6.21. Подберите коэффициенты в схемах окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса и напишите уравнения в сокращенной ионной форме: a) K2S + KMnO4 + H2SO4 → S + MnSO4 + K2SO4 + H2O б) Zn + K2Cr2O7 + H2SO4 → ZnSO4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O в) SnSO4 + KMnO4 + H2SO4→ Sn(SO4)2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O г) NaI + KMnO4 + KOH → I2+ K2MnO4 + NaOH д) S + KClO3 + H2O → Cl2 + K2SO4 + H2SO4 е) Na2SO3 + KIO3 + H2SO4→ I2 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O

Задание 6.21. Электронный баланс и сокращённые ионные уравнения

Привет! Давай разберёмся с этими химическими реакциями. Наша задача — уравнять их с помощью электронного баланса и написать сокращённые ионные уравнения. Это как детективная работа: находим, кто отдаёт электроны (окисляется), а кто забирает (восстанавливается), и всё встанет на свои места!

а) K₂S + KMnO₄ + H₂SO₄ → S + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

1. Расставим степени окисления:

• K₂S: K(+1), S(-2)
• KMnO₄: K(+1), Mn(+7), O(-2)
• H₂SO₄: H(+1), S(+6), O(-2)
• S: S(0)
• MnSO₄: Mn(+2), S(+6), O(-2)
• K₂SO₄: K(+1), S(+6), O(-2)
• H₂O: H(+1), O(-2)

2. Составим электронный баланс:

• S^-2 → S⁰ + 2e^- (окисление)
• Mn⁺⁷ + 5e^- → Mn⁺² (восстановление)

3. Умножим для баланса:

• S^-2 → S⁰ + 2e^- | x 5
• Mn⁺⁷ + 5e^- → Mn⁺² | x 2

4. Запишем коэффициенты в уравнение:

• 5K₂S + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ → 5S + 2MnSO₄ + 6K₂SO₄ + 8H₂O

5. Составим сокращённое ионное уравнение:

• Полное ионное: 10K⁺ + 5S^2- + 2K⁺ + 2MnO₄^- + 16H⁺ + 8SO₄^2- → 5S + 2Mn²⁺ + 2SO₄^2- + 12K⁺ + 6SO₄^2- + 16H⁺ + 16O^2-
• Сокращённое ионное: S^2- + 2MnO₄^- + 8H⁺ → S + 2Mn²⁺ + 4H₂O

б) Zn + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → ZnSO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O

1. Степени окисления:

• Zn: 0
• K₂Cr₂O₇: K(+1), Cr(+6), O(-2)
• H₂SO₄: H(+1), S(+6), O(-2)
• ZnSO₄: Zn(+2), S(+6), O(-2)
• Cr₂(SO₄)₃: Cr(+3), S(+6), O(-2)
• K₂SO₄: K(+1), S(+6), O(-2)
• H₂O: H(+1), O(-2)

2. Электронный баланс:

• Zn⁰ → Zn⁺² + 2e^- (окисление)
• Cr₂⁺⁶ + 2e^- → 2Cr⁺³ (восстановление)

3. Умножаем для баланса:

• Zn⁰ → Zn⁺² + 2e^- | x 1
• Cr₂⁺⁶ + 2e^- → 2Cr⁺³ | x 1

4. Коэффициенты в уравнение:

• 3Zn + K₂Cr₂O₇ + 4H₂SO₄ → 3ZnSO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 4H₂O

5. Сокращённое ионное уравнение:

• Полное ионное: 3Zn + 2K⁺ + Cr₂O₇^2- + 8H⁺ + 4SO₄^2- → 3Zn²⁺ + 3SO₄^2- + 2Cr³⁺ + 3SO₄^2- + 2K⁺ + SO₄^2- + 8H⁺ + 8O^2-
• Сокращённое ионное: 3Zn + Cr₂O₇^2- + 8H⁺ → 3Zn²⁺ + 2Cr³⁺ + 4H₂O

в) SnSO₄ + KMnO₄ + H₂SO₄→ Sn(SO₄)₂ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

1. Степени окисления:

• SnSO₄: Sn(+2), S(+6), O(-2)
• KMnO₄: K(+1), Mn(+7), O(-2)
• H₂SO₄: H(+1), S(+6), O(-2)
• Sn(SO₄)₂: Sn(+4), S(+6), O(-2)
• MnSO₄: Mn(+2), S(+6), O(-2)
• K₂SO₄: K(+1), S(+6), O(-2)
• H₂O: H(+1), O(-2)

2. Электронный баланс:

• Sn⁺² → Sn⁺⁴ + 2e^- (окисление)
• Mn⁺⁷ + 5e^- → Mn⁺² (восстановление)

3. Умножаем для баланса:

• Sn⁺² → Sn⁺⁴ + 2e^- | x 5
• Mn⁺⁷ + 5e^- → Mn⁺² | x 2

4. Коэффициенты в уравнение:

