Question

tkhsre

なぜFe₂(SO₄)₃の係数が5/2と表せるのですか？教えてください。

169. 酸化還元反応式のつくり方 硫酸酸性の過マンガン酸カリウム KMnO4水溶液に,
硫酸鉄(ⅡI)水溶液を加えると, マンガン (ⅡI)イオン Mn²+ と鉄(ⅢII) イオン Fe3+ が生成
10
した。この反応について,次の各問いに答えよ。
bar
(1) 過マンガン酸イオンと鉄(ⅡI) イオンの変化を電子e を用いた反応式でそれぞれ
表せ。
02 H=64.
A
OH+H+OUO (I)
(2) 過マンガン酸イオンと鉄(II)イオンの反応を, イオン反応式で表せ。 (c)
02
(3) 過マンガン酸カリウムと硫酸鉄(ⅡI) の反応を, (2) で省略されているイオンを補っ
て化学反応式で表せ。

解答
(1) MnO4- +8H + +5e-
Fe2+ → Fe3+ +¯
(2) MnO4- +8H+ + 5Fe2+
(3) 2KMnO4+8H2SO4+ 10FeSO4
Mn²+ +4H2O
2+
→ Mn²+ + 5Fe3+ +4H2O
→
→
K2SO4+2MnSO4 + 5Fez (SO4)3 +8H2O
解説 酸化剤・還元剤の働きを示す式を書き, 酸化剤と還元剤の電子
の出入りの数が等しくなるように, 式を組み合わせてイオン反応式をつ
くる。これに,省略されているイオンを補い, 化学反応式を完成させる。
(1) 硫酸酸性水溶液中で、 過マンガン酸イオン MnO4- は電子を受け取
ってマンガン(II)イオン Mn²+ に変化する。
MnO4- → Mn²+
+7
+2
Mn の酸化数が +7 から +2 に 5 つ減少するので,左辺に 5e - を加える。
MnO4- +5e- → Mn²+
左辺の電荷の合計は -6,右辺は+2なので,両辺の電荷の合計が等し
くなるように, 左辺に 8H + を加える。
MnO4+8H++5e¯
Mn²+
水素原子の数を合わせるように,右辺に4H2Oを加える。
MnO4+8H+ +5e¯
Mn²+ +4H2O
...1
また, 鉄(II)イオンFe2+は電子を1つ失い, 鉄(ⅢI)イオンFe3+ になる。
Fe3+ +¯
Fe2+ -
...2
(2) ① +② ×5 から 電子e を消去すると、次のようになる。
MnO4- +8H+ + 5Fe²+
Mn²+ + 5Fe3+ +4H2O ... ③
(3) 硫酸H2SO4 の水溶液中での過マンガン酸カリウム KMnO4 と硫酸
鉄(ⅡI) FeSOの反応なので、 ③ 式の両辺に K + と 9SO2 を補うと､
K + + Mn²+ + 5Fe3+ +9SO²+4H2O
KMnO4 +4H2SO4 +5FeSO4
シースル
① 反応の前後で酸化数が
増加する場合は,右辺に
e-を加える。
② 酸化数は +2 から +3
に1つ増加している。
③SO²の数は,8H+
( 4H2SO4) から 4SO4²-,
5Fe²+ (5FeSO4) から
5SO² となるので、これ
らを足し合わせて
9SO²とする。

ここで,右辺において, 陽イオン K+, Mn²+, Fe3+ と陰イオン SO-か
らできる化合物は, それぞれ K2SO4, MnSO4, Fez (SO4)3 となるので, 右
辺は次のように示される。
5
右辺: 1/12K2SO4+MnSO4+1/Fez (SO4)3 +4H2O
両辺を2倍すると, 化学反応式が得られる。
2KMnO4 +8H2SO4 +10FeSO4
—
K2SO4+2MnSO4+5Fez (SO4)3 +8H2O