Решение: Электронный баланс реакции железа
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{Fe + O_2 + KOH \rightarrow K_2FeO_4 + H_2O}$. Запишите формулы вещества или частицы окислителя и восстановителя. Укажите, какое из этих веществ или частиц является окислителем, а какое — восстановителем.
Решение по шагам
5 шаговОпределяем степени окисления элементов. В простом веществе железо имеет степень окисления $0$, в $\mathrm{K_2FeO_4}$ железо имеет степень окисления $+6$. Кислород изменяет степень окисления с $0$ до $-2$.
$$\mathrm{Fe^0 \rightarrow Fe^{+6} + 6e^-}$$Кислород принимает электроны. Две атома кислорода в молекуле $\mathrm{O_2}$ принимают четыре электрона.
$$\mathrm{O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}}$$Уравниваем число отданных и принятых электронов: наименьшее общее кратное равно $12$. Поэтому берём два атома железа и три молекулы кислорода.
$$\mathrm{2Fe^0 - 12e^- \rightarrow 2Fe^{+6};\quad 3O_2^0 + 12e^- \rightarrow 6O^{-2}}$$Для образования двух формульных единиц $\mathrm{K_2FeO_4}$ требуется четыре иона калия, поэтому перед $\mathrm{KOH}$ ставим коэффициент $4$. Четыре атома водорода образуют две молекулы воды.
$$\mathrm{2Fe + 3O_2 + 4KOH \rightarrow 2K_2FeO_4 + 2H_2O}$$Железо отдаёт электроны и является восстановителем. Кислород принимает электроны и является окислителем.
$$\mathrm{Fe^0 - 6e^- \rightarrow Fe^{+6};\quad O_2^0 + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}}$$$\mathrm{2Fe + 3O_2 + 4KOH \rightarrow 2K_2FeO_4 + 2H_2O}$; окислитель — $\mathrm{O_2}$, восстановитель — $\mathrm{Fe}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не учитывать, что молекула $\mathrm{O_2}$ принимает четыре электрона, а не два.
Неверно определить степень окисления железа в $\mathrm{K_2FeO_4}$: она равна $+6$.
Перепутать окислитель и восстановитель: окислитель принимает электроны, а восстановитель отдаёт их.