• 5SnSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ → 5Sn(SO₄)₂ + 2MnSO₄ + 2K₂SO₄ + 8H₂O

5. Сокращённое ионное уравнение:

• Полное ионное: 5Sn²⁺ + 5SO₄^2- + 2K⁺ + 2MnO₄^- + 16H⁺ + 8SO₄^2- → 5Sn⁴⁺ + 10SO₄^2- + 2Mn²⁺ + 2SO₄^2- + 4K⁺ + 2SO₄^2- + 16H⁺ + 16O^2-
• Сокращённое ионное: 5Sn²⁺ + 2MnO₄^- + 8H⁺ → 5Sn⁴⁺ + 2Mn²⁺ + 4H₂O

г) NaI + KMnO₄ + KOH → I₂+ K₂MnO₄ + NaOH

1. Степени окисления:

• NaI: Na(+1), I(-1)
• KMnO₄: K(+1), Mn(+7), O(-2)
• KOH: K(+1), O(-2), H(+1)
• I₂: 0
• K₂MnO₄: K(+1), Mn(+6), O(-2)
• NaOH: Na(+1), O(-2), H(+1)

2. Электронный баланс:

• 2I^-1 → I₂⁰ + 2e^- (окисление)
• Mn⁺⁷ + 1e^- → Mn⁺⁶ (восстановление)

3. Умножаем для баланса:

• 2I^-1 → I₂⁰ + 2e^- | x 1
• Mn⁺⁷ + 1e^- → Mn⁺⁶ | x 2

4. Коэффициенты в уравнение:

• 2NaI + 2KMnO₄ + 2KOH → I₂ + 2K₂MnO₄ + 2NaOH

5. Сокращённое ионное уравнение:

• Полное ионное: 2Na⁺ + 2I^- + 2K⁺ + 2MnO₄^- + 2K⁺ + 2OH^- → I₂ + 2K⁺ + 2MnO₄^2- + 2Na⁺ + 2OH^-
• Сокращённое ионное: 2I^- + 2MnO₄^- → I₂ + 2MnO₄^2-

д) S + KClO₃ + H₂O → Cl₂ + K₂SO₄ + H₂SO₄

1. Степени окисления:

• S: 0
• KClO₃: K(+1), Cl(+5), O(-2)
• H₂O: H(+1), O(-2)
• Cl₂: 0
• K₂SO₄: K(+1), S(+6), O(-2)
• H₂SO₄: H(+1), S(+6), O(-2)

2. Электронный баланс:

• S⁰ → S⁺⁶ + 6e^- (окисление)
• 2Cl⁺⁵ + 10e^- → 2Cl⁰ (восстановление)

3. Умножаем для баланса:

• S⁰ → S⁺⁶ + 6e^- | x 5
• 2Cl⁺⁵ + 10e^- → 2Cl⁰ | x 3

4. Коэффициенты в уравнение:

• 5S + 3KClO₃ + 3H₂O → 3Cl₂ + 3K₂SO₄ + 3H₂SO₄

5. Сокращённое ионное уравнение:

• Полное ионное: 5S + 3K⁺ + 3ClO₃^- + 6H⁺ + 3SO₄^2- + 3H₂O → 3Cl₂ + 6K⁺ + 3SO₄^2- + 6H⁺ + 3SO₄^2-
• Сокращённое ионное: 5S + 3ClO₃^- → 3Cl₂ + 3SO₄^2-

е) Na₂SO₃ + KIO₃ + H₂SO₄→ I₂ + Na₂SO₄ + K₂SO₄ + H₂O

1. Степени окисления:

• Na₂SO₃: Na(+1), S(+4), O(-2)
• KIO₃: K(+1), I(+5), O(-2)
• H₂SO₄: H(+1), S(+6), O(-2)
• I₂: 0
• Na₂SO₄: Na(+1), S(+6), O(-2)
• K₂SO₄: K(+1), S(+6), O(-2)
• H₂O: H(+1), O(-2)

2. Электронный баланс:

• S⁺⁴ → S⁺⁶ + 2e^- (окисление)
• 2I⁺⁵ + 10e^- → I₂⁰ (восстановление)

3. Умножаем для баланса:

• S⁺⁴ → S⁺⁶ + 2e^- | x 5
• 2I⁺⁵ + 10e^- → I₂⁰ | x 1

4. Коэффициенты в уравнение:

• 5Na₂SO₃ + KIO₃ + 3H₂SO₄ → I₂ + 5Na₂SO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O

5. Сокращённое ионное уравнение:

• Полное ионное: 10Na⁺ + 5SO₃^2- + K⁺ + IO₃^- + 6H⁺ + 3SO₄^2- → I₂ + 10Na⁺ + 5SO₄^2- + 2K⁺ + SO₄^2- + 6H⁺ + 6O^2-
• Сокращённое ионное: 5SO₃^2- + IO₃^- + 6H⁺ → I₂ + 5SO₄^2- + 3H₂O

Ответ: все уравнения и сокращённые ионные уравнения приведены выше.