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MnO4- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O
Fe2+ → Fe3+ + e-

この二つの半反応式で、電子を消去して化学反応式を出そうと思ったのですが、答えが
2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + 8H2O
に、どうやってもならないのですが、どうすればいいのでしょう?

A 回答 (1件)

この問題で難しいのはH2SO4の量です。

つまり、酸化還元とは関係のないところ、すなわち、半反応式とは関係のないところで考える必要があります。

反応式を書く上で、この反応を硫酸酸性にする意味は、KMnO4に含まれているK+をK2SO4にすることと、最終的に生じるMn2+をMnSO4にすることと、Fe2+がFe3+になることによって不足するSO4^2-を補うことです。

したがって、半反応式を完成させた後に、KMnO4とFeSO4に由来する K+やSO4^2-を式に組み込み、足りない分のSO4^2-をH2SO4として「適当に」補えば良いことになります。その数が「8」になるということです。
そのH2SO4のH+は水になり、SO4^2-はMnSO4、K2SO4あるいはFe2(SO4)3の不足分として使われます。
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中性・塩基性条件での過マンガン酸カリウムと硫酸鉄(II)の化学反応式を半反応式から考えていたのですが,右辺に置いて,二酸化マンガンができるとすると,硫酸鉄(III)の硫酸イオンの数が合いませんでした.それともFe(OH)SO4という物質ができるのでしょうか.

正しい化学反応式の書き方を教えてください.

Aベストアンサー

現実には#1のお答え通りなのですが、架空の完全溶解系を考えても、Fe(OH)SO4を考える必要はありません。
そもそも、水溶液中にあるイオンを「イオン性物質」と考えるのは不自然です。
KMnO4 + 3e^- → K^+ + MnO2 + 2O^2-
ですから、対応する硫酸鉄の方は
FeSO4 → Fe^3+ + SO4^2- + e^-
合わせると
KMnO4 + 3FeSO4 → 3Fe^3+ + 3SO4^2- + K^+ + MnO2 + 2O^2-
これはこのままで構いません。
O^2-を2OH^-に換えたければそれでも構いません、そのほうが落ち着きは良いでしょう。

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Aベストアンサー

#1です。

>MnO4(-)+8H(+)+5Fe(2+)→Mn(2+)+4H2O+5Fe(3+) です(あってますか)
あと、硫酸酸性の条件です。

反応材料は硫酸鉄FeSO4、過マンガン酸カリウムKMnO4、硫酸H2SO4です。

イオン反応式には存在しても変化しないイオンは現れません。反応式の左辺にあるイオンの相手がそれです。

MnO4ーの相手の K+
8H+の相手の 4SO42-
5Fe2+の相手の 5SO42-
これだけを両辺に足してみて下さい。

右辺には正の金属イオン、負の硫酸イオンが存在します。正と負を組み合わせると化合物が見えてきます。

右辺に来る-イオンの電荷が偶数ですのでK+と5Fe3+の奇数とうまく合いません。全体を2倍しておきます。

左辺だけ書いておきますから右辺を作ってみて下さい。

2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4

Q硫酸酸性の過マンガン酸カリウムと硫酸鉄(Ⅱ)の化学反応式がわかりません。 KMnO4+5FeSo4+

硫酸酸性の過マンガン酸カリウムと硫酸鉄(Ⅱ)の化学反応式がわかりません。
KMnO4+5FeSo4+4H2SO4←左辺はわかりましたが右辺がよくわかりません。
Mn2++5Fe3++4H2OにどのようにしてK+と9SO4-をつけるのですか?
分かる人お願いします。

Aベストアンサー

>Mn2++5Fe3++4H2OにどのようにしてK+と9SO4-をつけるのですか?
一つずつ処理(陽イオンと陰イオンを組み合わせて、それらしい化合物を作る)しかありませんね。
陰イオンは「硫酸イオン」しかありませんから、種類の多い陽イオンに順に化合物を作成しましょう。
修正:SO4- → SO4^2-
・Mn^2+:SO4^2-
・5(Fe^3+):15/2(SO4^2-)
・K+:1/2(SO4^2-)
これでめでたく9個の「SO4^2-」を処理できました。
しかし、問題が・・・
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Q酸化還元反応なんですが・・・

