Решение: Окислительно-восстановительная реакция
Документ к заданиюПеречень веществ для выполнения заданий 29 и 30 по химии
Прочитайте текст и выполните задания.
Для выполнения заданий 29 и 30 используйте следующий перечень веществ:
бромоводород, фосфин, гидрофосфат калия, бромид бария, карбонат меди(II), перманганат калия. Допустимо использование водных растворов веществ.
Используя предложенный перечень веществ из общего материала, выберите вещества, окислительно-восстановительная реакция между которыми протекает с образованием осадка бурого цвета и двух солей одной и той же кислоты. Запишите уравнение только одной из возможных окислительно-восстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.
Решение по шагам
5 шаговВыбираем бромоводород $\mathrm{HBr}$, фосфин $\mathrm{PH_3}$ и перманганат калия $\mathrm{KMnO_4}$. В результате образуется бурый осадок $\mathrm{MnO_2}$, а также две соли одной кислоты — $\mathrm{KBr}$ и $\mathrm{MnBr_2}$, являющиеся солями бромоводородной кислоты.
Записываем уравнение одной возможной реакции.
$$8\mathrm{KMnO_4}+4\mathrm{PH_3}+16\mathrm{HBr}\rightarrow4\mathrm{MnO_2}+4\mathrm{MnBr_2}+8\mathrm{KBr}+4\mathrm{H_3PO_4}+8\mathrm{H_2O}$$Определяем изменения степеней окисления: фосфор окисляется от $-3$ до $+5$, марганец восстанавливается от $+7$ до $+4$ и $+2$.
$$\mathrm{P^{-3}}-8e^-\rightarrow\mathrm{P^{+5}};\quad 4\mathrm{Mn^{+7}}+3e^-\rightarrow4\mathrm{Mn^{+4}};\quad 4\mathrm{Mn^{+7}}+5e^-\rightarrow4\mathrm{Mn^{+2}}$$Суммарно четыре атома фосфора отдают 32 электрона. Четыре атома марганца принимают 12 электронов, ещё четыре атома марганца принимают 20 электронов; всего принято 32 электрона.
$$4\cdot8=4\cdot3+4\cdot5=32$$Фосфин $\mathrm{PH_3}$ является восстановителем, так как фосфор в нём повышает степень окисления. Перманганат калия $\mathrm{KMnO_4}$ является окислителем, так как марганец понижает степень окисления.
Выбраны $\mathrm{HBr}$, $\mathrm{PH_3}$ и $\mathrm{KMnO_4}$. $8\mathrm{KMnO_4}+4\mathrm{PH_3}+16\mathrm{HBr}\rightarrow4\mathrm{MnO_2}+4\mathrm{MnBr_2}+8\mathrm{KBr}+4\mathrm{H_3PO_4}+8\mathrm{H_2O}$. Окислитель — $\mathrm{KMnO_4}$, 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
Не указывают, что $\mathrm{MnO_2}$ является бурым осадком.
Считают соли $\mathrm{KBr}$ и $\mathrm{MnBr_2}$ солями разных кислот.
Не учитывают восстановление части марганца до степени окисления $+2$.
Неправильно определяют окислитель и восстановитель.