Решение ОВР: FeCl3 + H2S = S + FeCl2 + HCl

Хорошо, давайте решим эти окислительно-восстановительные реакции (ОВР). 1. \[ \text{FeCl}_3 + \text{H}_2\text{S} = \text{S}\downarrow + \text{FeCl}_2 + \text{HCl} \] * Окислитель: \( \text{Fe}^{3+} \) (в \( \text{FeCl}_3 \)) принимает электрон, восстанавливается до \( \text{Fe}^{2+} \) (в \( \text{FeCl}_2 \)). * Восстановитель: \( \text{S}^{2-} \) (в \( \text{H}_2\text{S} \)) отдает электроны, окисляется до \( \text{S}^0 \) (в \( \text{S}\downarrow \)). * Уравнение электронного баланса: * \( \text{Fe}^{3+} + 1\text{e}^- \rightarrow \text{Fe}^{2+} \) * \( \text{S}^{2-} - 2\text{e}^- \rightarrow \text{S}^0 \) * Коэффициенты: \( 2\text{Fe}^{3+} \) и \( 1\text{S}^{2-} \). * Расставляем коэффициенты в уравнении: \[ 2\text{FeCl}_3 + \text{H}_2\text{S} = \text{S}\downarrow + 2\text{FeCl}_2 + 2\text{HCl} \] 2. \[ \text{FeCl}_3 + \text{Na}_2\text{S} = \text{S}\downarrow + \text{FeCl}_2 + \text{NaCl} \] * Окислитель: \( \text{Fe}^{3+} \) (в \( \text{FeCl}_3 \)) принимает электрон, восстанавливается до \( \text{Fe}^{2+} \) (в \( \text{FeCl}_2 \)). * Восстановитель: \( \text{S}^{2-} \) (в \( \text{Na}_2\text{S} \)) отдает электроны, окисляется до \( \text{S}^0 \) (в \( \text{S}\downarrow \)). * Уравнение электронного баланса: * \( \text{Fe}^{3+} + 1\text{e}^- \rightarrow \text{Fe}^{2+} \) * \( \text{S}^{2-} - 2\text{e}^- \rightarrow \text{S}^0 \) * Коэффициенты: \( 2\text{Fe}^{3+} \) и \( 1\text{S}^{2-} \). * Расставляем коэффициенты в уравнении: \[ 2\text{FeCl}_3 + \text{Na}_2\text{S} = \text{S}\downarrow + 2\text{FeCl}_2 + 2\text{NaCl} \] 3. \[ \text{или } \text{FeCl}_3 + \text{Na}_2\text{S} = \text{S}\downarrow + \text{FeS} + \text{NaCl} \] * В этом случае, часть \( \text{Fe}^{3+} \) восстанавливается до \( \text{Fe}^{2+} \) и образует нерастворимый сульфид железа(II). * Окислитель: \( \text{Fe}^{3+} \) (в \( \text{FeCl}_3 \)) принимает электрон, восстанавливается до \( \text{Fe}^{2+} \) (в \( \text{FeS} \)). * Восстановитель: \( \text{S}^{2-} \) (в \( \text{Na}_2\text{S} \)) отдает электроны, окисляется до \( \text{S}^0 \) (в \( \text{S}\downarrow \)). * Уравнение электронного баланса: * \( \text{Fe}^{3+} + 1\text{e}^- \rightarrow \text{Fe}^{2+} \) * \( \text{S}^{2-} - 2\text{e}^- \rightarrow \text{S}^0 \) * Коэффициенты: \( 2\text{Fe}^{3+} \) и \( 1\text{S}^{2-} \). * Расставляем коэффициенты в уравнении: \[ 2\text{FeCl}_3 + 3\text{Na}_2\text{S} = \text{S}\downarrow + 2\text{FeS}\downarrow + 6\text{NaCl} \] (Здесь нужно учесть, что часть сульфид-ионов идет на образование \( \text{FeS} \), а часть на окисление до серы. Поэтому коэффициенты будут другими.) Давайте пересчитаем: * \( \text{Fe}^{3+} + 1\text{e}^- \rightarrow \text{Fe}^{2+} \) (для \( \text{FeS} \)) * \( \text{S}^{2-} - 2\text{e}^- \rightarrow \text{S}^0 \) (для \( \text{S}\downarrow \)) * Чтобы уравнять электроны, нужно 2 атома \( \text{Fe}^{3+} \) и 1 ион \( \text{S}^{2-} \). * Но у нас еще есть \( \text{FeS} \), где \( \text{Fe} \) тоже \( +2 \). * Рассмотрим, что \( \text{Fe}^{3+} \) восстанавливается до \( \text{Fe}^{2+} \). * Пусть \( x \) моль \( \text{FeCl}_3 \) восстанавливается до \( \text{FeS} \), и \( y \) моль \( \text{FeCl}_3 \) восстанавливается до \( \text{FeCl}_2 \) (если бы был такой вариант). * В данном случае, все \( \text{Fe}^{3+} \) восстанавливается до \( \text{Fe}^{2+} \), но часть серы окисляется, а часть остается в степени окисления \( -2 \). * Пусть \( \text{FeCl}_3 \) - окислитель, \( \text{Na}_2\text{S} \) - восстановитель. * \( \text{Fe}^{3+} + 1\text{e}^- \rightarrow \text{Fe}^{2+} \) * \( \text{S}^{2-} - 2\text{e}^- \rightarrow \text{S}^0 \) * Для реакции: \( 2\text{FeCl}_3 + 3\text{Na}_2\text{S} = 2\text{FeS}\downarrow + \text{S}\downarrow + 6\text{NaCl} \) * Здесь 2 атома \( \text{Fe}^{3+} \) принимают по 1 электрону, всего 2 электрона. * 1 атом \( \text{S}^{2-} \) отдает 2 электрона. * Остальные 2 атома \( \text{S}^{2-} \) идут на образование \( \text{FeS} \). * Баланс по \( \text{Fe} \): 2 слева, 2 справа. * Баланс по \( \text{S} \): 3 слева, 2 в \( \text{FeS} \) и 1 в \( \text{S} \), всего 3 справа. * Баланс по \( \text{Na} \): 6 слева, 6 справа. * Баланс по \( \text{Cl} \): 6 слева, 6 справа. * Это уравнение верно. 4. \[ \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{H}_2\text{S} = \text{S}\downarrow + \text{FeSO}_4 + \text{H}_2\text{SO}_4 \] * Окислитель: \( \text{Fe}^{3+} \) (в \( \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 \)) принимает электрон, восстанавливается до \( \text{Fe}^{2+} \) (в \( \text{FeSO}_4 \)). * Восстановитель: \( \text{S}^{2-} \) (в \( \text{H}_2\text{S} \)) отдает электроны, окисляется до \( \text{S}^0 \) (в \( \text{S}\downarrow \)). * Уравнение электронного баланса: * \( \text{Fe}^{3+} + 1\text{e}^- \rightarrow \text{Fe}^{2+} \) * \( \text{S}^{2-} - 2\text{e}^- \rightarrow \text{S}^0 \) * Коэффициенты: \( 2\text{Fe}^{3+} \) и \( 1\text{S}^{2-} \). * Расставляем коэффициенты в уравнении: \[ \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{H}_2\text{S} = \text{S}\downarrow + 2\text{FeSO}_4 + \text{H}_2\text{SO}_4 \] 5. \[ \text{Fe}(\text{OH})_3 + \text{HI} = \text{FeI}_2 + \text{I}_2\downarrow + \text{H}_2\text{O} \] * Окислитель: \( \text{Fe}^{3+} \) (в \( \text{Fe}(\text{OH})_3 \)) принимает электрон, восстанавливается до \( \text{Fe}^{2+} \) (в \( \text{FeI}_2 \)). * Восстановитель: \( \text{I}^- \) (в \( \text{HI} \)) отдает электроны, окисляется до \( \text{I}_2^0 \) (в \( \text{I}_2\downarrow \)). * Уравнение электронного баланса: * \( \text{Fe}^{3+} + 1\text{e}^- \rightarrow \text{Fe}^{2+} \) * \( 2\text{I}^- - 2\text{e}^- \rightarrow \text{I}_2^0 \) * Коэффициенты: \( 2\text{Fe}^{3+} \) и \( 1\text{I}_2^0 \) (т.е. 2 \( \text{I}^- \)). * Расставляем коэффициенты в уравнении: \[ 2\text{Fe}(\text{OH})_3 + 8\text{HI} = 2\text{FeI}_2 + \text{I}_2\downarrow + 6\text{H}_2\text{O} \] (Здесь 2 атома \( \text{Fe} \) восстанавливаются, для этого нужно 2 электрона. Эти 2 электрона отдают 2 иона \( \text{I}^- \), образуя 1 молекулу \( \text{I}_2 \). Остальные ионы \( \text{I}^- \) идут на образование \( \text{FeI}_2 \) и \( \text{H}_2\text{O} \).) Давайте проверим: * \( \text{Fe}: 2 \) слева, \( 2 \) справа. * \( \text{O}: 2 \times 3 = 6 \) слева, \( 