Решение: Окислительно-восстановительная реакция в щелочной среде
Документ к заданиюПеречень веществ для выполнения заданий 29 и 30
Прочитайте текст и выполните задания.
Для выполнения заданий 29 и 30 используйте следующий перечень веществ:
сульфит калия, сульфид аммония, перманганат калия, гидроксид натрия, гидросульфат натрия, нитрат бария. Допустимо использование водных растворов веществ.
Используя перечень веществ из общего материала к заданиям 29 и 30, выберите вещество-окислитель и вещество-восстановитель. Реакция между выбранными веществами в соответствующей среде должна протекать с образованием нерастворимого оксида, соли и щёлочи. Запишите уравнение одной возможной окислительно-восстановительной реакции, уравнения процессов окисления и восстановления, составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.
Решение по шагам
5 шаговВыбираем перманганат калия как окислитель, а сульфит калия — как восстановитель. Реакцию проводим в водной среде; образуются нерастворимый оксид $\mathrm{MnO_2}$, соль $\mathrm{K_2SO_4}$ и щёлочь $\mathrm{KOH}$.
Марганец в перманганат-ионе понижается в степени окисления с $+7$ до $+4$ и принимает три электрона.
$$\mathrm{MnO_4^- + 2H_2O + 3e^- \rightarrow MnO_2\downarrow + 4OH^-}$$Сера в сульфит-ионе повышает степень окисления с $+4$ до $+6$ и отдаёт два электрона.
$$\mathrm{SO_3^{2-} + 2OH^- \rightarrow SO_4^{2-} + H_2O + 2e^-}$$Уравниваем число электронов: первую полуреакцию умножаем на 2, вторую — на 3. Электронный баланс: два атома марганца принимают $6e^-$, три атома серы отдают $6e^-$.
$$\mathrm{2Mn^{+7} + 6e^- \rightarrow 2Mn^{+4};\quad 3S^{+4} - 6e^- \rightarrow 3S^{+6}}$$Переходим к молекулярному уравнению и проверяем число атомов и зарядов.
$$\mathrm{2KMnO_4 + 3K_2SO_3 + H_2O \rightarrow 2MnO_2\downarrow + 3K_2SO_4 + 2KOH}$$Окислитель — $\mathrm{KMnO_4}$, восстановитель — $\mathrm{K_2SO_3}$. Уравнение: $\mathrm{2KMnO_4 + 3K_2SO_3 + H_2O \rightarrow 2MnO_2\downarrow + 3K_2SO_4 + 2KOH}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Указывают образование $\mathrm{MnO_4^{2-}}$ вместо осадка $\mathrm{MnO_2}$ в щелочной или нейтральной среде.
Неверно определяют сульфит как окислитель, хотя сера повышает степень окисления с $+4$ до $+6$.
Не учитывают воду и гидроксид-ионы при составлении полуреакций в щелочной среде.
Нарушают баланс электронов: число отданных электронов должно быть равно числу принятых.