Решение: Электронный баланс реакции хрома
Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схеме реакции $\mathrm{Cr + O_2 + HCl \rightarrow CrCl_3 + H_2O}$. 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 степени окисления элементов, изменяющих степень окисления: хром в простом веществе имеет степень окисления 0, в $\mathrm{CrCl_3}$ — $+3$; кислород в $\mathrm{O_2}$ имеет степень окисления 0, в $\mathrm{H_2O}$ — $-2$.
$$\mathrm{Cr^0 \rightarrow Cr^{+3};\quad O^0 \rightarrow O^{-2}}$$Хром окисляется и отдаёт три электрона на один атом. Кислород восстанавливается и принимает два электрона на один атом.
$$\mathrm{Cr^0 - 3e^- \rightarrow Cr^{+3}};\quad \mathrm{O^0 + 2e^- \rightarrow O^{-2}}$$Уравниваем число отданных и принятых электронов: умножаем переход хрома на 4, а переход кислорода на 6 атомов кислорода, то есть на 3 молекулы $\mathrm{O_2}$.
$$\mathrm{4Cr^0 - 12e^- \rightarrow 4Cr^{+3}};\quad \mathrm{3O_2 + 12e^- \rightarrow 6O^{-2}}$$Расставляем коэффициенты в молекулярном уравнении. Для образования $4\mathrm{CrCl_3}$ требуется 12 атомов хлора, поэтому перед $\mathrm{HCl}$ ставим коэффициент 12. 12 атомам водорода соответствуют 6 молекулам воды.
$$\mathrm{4Cr + 3O_2 + 12HCl \rightarrow 4CrCl_3 + 6H_2O}$$Хром отдаёт электроны, поэтому является восстановителем. Кислород принимает электроны, поэтому является окислителем.
$$\mathrm{Cr\text{ — восстановитель};\quad O_2\text{ — окислитель}}$$$\mathrm{4Cr + 3O_2 + 12HCl \rightarrow 4CrCl_3 + 6H_2O}$; окислитель — $\mathrm{O_2}$, восстановитель — $\mathrm{Cr}$.
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 в молекуле $\mathrm{O_2}$ находятся два атома кислорода.
Называют $\mathrm{HCl}$ окислителем или восстановителем, хотя в данной реакции изменяются степени окисления хрома и кислорода.
Ставят коэффициент 6 перед $\mathrm{O_2}$ вместо 3.
Не уравнивают число атомов хлора и водорода после составления электронного баланса.