Решение: Окислительно-восстановительная реакция в кислоте
Документ к заданиюПеречень веществ для выполнения заданий по химии
Прочитайте текст и выполните задания.
Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:
бром, нитрат бария, сульфат аммония, концентрированная соляная кислота, перманганат калия. Допустимо использование водных растворов веществ.
Используя перечень веществ из общего 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
5 шаговВыбираем перманганат калия и концентрированную соляную кислоту. В кислой среде перманганат-ион является окислителем, а хлорид-ионы соляной кислоты могут окисляться до молекулярного хлора.
$$\mathrm{MnO_4^- + Cl^- + H^+}$$Определяем изменения степеней окисления: марганец восстанавливается с $+7$ до $+2$, а хлор окисляется с $-1$ до $0$.
$$\mathrm{Mn^{+7} + 5e^- \rightarrow Mn^{+2};\quad 2Cl^{-1} - 2e^- \rightarrow Cl_2^0}$$Уравниваем число отданных и принятых электронов: первое полуреакционное превращение умножаем на 2, второе — на 5.
$$\mathrm{2Mn^{+7} + 10e^- \rightarrow 2Mn^{+2};\quad 10Cl^{-1} - 10e^- \rightarrow 5Cl_2^0}$$Составляем молекулярное уравнение реакции с учётом образования хлорида калия, хлорида марганца(II) и воды.
$$\mathrm{2KMnO_4 + 16HCl \rightarrow 2KCl + 2MnCl_2 + 5Cl_2 + 8H_2O}$$Окислителем является перманганат калия $\mathrm{KMnO_4}$, поскольку марганец принимает электроны. Восстановителем является хлороводород $\mathrm{HCl}$, точнее хлорид-ионы, отдающие электроны.
Реакция: $\mathrm{2KMnO_4 + 16HCl \rightarrow 2KCl + 2MnCl_2 + 5Cl_2 + 8H_2O}$. Баланс: $\mathrm{Mn^{+7} + 5e^- \rightarrow Mn^{+2}}$; $\mathrm{2Cl^{-1} - 2e^- \rightarrow Cl_2^0}$; после уравнивания — 2 и 5. Окислитель — $\mathrm{KMnO_4}$, восстановитель — $\mathrm{HCl}$, точнее $\mathrm{Cl^-}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Неверно указывают соляную кислоту как окислитель, хотя хлорид-ионы в реакции отдают электроны.
Не учитывают, что при восстановлении марганца в кислой среде образуется $\mathrm{Mn^{2+}}$.
Нарушают коэффициенты в уравнении и не уравнивают число отданных и принятых электронов.
Записывают реакцию перманганата с соляной кислотой без указания электронного баланса.