Решение: Электронный баланс реакции фосфида
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{Cl_2 + Ca_3P_2 + H_2O \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 + HCl}$. Запишите в отдельных строках формулы вещества или частицы окислителя и восстановителя. Укажите, какое из этих веществ или частиц является окислителем, а какое — восстановителем.
Решение по шагам
5 шаговОпределяем степени окисления элементов, изменяющих их значения: фосфор изменяется от $-3$ до $+5$, а хлор — от $0$ до $-1$.
$$\mathrm{P^{-3} - 8e^- \rightarrow P^{+5}};\quad \mathrm{Cl_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Cl^-}$$В молекуле $\mathrm{Ca_3P_2}$ находятся два атома фосфора, поэтому они отдают $2 \cdot 8 = 16e^-$. Для принятия $16e^-$ требуется $8$ молекул $\mathrm{Cl_2}$.
$$2\mathrm{P^{-3}} - 16e^- \rightarrow 2\mathrm{P^{+5}};\quad 8\mathrm{Cl_2} + 16e^- \rightarrow 16\mathrm{Cl^-}$$Расставляем коэффициенты перед исходными и конечными веществами. Для образования $\mathrm{Ca_3(PO_4)_2}$ берём одну формулу $\mathrm{Ca_3P_2}$, а для получения восьми атомов кислорода — восемь молекул воды.
$$\mathrm{8Cl_2 + Ca_3P_2 + 8H_2O \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 + 16HCl}$$Проверяем баланс: кальций — 3 атома, фосфор — 2 атома, кислород — 8 атомов, водород — 16 атомов, хлор — 16 атомов с каждой стороны.
Хлор принимает электроны, поэтому молекулярный хлор является окислителем. Фосфор отдаёт электроны, поэтому фосфид кальция является восстановителем.
$\mathrm{8Cl_2 + Ca_3P_2 + 8H_2O \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 + 16HCl}$; окислитель — $\mathrm{Cl_2}$, восстановитель — $\mathrm{Ca_3P_2}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не учитывают, что в молекуле $\mathrm{Ca_3P_2}$ находятся два атома фосфора.
Ставят коэффициент $8$ перед $\mathrm{Cl_2}$ вместо учёта электронного баланса.
Называют восстановителем хлор, хотя он принимает электроны.
Не уравнивают количество водорода и хлора в $\mathrm{HCl}$.