過酸化水素とヨウ化カリウムの反応で色が変化しました。
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Aベストアンサー

過酸化水素(H2O2)とヨウ化カリウム(KI)だけの反応だったら、
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過マンガン酸カリウムとの反応(硫酸酸性)は、
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Aベストアンサー

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Aベストアンサー

硫酸ナトリウムは、脱水容量が大きいけれど、脱水速度が遅いとされています。

これまでの経験では、乾燥は一昼夜とか、昼休み中、あるいは乾燥中、器具の洗い物をするとかで、時間は掛けてました。少なくとも(加える量にもよりますが)、30分から1時間は掛けたら安心ですね。

ついでに他の乾燥剤の特徴も書いておきます。

CaCl2:アルコール、ケトン、アミン、フェノールは不可
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終点は確認しませんね!

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タイトルの通りなのですが、塩化アンモニウムと塩酸は反応しますか?

反応するのであれば反応式を教えていただきたく思います。。

Aベストアンサー

#2です。

丁寧に考えておられますね。
私にも理由はよく分かりません。
塩化アンモニウムは水によく溶ける無色の物質です。
アンモニアを加えて白く濁ったというときの白色沈殿が塩化アンモニウムであるということは考えにくいです。
そうすると銀の化合物だということになります。
でも塩酸を入れて白濁が消えるという反応に思い当たるものがありません。濃い塩酸ではいくらかAgCl2^(-)という錯体も出来るようですが白濁が消えるというほどのものではないだろうと思います。

銀鏡反応の実験では硝酸銀水溶液にアンモニア水を加えます。一度生じた褐色の沈殿が再び溶けるまでアンモニア水を加えると実験書には書かれています。褐色の沈殿は酸化銀です。
ところが時々、褐色にならずに白く濁ることがあります。
作り置きのアンモニア水でよく起こります。
これに該当するのかなと思いますが確かかどうかは分かりません。
私も何度か経験しましたがこの白い物質が何かは確めていません。アンモニア水を作り直してやり直しただけです。

どなたか詳しい人がおられるといいのですが。

#2です。

丁寧に考えておられますね。
私にも理由はよく分かりません。
塩化アンモニウムは水によく溶ける無色の物質です。
アンモニアを加えて白く濁ったというときの白色沈殿が塩化アンモニウムであるということは考えにくいです。
そうすると銀の化合物だということになります。
でも塩酸を入れて白濁が消えるという反応に思い当たるものがありません。濃い塩酸ではいくらかAgCl2^(-)という錯体も出来るようですが白濁が消えるというほどのものではないだろうと思います。

銀鏡反応の実験で...続きを読む

Q鉄イオンになぜFe2+とFe3+があるの?

イオンに価数の違うものがあるという現象が理解できません・・・。

例えば、水素イオンだったらH+しかありませんよね。電子を一つ外に出した方が安定だから。

でも、鉄イオンにFe2+とFe3+があるじゃないですか!!

じゃあ、このイオンたちは外に電子を二つだしても、三つだしても安定なのでしょうか。変です。安定状態は一つじゃないんですか。あの最外核電子が希ガスと同じになると安定。

仮に安定状態にかかわらずイオンになれるんだとすれば、Fe+~Fe10+とかいくらでもありそうな気がするのです。でも、鉄の場合はFe2+とFe3+くらいしか聞かないですし、水素の場合のH2+も聞きません。どうしてでしょう(-_-;

Aベストアンサー

イオン化エネルギー(単位はkJ/mol)

