1. Определим степени окисления элементов, которые изменяются в ходе реакции:
- Fe изменяется от +2 в FeSO₄ до +6 в K₂FeO₄
- Cl изменяется от +5 в KClO₃ до -1 в KCl
2. Составим уравнения полуреакций:
- Fe⁺² → Fe⁺⁶ + 4e⁻ (окисление, железо отдает 4 электрона)
- Cl⁺⁵ + 6e⁻ → Cl⁻¹ (восстановление, хлор принимает 6 электронов)
3. Найдем наименьшее общее кратное (НОК) для числа отданных и принятых электронов (4 и 6). НОК = 12.
4. Определим коэффициенты для полуреакций:
- 12 / 4 = 3 (коэффициент для железа)
- 12 / 6 = 2 (коэффициент для хлора)
5. Подставим коэффициенты в уравнение реакции:
3FeSO₄ + 2KClO₃ + KOH → K₂FeO₄ + KCl + K₂SO₄ + H₂O
6. Уравняем число атомов железа (Fe):
3FeSO₄ + 2KClO₃ + KOH → K₂FeO₄ + KCl + K₂SO₄ + H₂O
Необходимо 3 K₂FeO₄ (тогда будет 6 атомов Fe).
3FeSO₄ + 2KClO₃ + KOH → 3K₂FeO₄ + KCl + K₂SO₄ + H₂O
7. Уравняем число атомов калия (K):
3FeSO₄ + 2KClO₃ + KOH → 3K₂FeO₄ + KCl + K₂SO₄ + H₂O
Необходимо 8 KOH, чтобы уравнять калий (6 калия в 3K₂FeO₄ + 2 калия в 2KClO₃).
3FeSO₄ + 2KClO₃ + 8KOH → 3K₂FeO₄ + KCl + K₂SO₄ + H₂O
Теперь должно быть: 8K = 6K + 1K + 1K + 0K = 8K
Следовательно 2 KCl:
3FeSO₄ + 2KClO₃ + 8KOH → 3K₂FeO₄ + 2KCl + K₂SO₄ + H₂O
Добавляем K₂SO₄ чтобы уравнять калий. Всего калия 10 (8 в KOH и 2 в KClO₃) и 10 справа (6 в K₂FeO₄, 2 в KCl и 2 в K₂SO₄). Нужно 1 K₂SO₄.
8. Уравняем число атомов серы (S):
3FeSO₄ + 2KClO₃ + 8KOH → 3K₂FeO₄ + 2KCl + K₂SO₄ + H₂O
Считаем серу: 3S слева, 3S справа. Все хорошо.
9. Уравняем воду:
Считаем водороды: 8 слева, должны быть 4H₂O справа.
3FeSO₄ + 2KClO₃ + 8KOH → 3K₂FeO₄ + 2KCl + K₂SO₄ + 4H₂O
Проверим кислород: 12 + 6 + 8 = 26 слева, 12 + 2 + 4 + 4=26. Все верно.
Итоговое уравнение:
3FeSO₄ + 2KClO₃ + 8KOH → 3K₂FeO₄ + 2KCl + K₂SO₄ + 4H₂O
Окислитель: KClO₃ (хлор принимает электроны, понижая степень окисления).
Восстановитель: FeSO₄ (железо отдает электроны, повышая степень окисления).