Задание №20 — Химические реакции

#67020Задание №20ФИПИ

ОВР. Электронный баланс

Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты
в схеме реакции

Fe + O₂ + KOH → K₂FeO₄ + H₂O

Запишите в отдельной(-ых) строчке(-ах) формулы вещества/частицы окислителя и восстановителя. Укажите, какое(-ая) из этих веществ/частиц является окислителем, а какое(-ая) – восстановителем.

Ваше решениедо 3 баллов

Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям

Решение.

Для того чтобы расставить коэффициенты методом электронного баланса, сначала определим степени окисления всех элементов в уравнении реакции:

$\overset{0}{Fe} + \overset{0}{O}_2 + \overset{+1}{K}\overset{-2}{O}\overset{+1}{H} \rightarrow \overset{+1}{K}_2\overset{+6}{Fe}\overset{-2}{O}_4 + \overset{+1}{H}_2\overset{-2}{O}$

1. Определим элементы, которые изменили свою степень окисления:
Железо ( $Fe$ ) повысило степень окисления с $0$ до $+6$ .
Кислород ( $O$ ) понизил степень окисления с $0$ (в молекуле $O_2$ ) до $-2$ .

2. Составим электронный баланс:
Восстановитель: $\overset{0}{Fe} - 6\bar{e} \rightarrow \overset{+6}{Fe}$ (процесс окисления)
Окислитель: $\overset{0}{O}_2 + 4\bar{e} \rightarrow 2\overset{-2}{O}$ (процесс восстановления)

3. Найдём наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов. Для $6$ и $4$ это $12$ .
Разделим $12$ на количество электронов в каждом процессе:
Для железа: $12 / 6 = 2$ (коэффициент перед $Fe$ )
Для кислорода: $12 / 4 = 3$ (коэффициент перед $O_2$ )

4. Перенесём полученные коэффициенты в уравнение реакции:
$2Fe + 3O_2 + KOH \rightarrow 2K_2FeO_4 + H_2O$

5. Уравняем остальные элементы. Справа у нас $4$ атома калия ( $2 \times 2$ ), значит, перед $KOH$ ставим коэффициент $4$ :
$2Fe + 3O_2 + 4KOH \rightarrow 2K_2FeO_4 + H_2O$

6. Теперь уравняем водород. Слева $4$ атома водорода (в $4KOH$ ), значит, перед $H_2O$ ставим коэффициент $2$ :
$2Fe + 3O_2 + 4KOH \rightarrow 2K_2FeO_4 + 2H_2O$

7. Проверим кислород: слева $3 \times 2 + 4 = 10$ атомов; справа $2 \times 4 + 2 = 10$ атомов. Уравнение составлено верно.

8. Укажем окислитель и восстановитель:
$Fe$ (или $\overset{0}{Fe}$ ) — восстановитель.
$O_2$ (или $\overset{0}{O}_2$ ) — окислитель.

Ответ: 2Fe + 3O₂ + 4KOH = 2K₂FeO₄ + 2H₂O; Fe — восстановитель, O₂ — окислитель.

Источник: ФИПИ