Решите упражнение по химии - вопрос №117512

а) H2S + K2Cr2O7 +H2SO4 => S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 +H2O                (1)

                   РЕШЕНИЕ:

         Задача решается сочетанием методов электронного и материального (элементного) баланса:

         1) Из стехиометрии соединения K2Cr2O7 следует, что соотношение Cr2(SO4)3 и K2SO4 должно быть 1:1 (из соотношения Cr/K). И в целом, соотношение всех этих трех соединений в уравнении реакции должно быть 1:1:1.

         Поэтому коэффициенты приэтих трех соединениях должны быть одинаковые – какие именно, неважно. Поэтому поставим, например, единичные коэффициенты в уравнении (1) реакции (здесь и далее соединения, для которых уже однозначно определены значения коэффициентов, выделены жирным):

             H2S + K2Cr2O7 +H2SO4 => S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 +H2O              (2)

         2) Используем условие электронного баланса:

      Окисление S:              H2S  -->  S:                      S2- — 2e = S0         (x3)

      Восстановление Cr:  K2Cr2O7  -->  Cr2(SO4)3:      2Cr6+ +6e = 2Cr3+

         В первом, окислительном процессе переходит 2 электрона, во втором, восстановительном — 6 электронов (т.е. в 3 раза больше). Отсюда следует, для баланса электронов (при восстановлении и окислении) значения коэффициентов при паре  (H2S и S)  должны быть в 3 раза больше, чем при паре (K2Cr2O7 и Cr2(SO4)3).

         Отсюда, с учетом предыдущего пункта 1), однозначно следует, что нужно в (2) поставить коэффициент 3 при веществах H2S и S:

             3H2S + K2Cr2O7 +H2SO4 => 3S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 +H2O            (3)

         3) Исходя из баланса по сере S, однозначно следует, что в (3) необходимо поставить коэффициент 4 при H2SO4:

            3H2S + K2Cr2O7 +4H2SO4 => 3S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 +H2O          (4)

         4) Остается неопределенность только для H2O. Коэффициент при H2O определяется из условия материального баланса – по водороду H или кислороду O. Причем всё равно по чему из них (H или O) определять – результат должен быть (и будет!) одинаковым – коэффициент при H2O должен быть равным 7:

          3H2S + K2Cr2O7 +4H2SO4 = 3S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 +7H2O          (5)

***********************************

                                               б) 2KNO3 => 2KNO2 + O2                                  (1)

                   РЕШЕНИЕ:

         Запишем условие электронного баланса – степень окисления меняется у азота N и кислорода O:

         Восстановление N:          2KNO3 --> 2KNO2:     2N5+ +4e = 2N3+

         Окисление O:               2/3 KNO3 --> O2:           2O2- — 4e = 2O0

         Во всех полуреакциях окисления и восстановления реагенты и продукты записываем с теми коэффициентами, которые указаны в исходной реакции (1), но с учетом условия материального (элементного) баланса по тому элементу, окисление (или восстановление) которого рассматривается.

         Отсюда и появился коэффициент 2/3 в полуреакции восстановления азота (чтобы кислорода O было поровну слева и справа).

         В итоге видим – полностью соблюдается электронный баланс, т.е. коэффициенты в уравнении (1) должны быть правильными (в чем нетрудно убедиться независимо (без электронного баланса) – исходя лишь из элементного баланса).