Решение: Окислитель и восстановитель
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:
азотная кислота, гидроксид алюминия, сульфид меди(II), фосфин, гидроксид бария, гидросульфат калия. Допустимо использование водных растворов веществ.
Используя перечень веществ из материала, выберите окислитель и восстановитель, реакция между которыми в соответствующей среде приводит к образованию бесцветного раствора. В качестве среды можно использовать воду или вещество из перечня. Запишите уравнение одной возможной окислительно-восстановительной реакции с участием выбранных веществ, составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.
Решение по шагам
4 шагаВыбираем азотную кислоту как окислитель и фосфин как восстановитель. Реакция протекает в кислой среде, которую создаёт азотная кислота. Образующаяся фосфорная кислота находится в растворе, а оксид азота(II) бесцветен.
Определяем изменения степеней окисления: фосфор в фосфине окисляется от −3 до +5, азот в нитрат-ионе восстанавливается от +5 до +2.
$$\mathrm{P^{-3} - 8e^- \rightarrow P^{+5}};\quad \mathrm{N^{+5} + 3e^- \rightarrow N^{+2}}$$Уравниваем число отданных и принятых электронов: первую полуреакцию умножаем на 3, вторую — на 8. Поэтому перед фосфином ставим коэффициент 3, а перед азотной кислотой и оксидом азота(II) — коэффициент 8.
$$3\mathrm{PH_3} + 8\mathrm{HNO_3} \rightarrow 3\mathrm{H_3PO_4} + 8\mathrm{NO} + 4\mathrm{H_2O}$$Проверяем атомный баланс: число атомов всех элементов в левой и правой частях уравнения совпадает.
$$3\mathrm{P},\ 8\mathrm{N},\ 24\mathrm{O},\ 17\mathrm{H}$$Окислитель — азотная кислота $\mathrm{HNO_3}$, восстановитель — фосфин $\mathrm{PH_3}$. Уравнение: $3\mathrm{PH_3} + 8\mathrm{HNO_3} \rightarrow 3\mathrm{H_3PO_4} + 8\mathrm{NO} + 4\mathrm{H_2O}$. Электронный баланс: $\mathrm{P^{-3} - 8e^- \rightarrow P^{+5}}$; $\mathrm{N^{+5} + 3e^- \rightarrow N^{+2}}$; после уравнивания электронов — 24 электрона.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Неверно указывают фосфин как окислитель, хотя фосфор в нём повышает степень окисления.
Не учитывают, что при восстановлении нитрат-иона до оксида азота(II) азот получает 3 электрона.
Нарушают баланс атомов водорода и кислорода при расстановке коэффициентов.
Записывают азот как продукт реакции вместо оксида азота(II).