Решение: Окислительно-восстановительная реакция с газом
Документ к заданиюИнструкция к заданиям 29 и 30 по химии
Прочитайте текст и выполните задания.
Для выполнения заданий 29 и 30 используйте следующий перечень веществ:
пероксид водорода, иодид калия, перманганат калия, гидроксид калия, серная кислота, гидрокарбонат кальция. Допустимо использование водных растворов веществ.
Используя предложенный перечень веществ, выберите вещества, окислительно-восстановительная реакция между которыми сопровождается выделением газа, а в растворе образуется две соли. Запишите уравнение только одной из возможных реакций с участием выбранных веществ, составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.
Решение по шагам
4 шагаВыбираем перманганат калия, пероксид водорода и серную кислоту. В кислой среде перманганат-ион восстанавливается до ионов марганца(II), а пероксид водорода окисляется с выделением кислорода.
$$2\mathrm{KMnO_4}+5\mathrm{H_2O_2}+3\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow 2\mathrm{MnSO_4}+\mathrm{K_2SO_4}+5\mathrm{O_2}\uparrow+8\mathrm{H_2O}$$Определяем изменения степеней окисления: марганец восстанавливается с $+7$ до $+2$, а кислород в пероксиде водорода окисляется с $-1$ до $0$.
$$\mathrm{Mn^{+7}+5e^-\rightarrow Mn^{+2}};\quad \mathrm{2O^{-1}-2e^- ightarrow O_2^0}$$Уравниваем число отданных и принятых электронов: для двух атомов марганца требуется 10 электронов, поэтому окисляются пять молекул пероксида водорода.
$$2\mathrm{Mn^{+7}}+10e^-\rightarrow 2\mathrm{Mn^{+2}};\quad 10\mathrm{O^{-1}}-10e^- ightarrow 5\mathrm{O_2^0}$$Проверяем состав солей: в растворе образуются сульфат марганца(II) и сульфат калия, то есть две соли. Газообразный продукт реакции — кислород.
$$2\mathrm{MnSO_4}+\mathrm{K_2SO_4}$$Окислитель — $\mathrm{KMnO_4}$, восстановитель — $\mathrm{H_2O_2}$; уравнение: $2\mathrm{KMnO_4}+5\mathrm{H_2O_2}+3\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow 2\mathrm{MnSO_4}+\mathrm{K_2SO_4}+5\mathrm{O_2}\uparrow+8\mathrm{H_2O}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Записывают реакцию перманганата с пероксидом без указания кислой среды.
Неверно определяют пероксид водорода как окислитель; в данной реакции он является восстановителем.
Не учитывают, что в растворе должны образоваться именно две соли.
Нарушают баланс атомов кислорода или водорода.