Решение: Окисление аммиака перманганатом
Документ к заданиюМатериал к заданиям 29 и 30 по химии
Прочитайте текст и выполните задания.
Для выполнения заданий 29 и 30 используйте следующий перечень веществ:
карбонат натрия, сульфит бария, перманганат калия, серная кислота, гидроксид железа(III), аммиак. Допустимо использование водных растворов веществ.
Используя перечень веществ из общего материала к заданиям 29 и 30, выберите два вещества, окислительно-восстановительная реакция между которыми протекает с образованием простого вещества, оксида и раствора щёлочи. Запишите уравнение одной из возможных реакций, составьте электронный баланс и укажите окислитель и восстановитель.
Решение по шагам
5 шаговВыбираем перманганат калия и аммиак. В реакции перманганат-ион восстанавливается до оксида марганца(IV), а азот в аммиаке окисляется до простого вещества — азота.
$$\mathrm{Mn^{+7}\rightarrow Mn^{+4}},\qquad \mathrm{N^{-3}\rightarrow N^0}$$Записываем процессы окисления и восстановления в щелочной среде.
$$2\mathrm{NH_3}+6\mathrm{OH^-}\rightarrow\mathrm{N_2}+6\mathrm{H_2O}+6e^-;\quad \mathrm{MnO_4^-}+2\mathrm{H_2O}+3e^-\rightarrow\mathrm{MnO_2}+4\mathrm{OH^-}$$Умножаем уравнение восстановления на 2, складываем полуреакции и сокращаем одинаковые частицы.
$$2\mathrm{NH_3}+2\mathrm{MnO_4^-}\rightarrow\mathrm{N_2}+2\mathrm{MnO_2}+2\mathrm{OH^-}+2\mathrm{H_2O}$$Переходим к молекулярному уравнению: ионы калия образуют раствор гидроксида калия.
$$2\mathrm{KMnO_4}+2\mathrm{NH_3}\rightarrow\mathrm{N_2}+2\mathrm{MnO_2}+2\mathrm{KOH}+2\mathrm{H_2O}$$Азот в аммиаке отдаёт электроны, поэтому аммиак является восстановителем. Перманганат-ион принимает электроны, поэтому перманганат калия является окислителем.
Окислитель — $\mathrm{KMnO_4}$, восстановитель — $\mathrm{NH_3}$; $2\mathrm{KMnO_4}+2\mathrm{NH_3}\rightarrow\mathrm{N_2}+2\mathrm{MnO_2}+2\mathrm{KOH}+2\mathrm{H_2O}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Указывают аммиак окислителем, хотя азот в нём повышает степень окисления от $-3$ до $0$.
Записывают восстановление перманганата до $\mathrm{Mn^{2+}}$, хотя в щелочной среде образуется $\mathrm{MnO_2}$.
Не уравнивают количество отданных и принятых электронов.
Забывают указать образование $\mathrm{KOH}$ и воды в молекулярном уравнении.