Решение: Электронный баланс марганца
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{K_2MnO_4 + H_2O \rightarrow MnO_2 + KMnO_4 + KOH}$. 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
4 шагаОпределяем степени окисления марганца: в $\mathrm{K_2MnO_4}$ марганец имеет степень окисления $+6$, в $\mathrm{MnO_2}$ — $+4$, а в $\mathrm{KMnO_4}$ — $+7$.
$$\mathrm{Mn}^{+6} \rightarrow \mathrm{Mn}^{+7} + e^-; \quad \mathrm{Mn}^{+6} + 2e^- \rightarrow \mathrm{Mn}^{+4}$$Для уравнивания электронов умножаем процесс восстановления на 1, а процесс окисления учитываем с коэффициентом 2: два атома марганца отдают по одному электрону, один атом марганца принимает два электрона.
$$2\mathrm{Mn}^{+6} - 2e^- \rightarrow 2\mathrm{Mn}^{+7}; \quad \mathrm{Mn}^{+6} + 2e^- \rightarrow \mathrm{Mn}^{+4}$$Расставляем коэффициенты в молекулярном уравнении и проверяем число атомов каждого элемента.
$$3\mathrm{K_2MnO_4} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{MnO_2} + 2\mathrm{KMnO_4} + 4\mathrm{KOH}$$Частицы $\mathrm{MnO_4^{2-}}$ в составе $\mathrm{K_2MnO_4}$, которые превращаются в $\mathrm{MnO_2}$, принимают электроны и являются окислителем. Частицы $\mathrm{MnO_4^{2-}}$, которые превращаются в $\mathrm{MnO_4^-}$ в составе $\mathrm{KMnO_4}$, отдают электроны и являются восстановителем.
Уравнение: $3\mathrm{K_2MnO_4} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{MnO_2} + 2\mathrm{KMnO_4} + 4\mathrm{KOH}$. Окислитель — $\mathrm{MnO_4^{2-}}$ в $\mathrm{K_2MnO_4}$, восстанавливающийся до $\mathrm{MnO_2}$; восстановитель — $\mathrm{MnO_4^{2-}}$ в $\mathrm{K_2MnO_4}$, окисляющийся до $\mathrm{MnO_4^-}$ в $\mathrm{KMnO_4}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Неверно определяют степень окисления марганца в $\mathrm{K_2MnO_4}$.
Забывают, что одна и та же частица $\mathrm{MnO_4^{2-}}$ одновременно выступает и окислителем, и восстановителем.
Нарушают соотношение электронов: один атом марганца принимает 2 электрона, а два атома марганца отдают по одному электрону.
Записывают несбалансированное уравнение реакции.