Составьте электронные схемы процессов окисления и восстановления в указанной реакции. Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu Подпишите степени окисления над всеми химическими элементами.

Решение:

Для составления электронных схем процессов окисления и восстановления необходимо определить степени окисления всех элементов в исходных веществах и продуктах реакции.

1. Определение степеней окисления:

• В Fe: Степень окисления равна 0 (простое вещество).
• В CuSO₄:
  • Кислород (O) имеет степень окисления -2.
  • Сера (S) в сульфат-ионе (SO₄^2-) имеет степень окисления +6.
  • Сумма степеней окисления в сульфат-ионе равна -2: \( x + 4(-2) = -2 \rightarrow x = +6 \).
  • Медь (Cu) имеет степень окисления +2, так как сульфат-ион имеет заряд -2: \( y + (+6) + 4(-2) = 0 \rightarrow y + 6 - 8 = 0 \rightarrow y = +2 \).
• В FeSO₄:
  • Кислород (O) имеет степень окисления -2.
  • Сера (S) имеет степень окисления +6 (аналогично CuSO₄).
  • Железо (Fe) имеет степень окисления +2: \( z + (+6) + 4(-2) = 0 \rightarrow z + 6 - 8 = 0 \rightarrow z = +2 \).
• В Cu: Степень окисления равна 0 (простое вещество).

Степени окисления над элементами:

 0    +2  +6  -2       +2  +6  -2      0

 Fe + Cu S O₄ → Fe S O₄ + Cu

2. Определение окислительно-восстановительной реакции:

Реакция является окислительно-восстановительной, так как степень окисления у некоторых элементов изменяется:

• Железо (Fe) изменяет степень окисления с 0 до +2 (окисление).
• Медь (Cu) изменяет степень окисления с +2 до 0 (восстановление).

3. Электронные схемы:

• Процесс окисления (Fe): Железо отдает электроны и повышает свою степень окисления.

 Fe0 → Fe+2 + 2e- (окислитель)

• Процесс восстановления (Cu): Ионы меди принимают электроны и понижают свою степень окисления.

 Cu+2 + 2e- → Cu0 (восстановитель)

4. Составление общего уравнения реакции:

Сумма отданных и принятых электронов равна (2e^-), поэтому коэффициенты перед Fe и Cu в уравнении реакции равны 1.

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Ответ:

Степени окисления:

0 +2 +6 -2 +2 +6 -2 0

Fe + Cu S O₄ → Fe S O₄ + Cu

Электронные схемы:

Окисление: Fe⁰ → Fe⁺² + 2e^-

Восстановление: Cu⁺² + 2e^- → Cu⁰