Решение: Электронный баланс реакции фосфора
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{P_2O_3 + HClO_3 + H_2O \rightarrow H_3PO_4 + HCl}$. Запишите в отдельной строке формулы вещества или частицы окислителя и восстановителя. Укажите, какое из этих веществ является окислителем, а какое — восстановителем.
Решение по шагам
5 шаговОпределяем степени окисления изменяющихся элементов: фосфор в $\mathrm{P_2O_3}$ имеет степень окисления $+3$, а в $\mathrm{H_3PO_4}$ — $+5$. Хлор в $\mathrm{HClO_3}$ имеет степень окисления $+5$, а в $\mathrm{HCl}$ — $-1$.
$$\mathrm{P^{+3} \rightarrow P^{+5}},\quad \mathrm{Cl^{+5} \rightarrow Cl^{-1}}$$Составляем электронный баланс. Два атома фосфора отдают четыре электрона, а один атом хлора принимает шесть электронов.
$$2\mathrm{P^{+3}} - 4e^- \rightarrow 2\mathrm{P^{+5}};\quad \mathrm{Cl^{+5}} + 6e^- \rightarrow \mathrm{Cl^{-1}}$$Уравниваем число отданных и принятых электронов: для этого берём три молекулы $\mathrm{P_2O_3}$ и две молекулы $\mathrm{HClO_3}$.
$$3\mathrm{P_2O_3} + 2\mathrm{HClO_3} + \mathrm{H_2O} \rightarrow 6\mathrm{H_3PO_4} + 2\mathrm{HCl}$$Балансируем кислород и водород. Для равенства числа атомов кислорода слева добавляем девять молекул воды. Проверка по водороду также выполняется: слева и справа по двадцать атомов водорода.
$$3\mathrm{P_2O_3} + 2\mathrm{HClO_3} + 9\mathrm{H_2O} \rightarrow 6\mathrm{H_3PO_4} + 2\mathrm{HCl}$$Фосфор повышает степень окисления, поэтому $\mathrm{P_2O_3}$ является восстановителем. Хлор понижает степень окисления, поэтому $\mathrm{HClO_3}$ является окислителем.
$3\mathrm{P_2O_3} + 2\mathrm{HClO_3} + 9\mathrm{H_2O} \rightarrow 6\mathrm{H_3PO_4} + 2\mathrm{HCl}$; окислитель — $\mathrm{HClO_3}$, 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
Неверно определяют степень окисления хлора в $\mathrm{HClO_3}$ или $\mathrm{HCl}$.
Не учитывают, что в молекуле $\mathrm{P_2O_3}$ находятся два атома фосфора.
Путают окислитель и восстановитель: окислитель принимает электроны, а восстановитель отдаёт их.
Неверно расставляют коэффициент перед водой.