Методом электронно-ионного баланса подберите коэффициенты в уравнении реакции FeBr2 +H2SO4(конц)→Fe2(SO4)3+SO2+Br2+H2O Все коэффициенты должны быть минимально возможными натуральными числами. В ответе приведите сумму всех коэффициентов в сокращенном ионном уравнении (примите, что серная кислота диссоциирует полностью).
1. Начнем с расположения реактивов и продуктов реакции.
FeBr2 + H2SO4(конц) → Fe2(SO4)3 + SO2 + Br2 + H2O
2. Посмотрим на ионы и электроны, которые участвуют в реакции.
Fe2+ + 2Br- + H+ + SO42- → 2Fe3+ + 3SO42- + SO2 + Br2 + H2O
3. Теперь сравним количество ионов и электронов с обеих сторон реакции.
Со стороны реактивов:
- Железо: 1 ион Fe2+
- Бром: 2 иона Br-
- Водород: 1 ион H+
- Серный ангидрид: 1 ион SO42-
Со стороны продуктов:
- Железо: 2 иона Fe3+
- Бром: 2 иона Br2
- Вода: 1 ион H2O
- Серный ангидрид: 3 иона SO42-
- Диоксид серы: 1 ион SO2
- Ионы и электроны находятся в равновесии на обеих сторонах, поэтому число ионов и электронов должно быть одинаковым.
4. Теперь подберем коэффициенты для каждого компонента, чтобы сбалансировать количество ионов и электронов.
FeBr2 + H2SO4(конц) → Fe2(SO4)3 + SO2 + Br2 + H2O
Со стороны реактивов:
- Железо: 1 ион Fe2+
- Бром: 2 иона Br-
- Водород: 1 ион H+
- Серный ангидрид: 1 ион SO42-
Со стороны продуктов:
- Железо: 2 иона Fe3+
- Бром: 2 иона Br2
- Вода: 1 ион H2O
- Серный ангидрид: 3 иона SO42-
- Диоксид серы: 1 ион SO2
Для балансировки электронов, добавим электроны к реакционной стороне с меньшим количеством электронов. В данном случае это сторона продуктов.
На стороне продуктов имеем 12 электронов, так как 2Fe3+ (из Fe2(SO4)3) требуется 6 электронов для превращения в Fe2+.
Добавим 6 электронов к стороне реактивов, чтобы общее количество электронов стало 12.
Теперь пересчитаем ионы и электроны:
Со стороны реактивов:
- Железо: 1 ион Fe2+
- Бром: 2 иона Br-
- Водород: 1 ион H+
- Серный ангидрид: 1 ион SO42- + 6 электронов
Со стороны продуктов:
- Железо: 2 иона Fe3+
- Бром: 2 иона Br2
- Вода: 1 ион H2O
- Серный ангидрид: 3 иона SO42-
- Диоксид серы: 1 ион SO2
5. Теперь нам осталось сбалансировать количество ионов каждого элемента. Для этого установим коэффициенты перед ними.
FeBr2 + H2SO4(конц) → Fe2(SO4)3 + SO2 + Br2 + H2O
- Железо: 1 ион Fe2+ на реактивной стороне и 2 иона Fe3+ на продуктовой стороне. Добавим коэффициент 2 перед FeBr2, чтобы сбалансировать железо: 2FeBr2
- Бром: 2 иона Br- на реактивной стороне и 2 иона Br2 на продуктовой стороне. Добавим коэффициент 1 перед Br2, чтобы сбалансировать бром: 2FeBr2 + H2SO4(конц) → Fe2(SO4)3 + SO2 + Br2 + H2O
- Водород: 1 ион H+ на реактивной стороне и 1 ион H2O на продуктовой стороне. Коэффициент перед H2SO4 уже равен 1, значит, вода уже уравнена: 2FeBr2 + H2SO4(конц) → Fe2(SO4)3 + SO2 + Br2 + H2O
- Серный ангидрид: 1 ион SO42- на реактивной стороне и 1 ион SO2 на продуктовой стороне. Коэффициент перед H2SO4 уже равен 1, значит, серный ангидрид уже уравнен: 2FeBr2 + H2SO4(конц) → Fe2(SO4)3 + SO2 + Br2 + H2O
Теперь у нас получилось сбалансированное уравнение реакции:
2 FeBr2 + H2SO4(конц) → Fe2(SO4)3 + SO2 + Br2 + H2O
6. Наконец, найдем сумму всех коэффициентов в сокращенном ионном уравнении:
2 + 1 + 2 + 1 + 1 + 1 = 8
Сумма всех коэффициентов в сокращенном ионном уравнении равна 8.