Решение: Окисление фосфина перманганатом
Документ к заданиюИнструкция к заданиям 30 и 31 по химии
Прочитайте текст и выполните задания.
Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:
перманганат калия, фосфин, серная кислота, нитрат лития, гидроксид железа(
III
). Допустимо использование водных растворов веществ.
Используя вещества из предложенного перечня, выберите вещества, между которыми возможна окислительно-восстановительная реакция. Запишите уравнение только одной из возможных реакций, используя не менее двух веществ из перечня. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.
Решение по шагам
4 шагаВ кислой среде перманганат калия является окислителем: марганец в составе иона $\mathrm{MnO_4^-}$ восстанавливается со степени окисления $+7$ до $+2$. Фосфор в фосфине окисляется со степени окисления $-3$ до $+5$ в фосфорной кислоте.
$$\mathrm{P^{-3} - 8e^- \rightarrow P^{+5}};\quad \mathrm{Mn^{+7} + 5e^- \rightarrow Mn^{+2}}$$Уравниваем число отданных и принятых электронов: первую полуреакцию умножаем на 5, вторую — на 8.
$$\mathrm{5P^{-3} - 40e^- \rightarrow 5P^{+5}};\quad \mathrm{8Mn^{+7} + 40e^- \rightarrow 8Mn^{+2}}$$В кислой среде ионное уравнение реакции имеет вид:
$$\mathrm{5PH_3 + 8MnO_4^- + 24H^+ \rightarrow 5H_3PO_4 + 8Mn^{2+} + 12H_2O}$$Переходим к молекулярному уравнению, используя серную кислоту как источник ионов $\mathrm{H^+}$ и сульфат-ионов.
$$\mathrm{8KMnO_4 + 5PH_3 + 12H_2SO_4 \rightarrow 8MnSO_4 + 4K_2SO_4 + 5H_3PO_4 + 12H_2O}$$Окислитель — $\mathrm{KMnO_4}$, восстановитель — $\mathrm{PH_3}$. Уравнение: $\mathrm{8KMnO_4 + 5PH_3 + 12H_2SO_4 \rightarrow 8MnSO_4 + 4K_2SO_4 + 5H_3PO_4 + 12H_2O}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не учитывают кислую среду и записывают продукты восстановления перманганата неверно.
Ошибочно считают фосфин окислителем, хотя фосфор в нем повышает степень окисления с $-3$ до $+5$.
Неверно уравнивают число электронов: фосфор отдаёт 8 электронов, а марганец принимает 5 электронов.
Не расставляют коэффициенты перед сульфатами калия и марганца при переходе от ионного уравнения к молекулярному.