Question

Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в реакциях и определите восстановитель и окислитель: PI3 + K2Cr2O7 + H2SO4 - > K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H3PO4 + I2 + H2O

Answer 1

Для того чтобы расставить коэффициенты в уравнении реакции и определить восстановитель и окислитель, следуем нескольким шагам.

Уравнение реакции:

\[PI_3 + K_2Cr_2O_7 + H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + Cr_2(SO_4)_3 + H_3PO_4 + I_2 + H_2O\]

Шаг 1: Составим список всех элементов и их оксидационных состояний:

\[I_2, \, K_2Cr_2O_7, \, H_2SO_4, \, K_2SO_4, \, Cr_2(SO_4)_3, \, H_3PO_4, \, H_2O\]

Шаг 2: Определим оксидационные состояния элементов в начальных и конечных соединениях.

Известные правила:

- Оксидационное состояние \(I_2\) в элементарной форме равно 0. - Оксидационное состояние \(O_2\) в соединениях равно -2. - Сумма оксидационных состояний всех атомов в молекуле равна нулю. - Сумма оксидационных состояний всех атомов в ионе равна заряду иона.

Используем эти правила, чтобы определить оксидационные состояния элементов:

\[I_2: \, 0\] \[K_2Cr_2O_7: \, K(+1) \, Cr(+6) \, O(-2)\] \[H_2SO_4: \, H(+1) \, S(+6) \, O(-2)\] \[K_2SO_4: \, K(+1) \, S(+6) \, O(-2)\] \[Cr_2(SO_4)_3: \, Cr(+3) \, S(+6) \, O(-2)\] \[H_3PO_4: \, H(+1) \, P(+5) \, O(-2)\] \[H_2O: \, H(+1) \, O(-2)\]

Шаг 3: Расставим коэффициенты так, чтобы соблюсти законы сохранения массы и заряда:

\[2PI_3 + 12K_2Cr_2O_7 + 60H_2SO_4 \rightarrow 6K_2SO_4 + 2Cr_2(SO_4)_3 + 20H_3PO_4 + 30I_2 + 60H_2O\]

Шаг 4: Определим, какие элементы окисляются, а какие восстанавливаются.

Элементы, у которых оксидационное состояние увеличивается, окисляются. Элементы, у которых оксидационное состояние уменьшается, восстанавливаются.

\[PI_3 \rightarrow I_2 \quad (\text{окисление})\]

\[K_2Cr_2O_7 \rightarrow Cr_2(SO_4)_3 \quad (\text{восстановление})\]

\[H_2SO_4 \rightarrow H_3PO_4 \quad (\text{восстановление})\]

Шаг 5: Напишем уравнения полуреакций для окисления и восстановления:

\[ \text{Окисление: } \, 2PI_3 \rightarrow 30I_2 + 6e^-\]

\[ \text{Восстановление: } \, 6e^- + 12K_2Cr_2O_7 + 60H_2SO_4 \rightarrow 2Cr_2(SO_4)_3 + 20H_3PO_4 + 30I_2 + 60H_2O\]

Таким образом, \(PI_3\) окисляется, а \(K_2Cr_2O_7\) и \(H_2SO_4\) восстанавливаются.