Решение: Электронный баланс реакции бромоводорода
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{HBr + MnO_2 \rightarrow MnBr_2 + Br_2 + H_2O}$. Запишите формулы вещества или частицы окислителя и восстановителя и укажите, какое из них является окислителем, а какое — восстановителем.
Решение по шагам
5 шаговОпределяем степени окисления элементов, изменяющих степень окисления. Марганец в $\mathrm{MnO_2}$ имеет степень окисления $+4$, а в $\mathrm{MnBr_2}$ — $+2$. Бром в $\mathrm{HBr}$ имеет степень окисления $-1$, а в $\mathrm{Br_2}$ — $0$.
$$\mathrm{Mn^{+4} \rightarrow Mn^{+2};\quad Br^{-1} \rightarrow Br^0}$$Марганец принимает два электрона, поэтому восстанавливается. Два атома брома отдают два электрона, образуя молекулу брома.
$$\mathrm{Mn^{+4} + 2e^- \rightarrow Mn^{+2}};\quad \mathrm{2Br^{-1} - 2e^- \rightarrow Br_2^0}$$Число принятых и отданных электронов одинаково, поэтому соотношение участников окислительно-восстановительного процесса равно $1:2$ для атома марганца и атомов брома.
Расставляем остальные коэффициенты по атомам. Для образования $\mathrm{MnBr_2}$ и $\mathrm{Br_2}$ требуется четыре атома брома, значит перед $\mathrm{HBr}$ ставим коэффициент 4. Водород и кислород уравниваются коэффициентом 2 перед водой.
$$\mathrm{MnO_2 + 4HBr \rightarrow MnBr_2 + Br_2 + 2H_2O}$$Вещество, принимающее электроны, является окислителем; вещество, отдающее электроны, — восстановителем.
$\mathrm{MnO_2 + 4HBr \rightarrow MnBr_2 + Br_2 + 2H_2O}$; окислитель — $\mathrm{MnO_2}$, восстановитель — $\mathrm{HBr}$ (частица $\mathrm{Br^-}$).
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 молекула брома имеет формулу $\mathrm{Br_2}$.
Называют $\mathrm{HBr}$ окислителем, хотя бромид-ион отдаёт электроны.
Ставят коэффициент 2 перед $\mathrm{HBr}$ вместо коэффициента 4.
Не записывают электронный баланс или не указывают роли окислителя и восстановителя.