого: 6 KIO3 + 5 Cl2 + 36 KOH → 3 K5IO6 + 5 KCl + 18 H2O б) Na2SO3 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O Здесь восстановителем является Na2SO3, а окислителем — K2Cr2O7. Oxidation (Sulfur in SO32-): SO32- → SO42- (сульфит в сульфат: S с +4 до +6, 2 электрона на молекулу) Reduction (Chromium in Cr2O72-): Cr2O72- + 6e^- → 2Cr3+ (Cr с +6 до +3, 6 электронов на две молекулы хрома) Теперь уравновесим количество электронов: 3 * (SO32- → SO42- + 2e^-) 1 * (Cr2O72- + 6e^- → 2Cr3+) Сводим электроны и получаем: 3 Na2SO3 + K2Cr2O7 + 4 H2SO4 → 3 Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 4 H2O в) Pb + PbO2 + H2SO4 → PbSO4 + H2O Oxidation (Lead): Pb → Pb2+ + 2e^- Reduction (Lead in PbO2): PbO2 + 4H+ + 2e^- → Pb2+ + 2H2O Уравняем количество электронов, переносимых в полуреакциях: 1 * (Pb → Pb2+ + 2e^-) 1 * (PbO2 + 4H+ + 2e^- → Pb2+ + 2H2O) Итак, после уравнивания получаем: Pb + PbO2 + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O г) Al + Fe2O3 → Al2O3 + Fe Oxidation (Aluminum): 2Al → Al2O3 + 6e^- Reduction (Iron in Fe2O3): Fe2O3 + 6e^- → 2Fe Здесь электроны уже уравнены: 2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe д) Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O Oxidation (Copper): Cu → Cu2+ + 2e^- Reduction (Nitrogen in HNO3): NO3^- + 3e^- + 4H+ → NO + 2H2O (N с +5 до +2) Для уравнивания электронов воспользуемся коэффициентами: 3 * (Cu → Cu2+ + 2e^-) 2 * (NO3^- + 3e^- + 4H+ → NO + 2H2O) Итак, после уравнивания электронов получаем следующее полное уравнение: 3 Cu + 8 HNO3 → 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O Обратите внимание, что количество HNO3 подобрано таким образом, чтобы уравновесить H+ в продуктах и реагентах, и чтобы уравновесить NO3^- с образующимся Cu(NO3)2.