H  1312

Na 495  4562  6911
Mg 737  1476  7732

K  419  3051  4410
Ca 589  1145  4910

He  2373  5259
Ne  2080  3952
Ar  1520  2665 

1.不活性元素(希ガス)の電子配置から先に行くのは難しいのが分かります。
  Na^2+は存在しないだろうというのはエネルギー的な判断として可能です。

2.Ca^2+を実現するために必要なエネルギーはNa^+を実現するために必要なエネルギーよりも2倍以上大きいです。でもCa^2+は安定に存在します。これはイオン化エネルギーの大きさだけでは判断できない事です。
CaOとNaClは結晶構造が同じです。融点を比べると結合の強さの違いが分かります。
NaCl 801℃   CaO  2572℃

CaOの方が格段に結合が強いことが分かります。
結合が強いというのを安定な構造ができていると考えてもいいはずです。
NaClは(+)、(-)の間の引力です。CaOは(2+)、(2-)の間の引力です。これで4倍の違いが出てきます。イオン間距離も問題になります。Ca^+には最外殻のs軌道に電子が1つ残っていますからCa^2+よりも大きいです。荷電数が大きくてサイズの小さいイオンができる方が静電エネルギーでの安定化には有利なのです。
Fe(OH)2よりもFe(OH)3の方が溶解度が格段に小さいというのも2+、3+という電荷の大きさの違いが効いてきています。サイズも小さくなっています。

イオンは単独では存在しません。必ず対のイオンと共に存在しています。
水和されていると書いておられる回答もありますが対のイオンの存在によって安定化されるというのが先です。
水溶液の中であっても正イオンだけとか負イオンだけとかでは存在できません。水和された正イオンと水和された陰イオンとが同数あります。水和された負イオンの周りは水和された正イオンが取り囲んでいます。液体の中にありますからかなり乱れた構造になっていますが正負のイオンが同数あって互いに反対符号のイオンの周りに分布しているという特徴は維持されています。

3.d軌道に電子が不完全に入っている元素を遷移元素と呼んでいます。
  「遷移」というのは性質がダラダラと変わるということから来た言葉です。普通は族番号が変われば性質が大きく変わります。周期表で横にある元素とは性質が異なるが縦に並んでいる元素とは性質が似ているというのが元素を「周期表の形にまとめてみよう」という考えの出発点でした。だから3属から11族を1つにまとめて考えるという事も出てくるのです。
 性質が似ているというのは電子の配置に理由があるはずです。電子は最外殻のsに先に入って後からdに入ります。エネルギーの逆転が起こっていますが違いは小さいものです。まず外の枠組み(s軌道)が決まっている、違いは内部(d軌道)の電子の入り方だけだというところからダラダラ性質が変わるというのが出てきます。M^2+のイオンがすべて存在するというのもここから出てきます。11族の元素に1+が出てくるのは内部のd軌道を満杯にしてs軌道電子が1つになるというからのことでしょう。これは#7に書かれています。でもそれがなぜ言えるのかはさらに別の理由が必要でしょう。
 s軌道の電子が飛び出してイオンができたとすると残るのはd軌道の電子です。イオンのサイズがあまり変わらないというのはここから出てきます。
 イオンの価数の種類が1つではないというのも遷移元素の特徴です。エネルギーにあまり大きな違いのないところでの電子の出入りだという捉え方でもかまわないと思います。イオン単独で考えているのではなくてイオンが置かれている環境の中で考えています。イオン化エネルギーの大小だけではありません。
 色が付いている化合物が多いというのもエネルギー的にあまり大きな違いのない電子配置がいくつか存在する、そのエネルギー状態は周囲の環境によって割合と簡単に変化するという事を表しています。普通なら電子遷移は紫外線の領域です。可視光の領域に吸収が出るのですから差の小さいエネルギー準位があるという事です。この色が周りに何があるかによって変化するというのも、変動しやすいエネルギー順位があるという証拠になるのではないでしょうか。酸化銅、硫酸銅、塩化銅、硝酸銅、結晶の色は異なります。水和された銅イオン、アンモニアが配意した銅イオンもはっきりとした色の違いがあります。

