Решение: Окислительно-восстановительная реакция
Документ к заданиюМатериал к заданиям 30 и 31 по химии
Прочитайте текст и выполните задания.
Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:
концентрированная соляная кислота, оксид углерода(IV), перманганат калия, фосфат калия, нитрат железа(III). Допустимо использование водных растворов солей.
Используя предложенный перечень веществ, выберите вещества, между которыми возможна окислительно-восстановительная реакция. Запишите уравнение только одной из возможных окислительно-восстановительных реакций. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.
Для выбора веществ используйте перечень из общего материала к заданию.
Решение по шагам
5 шаговВыбираем перманганат калия и концентрированную соляную кислоту. В кислой среде перманганат-ион восстанавливается, а хлорид-ионы окисляются.
Определяем изменения степеней окисления марганца и хлора: марганец восстанавливается с $+7$ до $+2$, хлор окисляется с $-1$ до $0$.
$$\mathrm{Mn^{+7} + 5e^- \rightarrow Mn^{+2}};\quad \mathrm{2Cl^- - 2e^- \rightarrow Cl_2}$$Уравниваем число принятых и отданных электронов: первую полуреакцию умножаем на 2, вторую — на 5.
$$\mathrm{2Mn^{+7} + 10e^- \rightarrow 2Mn^{+2}};\quad \mathrm{10Cl^- - 10e^- \rightarrow 5Cl_2}$$Составляем молекулярное уравнение реакции.
$$\mathrm{2KMnO_4 + 16HCl \rightarrow 2KCl + 2MnCl_2 + 5Cl_2 + 8H_2O}$$Перманганат калия, содержащий ионы $\mathrm{MnO_4^-}$, принимает электроны и является окислителем. Хлорид-ионы из соляной кислоты отдают электроны и являются восстановителем.
$\mathrm{2KMnO_4 + 16HCl \rightarrow 2KCl + 2MnCl_2 + 5Cl_2 + 8H_2O}$; электронный баланс: $\mathrm{Mn^{+7} + 5e^- \rightarrow Mn^{+2}}$ — $\times 2$, $\mathrm{2Cl^- - 2e^- \rightarrow Cl_2}$ — $\times 5$. Окислитель — $\mathrm{KMnO_4}$, восстановитель — $\mathrm{HCl}$ (ионы $\mathrm{Cl^-}$).
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не указывают кислую среду и используют неверные продукты восстановления перманганата.
Записывают хлор как отдельные атомы вместо молекулы $\mathrm{Cl_2}$.
Путают окислитель и восстановитель.
Не уравнивают количество отданных и принятых электронов.