logo search
Metodicheskoe_posobie_S1_-_S3_PNPO_2012

Расстановка коэффициентов методом электронного баланса, если в уравнении более 2 элементов меняют степени окисления.

Рассмотрим пример:

As2S3 + HNO3  H3AsO4 + SO2 + NO2 + H2O

В этом уравнении 2 восстановителя (мышьяк и сера) в составе одного вещества, поэтому в электронном балансе обязательно учитываются индексы из формулы исходного вещества, отданные восстановителями электроны суммируются:

2 As +3 –4 e 2As+5

3S–2 – 18e  3S+4 22 e 1 восстановители

Окисление

N+5 +1e  N+4 22 окислитель

Восстановление

Перед азотом в левой и правой части уравнения ставим 22, перед мышьяковой кислотой – 2, перед сернистым газом – 3, уравниваем водород и проверяем правильность расстановки коэффициентов по кислороду.

As2S3 + 22HNO3 = 2H3AsO4 + 3SO2 + 22NO2 + 8H2O

Можно использовать и такую запись поведения восстановителя:

As2S3 – 22e 2As+5 + 3S+4

Слева записано электронейтральное вещество, справа считаем сумму зарядов.

В рассмотренном примере степени окисления серы и мышьяка очевидны. Однако, встречаются вещества нестехиометрического состава, в которых определить степень окисления элементов затруднительно. Например, цементит Fe3C.

Fe3C + HNO3  Fe(NO3)3 + CO2 + NO2 + H2O

Чтобы не выяснять, какие в этом веществе степени окисления у элементов, воспользуемся выше приведенным приёмом:

F e3C – 13e-  3Fe+3 + C+4 1

окисление

N+5 +1e  N+4 13

восстановление

Коэффициент 13 ставим перед оксидом азота, перед нитратом железа – 3, перед цементитом и углекислым газом коэффициенты не нужны. Пересчитываем азот в правой части (22), ставим 22 перед формулой азотной кислоты, уравниваем водород, проводим проверку по кислороду:

Fe3C + 22HNO3  3Fe(NO3)3 + CO2 + 13NO2 + 11H2O

В случаях, когда 2 восстановителя находятся в составе одного вещества, элементам можно присваивать даже нереальные степени окисления, при этом будут получаться те же коэффициенты. Например, предположим, что углерод в цементите имеет степень окисления – 4, тогда степень окисления железа +4/3. Составим баланс с этими значениями:

3Fe +4/3 –5 e 3Fe+3

C–4 – 8e  C+4 13 e

Можно присвоить элементам такие степени окисления, чтобы степень окисления изменялась только у одного элемента. Пусть степень окисления железа +3 в исходном веществе и продукте, тогда степень окисления углерода в цементите – 9 (такого не бывает, но в данном случае мы весьма формально используем понятие степень окисления).

C–9 – 13e  C+4

Опять восстановитель отдал 13 электронов.

ЗАДАНИЕ 2. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса в следующих схемах реакций:

1) Na + HNO3  NaNO3 + N2O + H2O

2) K2FeO4 + H2SO4  Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O + O2

3) H2O2 + KMnO4 + HNO3  Mn(NO3)2 + KNO3 + H2O + O2

4) Ti2(SO4)3 + KClO3 + H2O  TiOSO4 + KCl + H2SO4

5) Mn3O4 + KClO3 + K2CO3  K2MnO4 + KCl + CO2

6) Na2S4O6 + KMnO4 + HNO3 Na2SO4 + H2SO4 + Mn(NO3)2 + KNO3 + H2O

7) Cu2S + O2 + CaCO3  CuO + CaSO3 + CO2

8) FeCl2 + KMnO4 + HCl  FeCl3 + Cl2 + MnCl2 + KCl + H2O

9) CuFeS2 + HNO3 Cu(NO3)2 + Fe(NO3)3 + H2SO4 + NO + H2O

10)KSCN + K2Cr2O7 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 + CO2+ NO2 + SO2 + H2O

11)Zn + Na2SO3 + HCl = ZnCl2 + H2S + NaCl + H2O

12) SnCl2 + HCl + K2Cr2O7 = H2[SnCl6] + CrCl3 + KCl + H2O

13)Br2 + MnSO4 + NaOH  MnO2 + NaBr + Na2SO4 +H2O

14)PbO2 + Mn(NO3)2 + HNO3 = HMnO4 + Pb(NO3)2 +H2O

15)K2Cr2O7 + Al + H2SO4 → CrSO4 + Al2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

16)FeCl2 + KClO4 + HCl → FeCl3 + Cl2 + KCl + H2O

17)Na2O2 + KI + H2SO4 = I2 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O

18)HClO3 + H2SO4 + FeSO4 → Fe2(SO4)3 + HCl + H2O

19)Si + HNO3 + HF → SiF4 + NO + H2O

21)H2O2 + KMnO4 + H2SO4 → O2 + MnSO4 + K2 SO4 +H2O

22)KMn O4 + SnSO4 + Н2SO4 → MnSO4 + Sn(SO4)2 + К2SO4 + H2O

23)(NH4)2SO4 + Ca(NO3)2 = N2 + O2 + H2O + CaSO4

24)CS2 + KMnO4 + KOH = S + MnO2 +K2CO3 + H2O

25)FeSO4 + CrO3 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O

26)CrCl3 + H2O2 + KOH → K2CrO4 + KCl + H2O

27)NaOCl + 2 KI + H2SO4 = NaCl + I2 + K2SO4 + H2O

28)P + CuSO4 + H2O = H3PO4 + Cu + H2SO4

29)Cu2O + H2SO4 + KMnO4 = CuSO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

30)KI + H2SO4(конц) = I2 + H2S + K2SO4 + H2O