Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении реакции, схема которой Fe₂(SO₄)₃ + KI → FeI₂ + I₂ + K₂SO₄. Определите окислитель и восстановитель.

Решение:

1. Определим степени окисления элементов в исходных и конечных веществах:

\( \overset{+3}{Fe}_2(SO_4)_3 + KI \to FeI_2 + I_2 + K_2SO_4 \)

\( \overset{+3}{Fe} \): +3 → +2 (восстановитель)

\( \overset{+1}{K} \): +1 → +1

\( \overset{+6}{S} \): +6 → +6

\( \overset{-2}{O} \): -2 → -2

\( \overset{+1}{I} \): -1 → 0 (окислитель)

2. Составим электронный баланс:

\( Fe^{+3} + 1e^- \to Fe^{+2} \) | × 2 (восстановитель)

\( 2I^{-1} - 2e^- \to I_2^0 \) | × 1 (окислитель)

3. Расставим коэффициенты в уравнении реакции, учитывая баланс:

\( \mathbf{2}Fe_2(SO_4)_3 + \mathbf{2}KI \to \mathbf{4}FeI_2 + I_2 + \mathbf{2}K_2SO_4 \)

4. Проверим правильность расстановки коэффициентов:

Слева: Fe - 4, S - 6, O - 24, K - 2, I - 2.

Справа: Fe - 4, K - 2, S - 2, O - 8, I - 4.

Несовпадение по сере и кислороду. Это означает, что сульфат-ионы (SO₄²⁻) не остаются неизменными, или в реакции участвуют другие реагенты, которые не указаны в схеме. Проверим по условию: схема Fe₂(SO₄)₃ + KI → FeI₂ + I₂ + K₂SO₄. Похоже, что исходная схема не совсем корректна, либо K₂SO₄ не является продуктом. Однако, если принять, что K₂SO₄ является продуктом, то баланс необходимо скорректировать.

Исходя из данных реагентов и продуктов, схема может быть такой:

\( \mathbf{1}Fe_2(SO_4)_3 + \mathbf{2}KI \to \mathbf{2}FeI_2 + I_2 + \mathbf{3}K_2SO_4 \)

Проверим новую схему:

Слева: Fe - 2, S - 3, O - 12, K - 2, I - 2.

Справа: Fe - 2, I - 4, K - 6, S - 3, O - 12.

Все ещё не совпадает. Похоже, что в задании ошибка или неполная информация. Попробуем балансировать, исходя из того, что Fe²⁺ в FeI₂ и I₂ являются продуктами:

\( \mathbf{1}Fe_2(SO_4)_3 + \mathbf{2}KI \to \mathbf{2}FeI_2 + I_2 \)

Слева: Fe - 2, S - 3, O - 12, K - 2, I - 2.

Справа: Fe - 2, I - 4, I - 2 = 6. Не совпадает.

Давайте вернемся к оригинальной схеме и предположим, что K₂SO₄ также является продуктом. Тогда:

\( Fe_2(SO_4)_3 + KI \to FeI_2 + I_2 + K_2SO_4 \)

Окисление:

\( Fe^{+3} + 1e^- \to Fe^{+2} \) | × 2

Восстановление:

\( 2I^{-1} - 2e^- \to I_2^0 \) | × 1

Учитываем, что в FeI₂ железо имеет степень окисления +2, а в K₂SO₄ калий +1.

\( Fe_2(SO_4)_3 \) → \( 2FeI_2 \) (здесь I⁻ превращается в I₂)

\( 2I^- \to I_2^0 + 2e^- \) — это восстановление йода.

\( Fe^{+3} + e^- \to Fe^{+2} \) — это окисление железа.

Если брать реагенты:

\( Fe_2(SO_4)_3 + KI \to FeI_2 + I_2 + K_2SO_4 \)

\( \overset{+3}{Fe}_2(SO_4)_3 + \overset{+1}{K}\overset{-1}{I} \to \overset{+2}{Fe}\overset{-1}{I}_2 + I_2^0 + \overset{+1}{K}_2SO_4 \)

Баланс:

\( 2 \times ( Fe^{+3} + 1e^- \to Fe^{+2} ) \)

\( 1 \times ( 2I^{-1} \to I_2^0 + 2e^- ) \)

Таким образом, коэффициенты перед FeI₂ и I₂ будут 2 и 1 соответственно. Перед KI будет 2, так как он дает 2I⁻.

\( Fe_2(SO_4)_3 + 2KI \to 2FeI_2 + I_2 + K_2SO_4 \)

Теперь расставим K₂SO₄.

Слева: K - 2. Справа K - 2 (в K₂SO₄). Это совпадает.

Слева: S - 3. Справа S - 1 (в K₂SO₄). Не совпадает.

Это значит, что K₂SO₄ должно быть 3.

\( Fe_2(SO_4)_3 + 2KI \to 2FeI_2 + I_2 + 3K_2SO_4 \)

Теперь проверим K:

Слева K - 2. Справа K - 3 × 2 = 6. Не совпадает.

Чтобы K было 6, нужно 6KI.

\( Fe_2(SO_4)_3 + 6KI \to 2FeI_2 + I_2 + 3K_2SO_4 \)

Теперь проверим I:

Слева I - 6. Справа I в FeI₂ - 2 × 2 = 4. I в I₂ - 2. Всего 4 + 2 = 6. Совпадает.

Теперь проверим Fe:

Слева Fe - 2. Справа Fe в FeI₂ - 2. Совпадает.

Теперь проверим S:

Слева S - 3. Справа S в 3K₂SO₄ - 3. Совпадает.

Теперь проверим O:

Слева O - 3 × 4 = 12. Справа O в 3K₂SO₄ - 3 × 4 = 12. Совпадает.

Итак, уравнение:

\( \mathbf{1}Fe_2(SO_4)_3 + \mathbf{6}KI \to \mathbf{2}FeI_2 + I_2 + \mathbf{3}K_2SO_4 \)

Окислитель: KI (йодид-ион \( I^- \), так как он отдает электроны).

Восстановитель: Fe₂(SO₄)₃ (ион железа \( Fe^{+3} \), так как он принимает электроны).

Ответ: 1Fe₂(SO₄)₃ + 6KI → 2FeI₂ + I₂ + 3K₂SO₄. Окислитель: Fe₂(SO₄)₃, восстановитель: KI.