Решение: Окислительно-восстановительная реакция фосфина
Документ к заданиюПеречень веществ для выполнения заданий 29 и 30
Прочитайте текст и выполните задания.
Для выполнения заданий 29 и 30 используйте следующий перечень веществ:
серная кислота, гидроксид хрома(
III
), сульфид меди(
II
), фосфин, гидроксид магния, сульфат лития. Допустимо использование водных растворов веществ.
Используя вещества из предложенного перечня, выберите такие вещества, окислительно-восстановительная реакция между которыми приводит к образованию бесцветного раствора кислоты. Запишите уравнение только одной из возможных окислительно-восстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.
Решение по шагам
4 шагаВыбираем фосфин и серную кислоту. Фосфор в $\mathrm{PH_3}$ имеет степень окисления $-3$ и окисляется до $+5$ в $\mathrm{H_3PO_4}$. Сера в $\mathrm{H_2SO_4}$ восстанавливается с $+6$ до $+4$ в $\mathrm{SO_2}$.
$$\mathrm{P^{-3} - 8e^- \rightarrow P^{+5}}$$Составляем электронный баланс: один атом фосфора отдаёт восемь электронов, а четыре атома серы принимают по два электрона.
$$\mathrm{P^{-3} - 8e^- \rightarrow P^{+5}};\quad \mathrm{4S^{+6} + 8e^- \rightarrow 4S^{+4}}$$Расставляем коэффициенты и проверяем число атомов и заряд. Получаем уравнение реакции.
$$\mathrm{PH_3 + 4H_2SO_4 \rightarrow H_3PO_4 + 4SO_2 + 4H_2O}$$Все образующиеся вещества находятся в бесцветной системе; раствор содержит кислоты, в частности фосфорную кислоту и избыток серной кислоты.
$\mathrm{PH_3 + 4H_2SO_4 \rightarrow H_3PO_4 + 4SO_2 + 4H_2O}$; электронный баланс: $\mathrm{P^{-3} - 8e^- \rightarrow P^{+5}}$, $\mathrm{4S^{+6} + 8e^- \rightarrow 4S^{+4}}$. Окислитель — $\mathrm{H_2SO_4}$, восстановитель — $\mathrm{PH_3}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Неверно определяют степень окисления фосфора в $\mathrm{PH_3}$.
Указывают серную кислоту как восстановитель, хотя сера в ней принимает электроны.
Не учитывают коэффициент 4 перед $\mathrm{H_2SO_4}$ и $\mathrm{SO_2}$.
Записывают реакцию без электронного баланса.