Решение: Окислительно-восстановительная реакция
Документ к заданиюПеречень веществ для выполнения заданий по химии
Прочитайте текст и выполните задания.
Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ: уксусная кислота, сульфат лития, перманганат натрия, карбонат натрия, серная кислота, иодид магния. Допустимо использование водных растворов веществ.
Используя перечень веществ из общего материала, выберите вещества, между которыми протекает окислительно-восстановительная реакция с образованием простого вещества и солей. Запишите уравнение только одной возможной реакции с участием выбранных веществ, составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.
Решение по шагам
4 шагаВыбираем перманганат натрия, иодид магния и серную кислоту. В кислой среде перманганат-ион является окислителем, а иодид-ион — восстановителем.
$$\mathrm{MnO_4^-}+8\mathrm{H^+}+5e^-\rightarrow\mathrm{Mn^{2+}}+4\mathrm{H_2O};\quad 2\mathrm{I^-}-2e^- ightarrow\mathrm{I_2}$$Уравниваем число электронов: восстановление двух атомов марганца требует десяти электронов, которые отдают десять иодид-ионов.
$$2\mathrm{MnO_4^-}+16\mathrm{H^+}+10\mathrm{I^-}\rightarrow2\mathrm{Mn^{2+}}+5\mathrm{I_2}+8\mathrm{H_2O}$$Переходим к молекулярному уравнению с учётом ионов натрия, магния и сульфата.
$$2\mathrm{NaMnO_4}+5\mathrm{MgI_2}+8\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow2\mathrm{MnSO_4}+5\mathrm{MgSO_4}+\mathrm{Na_2SO_4}+5\mathrm{I_2}+8\mathrm{H_2O}$$Марганец изменяет степень окисления с $+7$ до $+2$ и принимает электроны, поэтому перманганат натрия — окислитель. Иод изменяет степень окисления с $-1$ до $0$ и отдаёт электроны, поэтому иодид магния — восстановитель.
$$\mathrm{Mn^{+7}}+5e^-\rightarrow\mathrm{Mn^{+2}};\quad 2\mathrm{I^{-1}}-2e^- ightarrow\mathrm{I_2^0}$$$2\mathrm{NaMnO_4}+5\mathrm{MgI_2}+8\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow2\mathrm{MnSO_4}+5\mathrm{MgSO_4}+\mathrm{Na_2SO_4}+5\mathrm{I_2}+8\mathrm{H_2O}$; окислитель — $\mathrm{NaMnO_4}$, восстановитель — $\mathrm{MgI_2}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Неправильно указывают серную кислоту в качестве окислителя или восстановителя.
Не учитывают кислую среду при составлении полуреакции восстановления перманганата.
Ставят неверные коэффициенты перед $\mathrm{MgI_2}$ и $\mathrm{H_2SO_4}$.
Записывают иод как иодид-ион вместо простого вещества $\mathrm{I_2}$.