Решение: Окисление катиона железа
Документ к заданиюФрагмент задания по химии
Прочитайте текст и выполните задания.
Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ: ацетат бария, нитрит магния, сульфат железа(
II
), хромат калия, гидроксид меди(
II
), серная кислота. Допустимо использование водных растворов веществ.
Используя предложенный перечень веществ из общего материала, выберите вещества, между которыми протекает окислительно-восстановительная реакция, в ходе которой окислению подвергается катион металла и выделяется газ. Запишите уравнение только одной из возможных окислительно-восстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.
Решение по шагам
5 шаговВыбираем сульфат железа(II), нитрит магния и серную кислоту. В кислой среде ионы $\mathrm{Fe^{2+}}$ окисляются до $\mathrm{Fe^{3+}}$, а нитрит-ионы восстанавливаются с образованием газа $\mathrm{NO}$.
Составляем электронный баланс: железо отдаёт электроны, азот в нитрит-ионе принимает электроны.
$$\mathrm{Fe^{2+}}-e^-\rightarrow\mathrm{Fe^{3+}}\quad (2)\\\mathrm{N^{+3}}+e^-\rightarrow\mathrm{N^{+2}}\quad (2)$$Записываем сокращённое ионное уравнение реакции.
$$2\mathrm{Fe^{2+}}+\mathrm{NO_2^-}+2\mathrm{H^+}\rightarrow2\mathrm{Fe^{3+}}+\mathrm{NO}\uparrow+\mathrm{H_2O}$$Переходим к молекулярному уравнению с использованием выбранных веществ.
$$2\mathrm{FeSO_4}+\mathrm{Mg(NO_2)_2}+2\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow\mathrm{Fe_2(SO_4)_3}+\mathrm{MgSO_4}+2\mathrm{NO}\uparrow+2\mathrm{H_2O}$$Восстановитель — $\mathrm{FeSO_4}$, поскольку ион $\mathrm{Fe^{2+}}$ отдаёт электроны. Окислитель — $\mathrm{Mg(NO_2)_2}$, поскольку нитрит-ион принимает электроны.
2FeSO₄ + Mg(NO₂)₂ + 2H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + MgSO₄ + 2NO↑ + 2H₂O; баланс: Fe²⁺ − e⁻ → Fe³⁺ (×2), N⁺³ + e⁻ → N⁺² (×2); окислитель — Mg(NO₂)₂, восстановитель — FeSO₄.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Указывают нитрит-ион как восстановитель, хотя он принимает электроны.
Не учитывают кислую среду и не добавляют серную кислоту.
Неправильно определяют степень окисления азота в $\mathrm{NO_2^-}$ и $\mathrm{NO}$.
Нарушают коэффициенты в электронном балансе или не указывают выделение газа $\mathrm{NO}$.