Решение: Окислительно-восстановительная реакция
Документ к заданиюПеречень веществ для выполнения заданий 30 и 31
Прочитайте текст и выполните задания.
Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:
хлорат калия, гидроксид натрия, сульфат алюминия, оксид хрома(
III
), оксид магния. Допустимо использование водных растворов веществ.
Используя перечень веществ из общего материала, выберите вещества, между которыми возможна окислительно-восстановительная реакция. Запишите уравнение только одной из возможных окислительно-восстановительных реакций, составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.
Решение по шагам
5 шаговВыбираем вещества $\mathrm{KClO_3}$, $\mathrm{Cr_2O_3}$ и $\mathrm{NaOH}$. В щелочной среде оксид хрома(III) может окисляться до хромата, а хлорат восстанавливаться до хлорида.
$$\mathrm{Cr_2O_3 + KClO_3 + NaOH \rightarrow Na_2CrO_4 + KCl + H_2O}$$Определяем изменения степеней окисления: хром повышает степень окисления с $+3$ до $+6$, а хлор понижает её с $+5$ до $-1$.
$$\mathrm{Cr^{+3} - 3e^- \rightarrow Cr^{+6}};\quad \mathrm{Cl^{+5} + 6e^- \rightarrow Cl^{-1}}$$Так как в $\mathrm{Cr_2O_3}$ содержатся два атома хрома, они отдают суммарно 6 электронов. Один атом хлора принимает 6 электронов, поэтому коэффициенты перед $\mathrm{Cr_2O_3}$ и $\mathrm{KClO_3}$ равны единице.
$$\mathrm{2Cr^{+3} - 6e^- \rightarrow 2Cr^{+6}};\quad \mathrm{Cl^{+5} + 6e^- \rightarrow Cl^{-1}}$$Уравниваем атомы и заряд в щелочной среде. Для образования двух молекул $\mathrm{Na_2CrO_4}$ требуется четыре молекулы $\mathrm{NaOH}$.
$$\mathrm{Cr_2O_3 + KClO_3 + 4NaOH \rightarrow 2Na_2CrO_4 + KCl + 2H_2O}$$Хлорат калия является окислителем, поскольку хлор в его составе принимает электроны. Оксид хрома(III) является восстановителем, поскольку хром отдаёт электроны.
$\mathrm{Cr_2O_3 + KClO_3 + 4NaOH \rightarrow 2Na_2CrO_4 + KCl + 2H_2O}$; электронный баланс: $\mathrm{2Cr^{+3} - 6e^- \rightarrow 2Cr^{+6}}$, $\mathrm{Cl^{+5} + 6e^- \rightarrow Cl^{-1}}$. Окислитель — $\mathrm{KClO_3}$, восстановитель — $\mathrm{Cr_2O_3}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не учитывают щелочную среду и не включают $\mathrm{NaOH}$ в уравнение.
Указывают хлорат калия восстановителем, хотя хлор в нём принимает электроны.
Ставят коэффициент 2 перед $\mathrm{KClO_3}$, не учитывая, что два атома хрома отдают суммарно 6 электронов.
Не проверяют равенство числа атомов кислорода и водорода.