1. Strona główna
  2. Zadania maturalne z chemii
  3. Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)

Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 74.

Kategoria: Bilans elektronowy Typ: Napisz równanie reakcji

Do probówki z wodnym roztworem dichromianu(VI) potasu dodano wodny roztwór kwasu siarkowego(VI) i wodny roztwór siarczanu(IV) potasu. Doświadczenie zilustrowano rysunkiem:

Reakcja przebiegła zgodnie ze schematem:

Cr2O2−7 + SO2−3 + H+ → Cr3+ + SO2−4 + H2O

a)Napisz w formie jonowej, z uwzględnieniem oddanych lub pobranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równania procesów utleniania i redukcji oraz uzupełnij współczynniki stechiometryczne w schemacie równania reakcji w formie jonowej.
b)Napisz równanie opisanej reakcji w formie cząsteczkowej.

Rozwiązanie

Uwagi od BiologHelp:
W treści wprowadzającej poprawiono błąd występujący w oryginalnym zbiorze CKE - zastąpiono "siarczanu(IV) sodu" wyrażeniem "siarczanu(IV) potasu" aby tekst był zgodny z dołączonym schematem.

a)
(0-1)

Równanie procesu utleniania:
SO2−3 + H2O → SO2−4 + 2H+ + 2e− / · 3

Równanie procesu redukcji:
Cr2O2−7 + 14H+ + 6e− → 2Cr3+ + 7H2O

Równanie reakcji w formie jonowej:
Cr2O2−7 + 3SO2−3 + 8H+ → 2Cr3+ + 3SO2−4 + 4H2O

b)
(0-1)

K2Cr2O7 + 3K2SO3 + 4H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 4H2O

Wskazówki

a)
Na początku oblicz stopnie utlenienia pierwiastków chemicznych w jonach i cząsteczce, a następnie wyszukaj utleniacz i reduktor. Zauważ, że stopień utlenienia siarki wzrasta z +IV do +VI, a więc siarka w jonie SO2−3 jest reduktorem i utlenia się. Natomiast chrom w jonie Cr2O2−7 redukuje się ze stopnia utlenienia +VI do +III, a więc jest utleniaczem. Następnie zapisz równania procesów utleniania i redukcji.

Równanie procesu utleniania:
SO2−3 + H2O → SO2−4 + 2H+ + 2e−

Równanie procesu redukcji:
Cr2O2−7 + 14H+ + 6e− → 2Cr3+ + 7H2O

Dobierz najmniejsze liczby, przez które należy pomnożyć równania, aby liczby elektronów w obu równaniach były równe. Najmniejszą wspólną wielokrotnością jest liczba 6, tak więc równanie procesu utleniania należy pomnożyć przez 3:

Równanie procesu utleniania:
3SO2−3 + 3H2O → 3SO2−4 + 6H+ + 6e−

Równanie procesu redukcji:
Cr2O2−7 + 14H+ + 6e− → 2Cr3+ + 7H2O

Wpisz otrzymane współczynniki do równania reakcji:
Cr2O2−7 + 3SO2−3 + 3H2O + 14 H + → 2 Cr 3+ + 3SO2−4 + 7H2O + 6H+

Zauważ, że po lewej i prawej stronie równania występują cząsteczki H2O i jony H+. Należy zredukować ich liczbę, a więc równanie przyjmuje postać:
Cr2O2−7 + 3SO2−3 + 8H+ → 2Cr3+ + 3SO2−4 + 4H2O

b)
Na wstępie zauważ, że substratami w opisanej reakcji są: K2Cr2O7, K2SO3 i H2SO4. Po analizie równania procesu utleniania i procesu redukcji stwierdzamy, że produktami muszą być: Cr2(SO4)3, K2SO4 i H2O.
Wzory wszystkich reagentów zapisz po obu stronach równania: K2Cr2O7 + K2SO3 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

Wpisz współczynniki otrzymane w zapisie jonowym (podpunkt a) zadania): K2Cr2O7 + 3K2SO3 + 4H2SO4 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 4H2O

Wyrównaj po prawej stronie liczbę atomów, które nie zmieniły swojego stopnia utlenienia (K, S, O – K2SO4):
K2Cr2O7 + 3K2SO3 + 4H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 4H2O