Решение: Электронный баланс перманганата
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{KMnO_4 + KOH \rightarrow K_2MnO_4 + O_2 + H_2O}$. Запишите формулы вещества или частицы окислителя и восстановителя. Укажите, какое из этих веществ или частиц является окислителем, а какое — восстановителем.
Решение по шагам
5 шаговОпределяем изменения степеней окисления. Марганец в $\mathrm{KMnO_4}$ имеет степень окисления $+7$, а в $\mathrm{K_2MnO_4}$ — $+6$, поэтому марганец принимает электроны и восстанавливается.
$$\mathrm{Mn^{+7} + e^- \rightarrow Mn^{+6}}$$Кислород в перманганате имеет степень окисления $-2$. При образовании молекулы $\mathrm{O_2}$ его степень окисления становится равной $0$, поэтому кислород отдаёт электроны и окисляется.
$$\mathrm{2O^{-2} - 4e^- \rightarrow O_2^0}$$Уравниваем число отданных и принятых электронов: два атома марганца принимают два электрона, а два атома кислорода отдают четыре электрона. Поэтому процесс восстановления умножаем на два, а процесс окисления записываем для двух атомов кислорода.
$$\mathrm{2Mn^{+7} + 2e^- \rightarrow 2Mn^{+6};\quad 2O^{-2} - 4e^- \rightarrow O_2^0}$$Расставляем коэффициенты и проверяем число атомов каждого элемента.
$$\mathrm{2KMnO_4 + 2KOH \rightarrow 2K_2MnO_4 + O_2 + H_2O}$$Вещество $\mathrm{KMnO_4}$ содержит марганец, который принимает электроны, поэтому $\mathrm{KMnO_4}$ является окислителем. Кислородные частицы в составе $\mathrm{KMnO_4}$ отдают электроны, поэтому $\mathrm{KMnO_4}$ также выступает восстановителем. Это внутримолекулярная окислительно-восстановительная реакция.
$\mathrm{2KMnO_4 + 2KOH \rightarrow 2K_2MnO_4 + O_2 + H_2O}$; окислитель — $\mathrm{KMnO_4}$, восстановитель — кислородные частицы $\mathrm{O^{2-}}$ в составе $\mathrm{KMnO_4}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не учитывать изменение степени окисления кислорода при образовании $\mathrm{O_2}$.
Неверно расставлять коэффициенты перед $\mathrm{KOH}$ и $\mathrm{H_2O}$.
Указывать только марганец как окислитель и не объяснять, какая частица является восстановителем.
Забывать, что в данной реакции одно и то же вещество $\mathrm{KMnO_4}$ содержит и окисляющуюся, и восстанавливающуюся частицы.