Решение: Электронный баланс реакции фосфора
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{P + HClO_3 + H_2O \rightarrow H_3PO_4 + HCl}$. Запишите формулы окислителя и восстановителя и укажите, какое вещество является окислителем, а какое — восстановителем.
Решение по шагам
4 шагаОпределяем степени окисления элементов, которые изменяются. Фосфор в простом веществе имеет степень окисления $0$, а в $\mathrm{H_3PO_4}$ — $+5$. Хлор в $\mathrm{HClO_3}$ имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{HCl}$ — $-1$.
$$\mathrm{P^0 \rightarrow P^{+5};\quad Cl^{+5} \rightarrow Cl^{-1}}$$Фосфор отдаёт пять электронов, поэтому является восстановителем. Хлор принимает шесть электронов, поэтому вещество $\mathrm{HClO_3}$ является окислителем.
$$\mathrm{P^0 - 5e^- \rightarrow P^{+5}}\\\mathrm{Cl^{+5} + 6e^- \rightarrow Cl^{-1}}$$Уравниваем число отданных и принятых электронов. Наименьшее общее кратное чисел $5$ и $6$ равно $30$, поэтому перед фосфором ставим $6$, а перед $\mathrm{HClO_3}$ — $5$.
$$\mathrm{6P^0 - 30e^- \rightarrow 6P^{+5}}\\\mathrm{5Cl^{+5} + 30e^- \rightarrow 5Cl^{-1}}$$После расстановки коэффициентов перед веществами, содержащими фосфор и хлор, уравниваем кислород и водород с помощью воды. Получаем $9$ молекул воды, $6$ молекул фосфорной кислоты и $5$ молекул хлороводорода.
$$\mathrm{6P + 5HClO_3 + 9H_2O \rightarrow 6H_3PO_4 + 5HCl}$$$\mathrm{6P + 5HClO_3 + 9H_2O \rightarrow 6H_3PO_4 + 5HCl}$; окислитель — $\mathrm{HClO_3}$, восстановитель — $\mathrm{P}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не учитывать изменение степени окисления хлора от $+5$ до $-1$.
Неверно определять восстановитель: фосфор отдаёт электроны и поэтому является восстановителем.
Не проверять равенство числа атомов кислорода и водорода после расстановки коэффициентов.