РУҚА
20

Решение: Электронный баланс реакции

ОГЭ · Химия · Задание 20 · Окислительно-восстановительные реакции
ВысокаяФИПИ14962DРазвёрнутое решение≈ 6 минутРазбор в 5 шагов
Условие

Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{P_2O_3 + HBrO_3 + H_2O \rightarrow H_3PO_4 + HBr}$. Запишите формулы вещества-окислителя и вещества-восстановителя. Укажите, какое из этих веществ является окислителем, а какое — восстановителем.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

5 шагов
1

Определяем степени окисления элементов, изменяющих их. В $\mathrm{P_2O_3}$ фосфор имеет степень окисления $+3$, а в $\mathrm{H_3PO_4}$ — $+5$. Фосфор отдаёт электроны и является восстановителем.

$$\mathrm{P^{+3} - 2e^- \rightarrow P^{+5}}$$
2

В $\mathrm{HBrO_3}$ бром имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{HBr}$ — $-1$. Бром принимает электроны, поэтому $\mathrm{HBrO_3}$ является окислителем.

$$\mathrm{Br^{+5} + 6e^- \rightarrow Br^{-1}}$$
3

Для электронного баланса нужны 3 атома фосфора и 1 атом брома: два атома фосфора отдают 4 электрона, а один атом брома принимает 6 электронов; наименьшее общее число электронов равно 12. Поэтому предварительные коэффициенты перед веществами, содержащими изменяющиеся элементы: $3\mathrm{P_2O_3}$ и $2\mathrm{HBrO_3}$, а перед продуктами — $6\mathrm{H_3PO_4}$ и $2\mathrm{HBr}$.

$$\mathrm{3P_2O_3 + 2HBrO_3 + xH_2O \rightarrow 6H_3PO_4 + 2HBr}$$
4

Баланс водорода требует $x=9$, поскольку $2+2x=18+2$. Баланс кислорода требует $x=11$, поскольку $9+6+x=24+2$. Одно и то же значение $x$ получить невозможно.

$$\mathrm{x=9\ (по\ H),\qquad x=11\ (по\ O)}$$

Следовательно, записанная в условии схема реакции не может быть уравнена: в ней, вероятно, допущена опечатка в формуле одного из веществ или продукта. При этом $\mathrm{HBrO_3}$ — окислитель, а $\mathrm{P_2O_3}$ — восстановитель.

Ответ

Схема реакции в представленном виде не уравнивается: для воды получаются несовместимые коэффициенты $9$ и $11$. Окислитель — $\mathrm{HBrO_3}$, восстановитель — $\mathrm{P_2O_3}$.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Записывают $\mathrm{P_2O_3}$ как окислитель, хотя фосфор повышает степень окисления и отдаёт электроны.

Не проверяют отдельно баланс атомов водорода и кислорода.

Механически принимают коэффициент перед водой, не убеждаясь, что он одновременно удовлетворяет обоим законам сохранения атомов.

Закрепить приёмВ теме «Окислительно-восстановительные реакции» ещё 261 задача — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 20 ОГЭ, химия

Разбор этой задачи разложен на 5 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Окислительно-восстановительные реакции»: в ней 262 задачи, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.