Решение: Окислительно-восстановительная реакция марганца
Документ к заданиюИнструкция к заданиям по химии
Прочитайте текст и выполните задания.
Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:
концентрированная соляная кислота, оксид фосфора(V), оксид марганца(IV), фторид аммония, нитрат кальция. Допустимо использование водных растворов солей.
Используя перечень веществ из материала, выберите вещества, между которыми возможна окислительно-восстановительная реакция. Запишите уравнение только одной возможной реакции, составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.
Решение по шагам
4 шагаИз перечня выбираем оксид марганца(IV) и концентрированную соляную кислоту. В реакции хлорид-ионы соляной кислоты окисляются до молекулярного хлора, а марганец восстанавливается с степени окисления $+4$ до $+2$.
$$\mathrm{MnO_2 + HCl(conc.) \rightarrow MnCl_2 + Cl_2 + H_2O}$$Составляем электронный баланс. Атом марганца принимает два электрона, а два хлорид-иона отдают два электрона.
$$\mathrm{Mn^{+4} + 2e^- \rightarrow Mn^{+2}};\quad \mathrm{2Cl^- - 2e^- \rightarrow Cl_2}$$Расставляем коэффициенты и проверяем число атомов и зарядов.
$$\mathrm{MnO_2 + 4HCl(conc.) \rightarrow MnCl_2 + Cl_2 + 2H_2O}$$Окислителем является вещество, принимающее электроны, — $\mathrm{MnO_2}$. Восстановителем является вещество, отдающее электроны, — $\mathrm{HCl}$, точнее ионы $\mathrm{Cl^-}$.
$\mathrm{MnO_2 + 4HCl(conc.) \rightarrow MnCl_2 + Cl_2 + 2H_2O}$; электронный баланс: $\mathrm{Mn^{+4} + 2e^- \rightarrow Mn^{+2}}$, $\mathrm{2Cl^- - 2e^- \rightarrow Cl_2}$; окислитель — $\mathrm{MnO_2}$, восстановитель — $\mathrm{HCl}$ или 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 учитывают, что для выделения хлора требуется концентрированная соляная кислота.
Неверно указывают окислителем соляную кислоту вместо оксида марганца(IV).
Записывают образование атомарного хлора вместо молекулы $\mathrm{Cl_2}$.
Не уравнивают количество электронов в электронном балансе.
Указывают восстановителем весь составной ион или вещество без уточнения роли ионов $\mathrm{Cl^-}$.