6 \) справа. * \( \text{H}: 2 \times 3 + 8 = 14 \) слева, \( 6 \times 2 = 12 \) в \( \text{H}_2\text{O} \) и \( 0 \) в \( \text{FeI}_2 \) и \( \text{I}_2 \). Не сходится. * Пересчитаем \( \text{HI} \). Для \( 2\text{FeI}_2 \) нужно \( 4\text{I}^- \). Для \( \text{I}_2 \) нужно \( 2\text{I}^- \). Всего \( 6\text{I}^- \). * Значит, \( 6\text{HI} \). * \( 2\text{Fe}(\text{OH})_3 + 6\text{HI} = 2\text{FeI}_2 + \text{I}_2\downarrow + 6\text{H}_2\text{O} \) * Проверим \( \text{H} \): \( 2 \times 3 + 6 = 12 \) слева. \( 6 \times 2 = 12 \) справа. Теперь сходится. 6. \[ \text{Fe}_2\text{O}_3 + \text{HI} = \text{FeI}_2 + \text{I}_2\downarrow + \text{H}_2\text{O} \] * Окислитель: \( \text{Fe}^{3+} \) (в \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \)) принимает электрон, восстанавливается до \( \text{Fe}^{2+} \) (в \( \text{FeI}_2 \)). * Восстановитель: \( \text{I}^- \) (в \( \text{HI} \)) отдает электроны, окисляется до \( \text{I}_2^0 \) (в \( \text{I}_2\downarrow \)). * Уравнение электронного баланса: * \( \text{Fe}^{3+} + 1\text{e}^- \rightarrow \text{Fe}^{2+} \) * \( 2\text{I}^- - 2\text{e}^- \rightarrow \text{I}_2^0 \) * Коэффициенты: \( 2\text{Fe}^{3+} \) и \( 1\text{I}_2^0 \) (т.е. 2 \( \text{I}^- \)). * Расставляем коэффициенты в уравнении: \[ \text{Fe}_2\text{O}_3 + 8\text{HI} = 2\text{FeI}_2 + \text{I}_2\downarrow + 4\text{H}_2\text{O} \] * Проверим: * \( \text{Fe}: 2 \) слева, \( 2 \) справа. * \( \text{O}: 3 \) слева, \( 4 \) справа. Не сходится. * Давайте пересчитаем \( \text{H}_2\text{O} \). * Для \( 2\text{FeI}_2 \) нужно \( 4\text{I}^- \). Для \( \text{I}_2 \) нужно \( 2\text{I}^- \). Всего \( 6\text{I}^- \). * Значит, \( 6\text{HI} \). * \( \text{Fe}_2\text{O}_3 + 6\text{HI} = 2\text{FeI}_2 + \text{I}_2\downarrow + 3\text{H}_2\text{O} \) * Проверим: * \( \text{Fe}: 2 \) слева, \( 2 \) справа. * \( \text{O}: 3 \) слева, \( 3 \) справа. * \( \text{H}: 6 \) слева, \( 6 \) справа. * \( \text{I}: 6 \) слева, \( 4 + 2 = 6 \) справа. Теперь сходится. 7. \[ \text{FeCl}_3 + \text{HI} = \text{FeCl}_2 + \text{I}_2\downarrow + \text{HCl} \] * Окислитель: \( \text{Fe}^{3+} \) (в \( \text{FeCl}_3 \)) принимает электрон, восстанавливается до \( \text{Fe}^{2+} \) (в \( \text{FeCl}_2 \)). * Восстановитель: \( \text{I}^- \) (в \( \text{HI} \)) отдает электроны, окисляется до \( \text{I}_2^0 \) (в \( \text{I}_2\downarrow \)). * Уравнение электронного баланса: * \( \text{Fe}^{3+} + 1\text{e}^- \rightarrow \text{Fe}^{2+} \) * \( 2\text{I}^- - 2\text{e}^- \rightarrow \text{I}_2^0 \) * Коэффициенты: \( 2\text{Fe}^{3+} \) и \( 1\text{I}_2^0 \) (т.е. 2 \( \text{I}^- \)). * Расставляем коэффициенты в уравнении: \[ 2\text{FeCl}_3 + 2\text{HI} = 2\text{FeCl}_2 + \text{I}_2\downarrow + 2\text{HCl} \] 8. \[ \text{FeCl}_3 + \text{KI} = \text{FeCl}_2 + \text{I}_2\downarrow + \text{KCl} \] * Окислитель: \( \text{Fe}^{3+} \) (в \( \text{FeCl}_3 \)) принимает электрон, восстанавливается до \( \text{Fe}^{2+} \) (в \( \text{FeCl}_2 \)). * Восстановитель: \( \text{I}^- \) (в \( \text{KI} \)) отдает электроны, окисляется до \( \text{I}_2^0 \) (в \( \text{I}_2\downarrow \)). * Урав