Решение: Окислительно-восстановительная реакция в растворе
Документ к заданиюИнструкция к заданиям по химии
Прочитайте текст и выполните задания.
Для выполнения заданий 29 и 30 используйте следующий перечень веществ:
сульфит бария, гидроксид натрия, перманганат натрия, серная кислота, нитрит натрия, гидрокарбонат магния. Допустимо использование водных растворов веществ.
Используя предложенный перечень веществ, выберите вещества, окислительно-восстановительная реакция между которыми приводит к образованию бесцветного раствора. Выделения осадка в ходе этой реакции не наблюдается. Запишите уравнение одной из возможных реакций с участием выбранных веществ, составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.
Решение по шагам
5 шаговВыбираем перманганат натрия, нитрит натрия и серную кислоту. В кислой среде фиолетовый перманганат восстанавливается до практически бесцветных ионов $\mathrm{Mn^{2+}}$, а нитрит окисляется до нитрата. Раствор остаётся бесцветным, осадок не образуется.
Определяем изменения степеней окисления: марганец восстанавливается от $+7$ до $+2$, а азот окисляется от $+3$ до $+5$.
$$\mathrm{Mn^{+7} + 5e^- \rightarrow Mn^{+2}};\quad \mathrm{N^{+3} - 2e^- \rightarrow N^{+5}}$$Уравниваем число отданных и принятых электронов: первую полуреакцию умножаем на 2, вторую — на 5.
$$\mathrm{2Mn^{+7} + 10e^- \rightarrow 2Mn^{+2}};\quad \mathrm{5N^{+3} - 10e^- \rightarrow 5N^{+5}}$$Составляем молекулярное уравнение реакции в кислой среде и проверяем баланс атомов и зарядов.
$$\mathrm{2NaMnO_4 + 5NaNO_2 + 3H_2SO_4 \rightarrow 2MnSO_4 + 5NaNO_3 + Na_2SO_4 + 3H_2O}$$Перманганат-ион принимает электроны, поэтому перманганат натрия является окислителем. Нитрит-ион отдаёт электроны, поэтому нитрит натрия является восстановителем.
\mathrm{2NaMnO_4 + 5NaNO_2 + 3H_2SO_4 \rightarrow 2MnSO_4 + 5NaNO_3 + Na_2SO_4 + 3H_2O};\ \mathrm{Mn^{+7} + 5e^- \rightarrow Mn^{+2}},\ \mathrm{N^{+3} - 2e^- \rightarrow N^{+5}}.\ Окислитель\ — \mathrm{NaMnO_4},\ восстановитель\ — \mathrm{NaNO_2}.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не учитывать кислую среду и записывать восстановление перманганата до диоксида марганца или манганата.
Неверно определять степень окисления азота в нитрите и нитрате.
Указывать нитрит натрия окислителем вместо восстановителя.
Не уравнивать коэффициенты перед водой и серной кислотой.