Решение: Получение зелёного раствора
Документ к заданиюМатериал для заданий 30, 31 по химии
Прочитайте текст и выполните задания.
Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ: гидрокарбонат магния, гидроксид натрия, перманганат натрия, серная кислота, нитрит натрия, гидрокарбонат бария. Допустимо использование водных растворов веществ.
Используя перечень веществ из общего материала, выберите вещества, окислительно-восстановительная реакция между которыми приводит к образованию зелёного раствора. Выделение осадка в ходе реакции не наблюдается. Запишите уравнение одной из возможных реакций, составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.
Решение по шагам
6 шаговДля получения зелёного раствора реакцию проводят в щелочной среде. Перманганат-ион восстанавливается до манганат-иона $\mathrm{MnO_4^{2-}}$, который придаёт раствору зелёную окраску.
Выбираем перманганат натрия, нитрит натрия и гидроксид натрия. В ионном уравнении нитрит окисляется до нитрата:
$$\mathrm{NO_2^-}+2\mathrm{OH^-}\rightarrow\mathrm{NO_3^-}+\mathrm{H_2O}+2e^-$$Перманганат восстанавливается до манганата:
$$\mathrm{MnO_4^-}+e^-\rightarrow\mathrm{MnO_4^{2-}}$$Умножаем второе полуреакционное уравнение на 2 и складываем полуреакции:
$$2\mathrm{MnO_4^-}+\mathrm{NO_2^-}+2\mathrm{OH^-}\rightarrow2\mathrm{MnO_4^{2-}}+\mathrm{NO_3^-}+\mathrm{H_2O}$$Молекулярное уравнение реакции:
$$2\mathrm{NaMnO_4}+\mathrm{NaNO_2}+2\mathrm{NaOH}\rightarrow2\mathrm{Na_2MnO_4}+\mathrm{NaNO_3}+\mathrm{H_2O}$$Марганец в $\mathrm{MnO_4^-}$ понижает степень окисления с $+7$ до $+6$, поэтому перманганат натрия является окислителем. Азот в $\mathrm{NO_2^-}$ повышает степень окисления с $+3$ до $+5$, поэтому нитрит натрия является восстановителем.
Выбраны $\mathrm{NaMnO_4}$, $\mathrm{NaNO_2}$ и $\mathrm{NaOH}$. $2\mathrm{NaMnO_4}+\mathrm{NaNO_2}+2\mathrm{NaOH}\rightarrow2\mathrm{Na_2MnO_4}+\mathrm{NaNO_3}+\mathrm{H_2O}$. Окислитель — $\mathrm{NaMnO_4}$, восстановитель — $\mathrm{NaNO_2}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Проведение реакции в кислой среде, при котором образуется $\mathrm{Mn^{2+}}$, а не зелёный манганат.
Неверное указание нитрита натрия как окислителя.
Нарушение баланса электронов: один атом марганца принимает один электрон, а атом азота отдаёт два электрона.