理科の質問教室（mixi版）コミュの※本館※酸化還元の反応式

名前：ミルコ日付：2月22日(水) 8時24分
問1　
過マンガン酸カリウム（KMnO4）および二クロム酸カリウム（K2Cr2O7）は硫酸性の溶液中では酸化剤として作用する。その場合、マンガンの酸化数は+7から+2になり、クロムは+6から+3になる。Fe=56,K=39,Mn=55,Cr=52,S=32とする。
（1）１gのFeSo4を酸化するのに必要なKMnO4は何gか。
（2）KMnO4は同じ質量のK2Cr2O7に比べて何倍のFeSO4を酸化することができるか。

問2
硫酸酸性のシュウ酸水溶液に二クロム酸カリウム水溶液を加えると次式のように反応する。
K2Cr2O7+H2SO4+3(COOH)2→K2SO4+Cr2(SO4)3+7H2O+CO2
0.15mol/lのシュウ酸水溶液20mlを酸化するには0.10mol/ｌの二クロム酸カリウムを何ml加えればよいか。

あと、疑問なんですけど半反応式を書くときにＨの数を調節するときなぜＨ+を用いるのですか。

解らないので解き方教えてください。

コメント(6)

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[1] mixiユーザー 02月23日 08:09

名前：yamazaks 日付：2月22日(水) 13時11分
タイトル変更しました。
なお、全部答えてしまうと勉強にならないので、計算や文中の（　）は自分で考えてみましょう。
問１
鉄（II）イオンは酸化されて（電子を（　）個放出して）鉄（III）イオンになります。
過マンガン酸イオンの中のマンガンは電子を（　）個受け取って＋７から＋２に変わります。
マンガン原子1molで鉄原子（　）molを酸化できることになります。
逆に言えば、鉄原子1molを酸化するのに必要なマンガンは（　　）molです。
１ｇの硫酸鉄（II）はFeSO4の式量が
56+32+16×4=（　　　）より
1.0/152molですから、必要なマンガン原子は（　　　）molになります。
ここで、KMｎO4の式量は（　　　　）ですから、
（　　）ｇになります。

（２）質量をｗｇとおくと、K2Cr2O7の式量＝（　　　）
KMｎO4の式量＝（　　　　）より
物質量はそれぞれ
K2Cr2O7＝（　　　　　）
KMｎO4＝（　　　　　）
である。
K2Cr2O7のCrは＋６→＋３であり、
原子が2個あるので1分子あたり電子を（　　　　）個受け取る。
同様に
KMｎO4は（１）で見たとおり５個の電子を受け取る。
よって、酸化する事のできる硫酸鉄（II)の比は
　過マンガン酸カリウム：二クロム酸カリウム
＝KMｎO4の物質量×５：K2Cr2O7の物質量×６
となります。
この比を計算して求められます。

問2
化学反応式より、
K2Cr2O7と（COOH)2の物質量比は１：３です。
二クロム酸カリウムをｘｍｌ加えるとして

シュウ酸の物質量：二クロム酸の物質量＝３：１になるように計算します。
シュウ酸の物質量＝シュウ酸の濃度（mol/l）×シュウ酸の体積（l）
二クロム酸の物質量＝二クロム酸カリウムの濃度（mol/l）×体積x/1000<l)です。

最後の疑問ですが、理由は二つあると考えられます。
一つ目は、水素イオンは酸素原子などの非金属元素と非常に相性がよく、共有結合しやすいということです。
二つ目は、水素イオンは水溶液中でオキソニウムイオンとして安定に存在し、ｐHを調整することで容易にその量を調節することができるという点です。

[2] mixiユーザー 03月02日 10:13

名前：ミルコ日付：2月25日(土) 1時36分
（　）をうめていくと答えがうまく導けました。ありがとうぞざいました。
あと、銅と希硝酸の反応式を答えよ。と言う問題で
半反応式を書いて電子を消去して
2HNO3 + 6H+ +3Cu→2NO + 4H2O + 3Cu2+
まで行けたんですがそのあとが続きません。作り方教えてください。
softbank219027096058.bbtec.net (219.27.96.58)

[3] mixiユーザー 03月02日 10:14

名前：ミルコ日付：2月25日(土) 14時29分
『水酸化カリウム水溶液中のヨウ化カリウムと過酸化水素の反応』
2I- + H2O2 + 2H+ → I2 + 2H2O
この反応式の書き方も教えてください。一体、H+ってどこからやってきたのか
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[4] mixiユーザー 03月02日 10:14

名前：yamazaks 日付：2月26日(日) 10時43分
まず、希硝酸と銅の反応ですが、
かなりいいところまで行ってますよ。後、もう少しです。
2HNO3 + 6H+ +3Cu→2NO + 4H2O + 3Cu2+
までできたら、H+はHNO3から供給されるので、左辺のH+もHNO3にします。
右辺には同数のNO3-を加えて、硝酸銅（II)にして出来上がりです。

この反応も酸化還元反応ですので、それぞれの半反応式から考えます。
2I-→I2＋2e-
H2O2 + 2e- + 2H+→2H2O
これから、電子を消去すると得られます。
H+は硫酸などで酸性にしておいて、そこから供給されます。
star0058.seiryo-hs.jp (210.162.30.29)

[5] mixiユーザー 03月02日 10:14

名前：ミルコ日付：2月28日(火) 13時8分
だんだん反応式の書き方が解ってきました。
あと半反応式についてなんですけど、KMnO4,K2Cr2O7 の半反応式の書き始めはなぜMnO4-,Cr2O7 2-と言うふうにＫが省かれるのですか。そもそも、参考書には半反応式は電子を残した状態のものみたいに載っていたんですけど、本来の意味って何なんですか。

[6] mixiユーザー 03月02日 10:15

名前：yamazaks 日付：2月28日(火) 17時45分
それはよかったですね。私も、嬉しいです。

　半反応式でKが省かれる理由ですが、
原則的に反応式というのは「変化するもののみを書く」事になっています。
　過マンガン酸カリウムや、二クロム酸カリウムは水溶液中で実際には電離しているので、カリウムイオンは変化しません。
　ですから、イオン反応式では変化していないカリウムイオンは書かず、変化した過マンガン酸イオンや二クロム酸イオンだけを書きます。

　半反応式で電子が残っている理由ですが、酸化還元反応を考えるときに還元剤と酸化剤の間で何個の電子をやり取りするかによって、反応する割合が決まります。
　それで、酸化剤・還元剤それぞれについて電子を残した反応式を作って、電子がちょうど消えるように組み合わせてイオン反応式を作るようにします。
　　反応には必ず相手が必要ですから、半分だけの反応式という意味で半反応式と呼ばれています。
star0058.seiryo-hs.jp (210.162.30.29)

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