4.今考えているイオンの電荷は実電荷です。酸化数は実電荷に対応しているとは限りません。
 単原子イオンの酸化数はイオンの価数そのままですが、単原子イオンではない、分子中の原子、または多原子イオンの中の原子の酸化数は形式的に電荷を割り振ったものです。イオンでないものであってもイオンであるかのように見なしているのです。「Cr^(6+)」が存在するなんて書かれると「????」となってしまいます。Cr2O3の融点が2436℃、CrO3の融点が196℃であるという数字から考えるとCrO3はイオン性ではありません。無水クロム酸とも言われていますがCrO4^2-の中の結合と同じであろうと考えられます。
 CO2はC^(4+)1つとO^(2-)2つが結合したものと教えている中学校があるように聞いていますが困ったことです。「硫酸の中の硫黄の原子価は6+である」と書いてある危険物のテキストもあります。酸化数と原子価の混同はかなり広く見られることのようです。Cr^6+ という表現はそれと同列のことですから堂々と回答に書かれては困ることです。

イオン化エネルギー(単位はkJ/mol)

H  1312

Na 495  4562  6911
Mg 737  1476  7732

K  419  3051  4410
Ca 589  1145  4910

He  2373  5259
Ne  2080  3952
Ar  1520  2665 

1.不活性元素(希ガス)の電子配置から先に行くのは難しいのが分かります。
  Na^2+は存在しないだろうというのはエネルギー的な判断として可能です。

2.Ca^2+を実現するために必要...続きを読む

Q【化学】過マンガン酸カリウム水溶液で滴定する対象

化学の勉強をしていてよくわからない問題にぶつかりました。

過マンガン酸カリウム水溶液を標準溶液に用いて、
モル濃度を決めることができるものを2つ選びなさい、という問題です。

選択肢は5つあって、
正解は以下の二つです。
(1).硫酸鉄(II)水溶液中のFe2+(数字と+は上付添字です)
(2).過酸化水素水中のH2O2(数字は下付添字です)

決められない物は下の三つです。
(3).硫酸鉄(III)水溶液中のFe3+(数字と+は上付添字)
(4).水酸化ナトリウム水溶液中のOH-(-は上付添字)
(5).硫酸銅(II)水溶液中のSO4(下付添字)2-(上付添字)

この問題を解くにあたって、どのような理解が必要でしょうか?
暗記が必要なのか、理屈で解けるのかがわかりません。

過マンガン酸カリウム水溶液は酸化剤なので
還元剤の(1)を酸化するのはわかりますし、
(2)が還元剤として作用することもあるから、これもわかります。
同じ酸化剤の(5)を酸化できない事もわかります。

ですが、(3)と(4)についてはなぜ使用できないのかわかりません。
どなたかご回答いただけないでしょうか。

化学の勉強をしていてよくわからない問題にぶつかりました。

過マンガン酸カリウム水溶液を標準溶液に用いて、
モル濃度を決めることができるものを2つ選びなさい、という問題です。

選択肢は5つあって、
正解は以下の二つです。
(1).硫酸鉄(II)水溶液中のFe2+(数字と+は上付添字です)
(2).過酸化水素水中のH2O2(数字は下付添字です)

決められない物は下の三つです。
(3).硫酸鉄(III)水溶液中のFe3+(数字と+は上付添字)
(4).水酸化ナトリウム水溶液中のOH-(-は上付添字)
(5).硫酸銅(II)水...続きを読む

Aベストアンサー

>高校の課程では、これらを全て理解しておくべきでしょうか?

あなたしだいですね。
私は中学の時に親父から渡されたライナス・ポーリング先生の「一般化学」を必要なんだと思い込み、書き写すぐらいして覚えちゃった人で、結局東大の理学部化学を出て研究者になりました。
東大・京大・東工大へ行くのじゃなきゃ疑問を持たずにただ覚えておくだけで良いでしょう。
逆に言えば上記の様ないわゆる難関校を化学選択で受けるなら今から大学の一般教養の化学を理解しておく必要があります。


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