酸化剤・還元剤のイオン反応式

(Cr2O7)2-のイオン反応式がわかりません

わからないのは、6e-を足すところです

教科書にもどうしてそうなるのか書いていませんでした

解説よろしくお願いします

化学式は画像の通りです
(d)です

No.4 ベストアンサー 回答者： htms42 回答日時： 2014/02/17 08:12

私も授業では＃１の回答と同じように教えていました。

原子の数の保存、電荷の保存というのは根拠のはっきりした原理です。
教科書によっては先に酸化数の変化を求めてから原子の数を合わせているものがありますが疑問です。
・その方法だと酸化数がわからないとイオン反応式を作ることができないということになります。
・酸化数の変化を先に求めてから電子の数を合わせるということは
　酸化数が原子の数の保存、電荷の保存よりも優位な考え方だということになってしまいます。
・「酸化数の変化＝移動する電子の数」としていいというのは証明が必要です。
　酸化数は酸化・還元の反応の場面だけに限って導入された（便宜的な）数字だからです。
　酸化数の考え方を使わなくてもイオン反応式を求めることができるということが「便宜的な」数字であるということを表していると考えてもいいでしょう。
・酸化数は「酸化数を使わずに求めた式」と矛盾が生じないように決められたものです。
　それが「酸化数の決め方の規則」です。酸化数を使わずに求めて式と酸化数の変化を先に求めてから作った式が同じになるというのは同じになるように決めたからです。

単原子イオンの価数が変化したときは電子の移動と対応させるのは簡単です。
でも分子、または共有結合を含むイオンの結合状態が変わったときに電子の移動と対応付けるのは簡単ではありません。「分子、またイオンをすべて単原子イオンの集まりとみなす」ということで結合状態の変化を表してみようというのが酸化数を考える出発点です。
これを便宜的なものとして十分に説明しておかなくてはいけないと思います。
「酸化数を求める規則」というものが出て来ますから原理的なものだと思ってしまう生徒が出てきます。やっとここまで来たという段階の化学結合の理解がぐらついてしまうということが起こってしまうのです。
「便宜的なもの」だから規則が必要なのです。「原理的なもの」ではありません。
（応用分野の教科書やテキストでは酸化数とイオンの価数が混同されている例が多いです。中核校で硫酸の中の硫黄は６価の正イオンであると習ったと言っている生徒がかなりいます。）

「酸化数を導入することの意義の一つは酸・塩基反応と酸化・還元反応を分離することができることである」と書いてある本があります。

No.3 回答者： Saturn5 回答日時： 2014/02/16 18:48

典型元素の酸化数はＨ２Ｏ２のような特殊な物質でない限りほぼ決まっています。

遷移元素は電子のエネルギー準位が接近して、酸化数が変化しやすいのです。

さて、左辺の（Ｃｒ２Ｏ７）２－のＣｒの酸化数はいくつでしょうか？
Ｏが－２で、全体が－２で、Ｃｒは２つあるから＋６ですね。
左辺のＣｒ３＋の酸化数は＋３です。
ですから、Ｃｒの酸化数は＋６から＋３に変化していることになります。
よって、Ｃｒ原子１個では電子を３個取得しますが、イオン反応式中には
Ｃｒ原子が２個あるので、全体では６個の電子を取得します。

No.2 回答者： gohtraw 回答日時： 2014/02/16 18:34

添付の反応式でいうと、左辺にある酸素（CrO7（２－）に含まれる）はすべて水になります。

よって右辺のH2Oの係数は７です。

水が７個出来るためには、左辺のH+は１４個必要です。

ここまでで反応式を書いてみると（電子の個数をＸとします）

CrO7（２－）　＋　１４H+　＋　X＊ｅ－　→　２Ｃｒ（３＋）　+　７Ｈ２Ｏ

ここで左右の電荷を見てみると、
左：－２＋１４－Ｘ＝１２－Ｘ
右：＋６

左右の電荷は等しくないといけないので
１２－Ｘ＝６
Ｘ＝６

No.1 回答者： takkochan 回答日時： 2014/02/16 18:32

大学教授です。

私は以下のように学生に教えています。（下付、上付き文字が表記できないので（　）で上付き文字をあらわします。

Cr2O7(2-) →　2Cr(3+）とまず書きます。

酸素の数は、水で合わせます。

Cr2O7(2-) →　2Cr(3+）+　７H2O

水素の数はH(+)であわせます。

Cr2O7(2-) +　14H(+)　→　2Cr(3+）+　７H2O
左辺が合計12+、右辺が6+なので左辺に電子6個を足して、電荷をそろえます。

Cr2O7(2-) +　14H(+)　6e(-)→　2Cr(3+）+　７H2O