Задание №29 — Теоретические основы химии

Решение. Из перечня выбираем перманганат калия KMnO₄ — сильный окислитель (марганец в высшей степени окисления Mn⁺⁷) и фосфин PH₃ — восстановитель (фосфор в низшей степени окисления P⁻³). Нитрат лития и гидроксид алюминия окислительно-восстановительных свойств здесь не проявляют. В перечне есть серная кислота, поэтому среда кислая: именно в кислой среде Mn⁺⁷ восстанавливается до Mn⁺² (соль марганца(II)), а фосфор окисляется до высшей степени окисления +5 и даёт фосфорную кислоту H₃PO₄.

Молекулярное уравнение реакции:

8KMnO₄ + 5PH₃ + 12H₂SO₄ → 8MnSO₄ + 5H₃PO₄ + 4K₂SO₄ + 12H₂O

Электронный баланс:
P⁻³ − 8e⁻ → P⁺⁵ | 5 | окисление, восстановитель
Mn⁺⁷ + 5e⁻ → Mn⁺² | 8 | восстановление, окислитель

Окислитель — KMnO₄ (за счёт Mn⁺⁷); восстановитель — PH₃ (за счёт P⁻³).

Проверка: отдано электронов 5 · 8 = 40, принято 8 · 5 = 40. Кислород: слева 8 · 4 + 12 · 4 = 80, справа 8 · 4 + 5 · 4 + 4 · 4 + 12 = 80. Водород: слева 5 · 3 + 12 · 2 = 39, справа 5 · 3 + 12 · 2 = 39.

Ответ: 8KMnO₄ + 5PH₃ + 12H₂SO₄ → 8MnSO₄ + 5H₃PO₄ + 4K₂SO₄ + 12H₂O; окислитель — KMnO₄ (Mn⁺⁷), восстановитель — PH₃ (P⁻³).

Источник: ФИПИ