Тема “Розв’язування експериментальних задач”.
Завдання № 1.
В трьох пробірках містяться розчини калій гідроксиду, калій карбонату, хлоридної кислоти. Визначте вміст кожної пробірки. Напишіть, як ви це визначаєте, і можливі рівняння реакції.
Завдання № 2.
Із купрум(ІІ) хлориду добудьте купрум(ІІ) нітрат. Напишіть рівняння реакції.
Завдання № 3.
Напишіть рівняння реакцій згідно схеми:
ферум(ІІІ) хлорид --> ферум(ІІІ) гідроксид →
ферум(ІІІ) оксид --> ферум(ІІІ) нітрат --> ферум(ІІІ) ортофосфат
Загальний висновок.
Кисень (O
)Атомний номер 8
Зовнішній вигляд
простої речовинигаз без кольору і запаху
блакитна рідина
(при низьких температурах)
Властивості атома
Атомна маса
(молярна маса)15,9994 а.о.м. (г/моль)
Радіус атомаn/a пм
Енергія їонізації
(перший електрон)1313,1(13,61) кДж/моль
Електронна конфігурація[He] 2s2 2p4
Хімічні властивості
Ковалентний радіус73 пм
Радіус іона132 (-2e) пм
Електронегативність
(за Полінгом)3,44
Електродний потенціал0
Ступені окиснення
Термодинамічні властивості
Густина(при -183 °C)1,149 г/см³
Питома теплоєдність0,916 (O-O) Дж/(K моль)
Теплопровідність0,027 Вт/(м К)
Температура плавлення54,8 K
Теплота плавлення n/a кДж/моль
Температура кипіння 90,19 K
Теплота випаровування n/a кДж/моль
Молярний об'єм 14,0 см³/моль
В задании, очевидно, ошибка. Судя по формулам реагентов и продуктов, происходит только восстановление: хрома от +6 до +3 и серы от +6 до 0. . А восстановления не может быть без окисления.
Поэтому скорее всего в реагентах пропущен какой-то восстановитель. скорее всего, сероводород H₂S или сернистый газ SO₂. Допустим, что пропущен H₂S. Тогда уравнение примет вид:
H₂S + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + S + K₂SO₄ + H₂O
Метод электронного баланса:
(Степени окисления записаны в скобках справа от символа. Но вообще их надо писать сверху, над символом. Степени окисления высчитываются, исходя из формул веществ и известных степеней окисления водорода, кислорода и других элементов. Мы этого здесь не делаем из-за громоздкости выкладок)
Cr(+6) + 3 e⁻ = Cr(+3) | 3 | 2
S(-2) - 2 e⁻ = S(0) | 2 | 3
2 Cr(+6) + 3 S(-2) = 2 Cr(+3) + 3 S(0)
Уравниваем хром и серу, принимая во внимание индексы при хроме, и то, что сера окислилась из сероводорода в элементарную серу, а сера в сульфат-ионах степень окисления не меняла:
3 H₂S + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + 3 S + K₂SO₄ + H₂O
Уравниваем сульфат-группы:
3 H₂S + K₂Cr₂O₇ + 4 H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + 3 S + K₂SO₄ + H₂O
Уравниваем водород (по сероводороду и серной кислоте справа и воде слева):
3 H₂S + K₂Cr₂O₇ + 4 H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + 3 S + K₂SO₄ + 7 H₂O
Проверяем несульфатный кислород: 7 = 7 и калий: 2 = 2. Все уравнено.
Метод электронно-ионный (метод полуреакций)
H₂S + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + S + K₂SO₄ + H₂O
Полуреакция восстановления:
Cr₂O₇²⁻ + e⁻ = 2 Cr³⁺
Оксид-ионы "связываем" ионами водорода в воду:
Cr₂O₇²⁻ + e⁻ + 14 H⁺ = 2 Cr³⁺ + 7 H₂O
Число полученных электронов вычисляется так, чтобы суммарные заряды слева и справа были одинаковы (в данном случае +6):
Cr₂O₇²⁻ + 6 e⁻ + 14 H⁺ = 2 Cr³⁺ + 7 H₂O
Полуреакция окисления.
H₂S - e⁻ = S + 2 H⁺
Уравниваем заряды (т.е. определяем число отданных электронов):
H₂S - 2 e⁻ = S + 2 H⁺
Записываем обе полуреакции друг под другом, как и в в методе электронного баланса. И также определяем коэффициенты и складываем обе полуреакции:
Cr₂O₇²⁻ + 6 e⁻ + 14 H⁺ = 2 Cr³⁺ + 7 H₂O | 1
H₂S - 2 e⁻ = S + 2 H⁺ | 3
Cr₂O₇²⁻ + 3 H₂S + 14 H⁺ = 2 Cr³⁺ + 3 S + 7 H₂O + 6 H⁺
Сокращаем подобные члены (ионы водорода):
Cr₂O₇²⁻ + 3 H₂S + 8 H⁺ = 2 Cr³⁺ + 3 S + 7 H₂O
Дополняем катионы и анионы соответствующими анионами и катионами для электрической нейтральности молекул с учетом индексов в молекулах:
K₂Cr₂O₇ + 3 H₂S + 4 H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3 S + 7 H₂O
Уравниваем ионы, не изменившие степени окисления и формы нахождения в растворе (в данном случае ионы калия и сульфат-ионы)
K₂Cr₂O₇ + 3 H₂S + 4 H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3 S + K₂SO₄ + 7 H₂O
Сравниваем с предыдущим методом:
3 H₂S + K₂Cr₂O₇ + 4 H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + 3 S + K₂SO₄ + 7 H₂O (тот же самый результат, если отвлечься от порядка следования слагаемых)